專利名稱：患者回路中溫度的自動(dòng)控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣道壓力支持系統(tǒng)，并且更具體而言，涉及這樣一種氣道壓力支持系統(tǒng)，在其中，基于環(huán)境狀況以及任選地基于諸如氣體蒸汽狀況的其他狀況自動(dòng)控制患者呼吸回路的溫度。
背景技術(shù)：
許多個(gè)體患有睡眠過(guò)程中的呼吸紊亂。睡眠呼吸暫停是世界范圍內(nèi)數(shù)百萬(wàn)人患有的這類睡眠呼吸紊亂的普遍范例。一種類型的睡眠呼吸暫停是阻塞性睡眠呼吸暫停(OSA)，其是這樣的狀況在其中，睡眠不斷被由于氣道的阻塞而引起的呼吸無(wú)力而打斷；通常是上呼吸道或咽喉區(qū)域。氣道的阻塞通常被認(rèn)為是至少部分由于穩(wěn)定上呼吸道段的肌肉的總體松弛，從而允許組織使氣道塌陷造成的。另一種類型的睡眠呼吸暫停綜合癥是中樞性呼吸暫停，其是由于缺少來(lái)自大腦呼吸中樞的呼吸信號(hào)而導(dǎo)致的呼吸中斷。呼吸暫停狀況，無(wú)論是0SA、中樞性的或者由OSA和中樞性呼吸暫停的組合的混合性呼吸暫停，都被定義為呼吸的完全或接近中斷，例如峰值呼吸氣體流減小90%或者更多。罹患睡眠呼吸暫停的那些人在睡眠過(guò)程中間歇地經(jīng)歷著睡眠片段化和完全或接近通氣中斷，以及潛在的嚴(yán)重程度的氧合血紅蛋白下降。這些癥狀可以臨床上轉(zhuǎn)變?yōu)闃O度白天嗜睡、心律不齊、肺動(dòng)脈高壓、充血性心力衰竭和/或認(rèn)知功能障礙。睡眠呼吸暫停的其他結(jié)果包括右心室功能障礙、清醒過(guò)程中以及睡眠過(guò)程中的二氧化碳潴留，以及連續(xù)減小的動(dòng)脈氧分壓。睡眠呼吸暫?；颊邔?huì)因?yàn)檫@些因素，以及因?yàn)楫?dāng)駕駛和/或操作潛在危險(xiǎn)的設(shè)備時(shí)增加事故風(fēng)險(xiǎn)而處于過(guò)高死亡率的危險(xiǎn)中。即使患者沒(méi)有遭受完全或接近完全的氣道阻塞，也已知，在僅有氣道部分阻塞的情況下，也能夠發(fā)生諸如從睡眠擾醒的不良反應(yīng)。氣道的部分阻塞通常導(dǎo)致被稱作呼吸不足的淺呼吸。呼吸不足通常被定義為峰值呼吸氣體流減小50%或者更多。其他類型的睡眠呼吸紊亂包括，但不限于，上氣道阻力綜合癥(UARS)和氣道顫動(dòng)，諸如咽壁顫動(dòng)，通常稱作打鼾。因此，在診斷患有諸如0SA、中樞性呼吸暫停或UARS的呼吸紊亂的患者的過(guò)程中，準(zhǔn)確地檢測(cè)患者的呼吸暫停和呼吸不足的發(fā)生是很重要的。已經(jīng)充分了解到，通過(guò)向患者氣道施加正空氣壓(PAP)來(lái)處置睡眠呼吸紊亂。這種正壓有效地“支撐”氣道，從而維持通向肺的開(kāi)放通道。在一種類型的PAP治療中，被稱為持續(xù)正空氣壓(CPAP)，遞送至患者的氣體的壓力在整個(gè)患者呼吸循環(huán)中是恒定的。也已知，通過(guò)提供正壓治療來(lái)增加患者的舒適度，在所述正壓治療中，遞送至患者的氣體的壓力隨著患者的呼吸循環(huán)而變化，或根據(jù)患者的努力而變化。這種壓力支持技術(shù)被稱為雙水平壓力支持，在其中，遞送至患者的吸氣氣道壓力(IPAP)高于呼氣氣道壓力(EPAP)。常常在PAP機(jī)器和用戶接口之間或者與PAP機(jī)器和用戶接口一體提供增濕器，以對(duì)由PAP機(jī)器生成的否則相對(duì)干燥的壓縮空氣增濕。在增濕器內(nèi)，允許水蒸發(fā)以在貯液器內(nèi)產(chǎn)生蒸汽，同時(shí)呼吸氣體通過(guò)水的表面。在貯液器內(nèi)增加的水蒸汽提高了向遞送至用戶的氣體提供更多濕度的能力。在加熱通過(guò)類型的增濕器中，這種氣體流濕度的增加伴隨著氣體流溫度的升高。當(dāng)PAP機(jī)器周圍溫度低于氣體流溫度時(shí)，能夠在患者呼吸回路的內(nèi)部形成凝結(jié)。目前已知，加熱患者呼吸回路，以便減少在患者呼吸回路上和/或在患者呼吸回路內(nèi)的凝結(jié)的形成。在當(dāng)前的系統(tǒng)中，通過(guò)在努力過(guò)程中向患者回路提供恒定量的熱來(lái)加熱患者回路，以維持恒定的溫度。然而，當(dāng)前系統(tǒng)并非基于包括PAP機(jī)器周圍的環(huán)境狀況的各因素自動(dòng)控制患者呼吸回路的加熱。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種自動(dòng)控制壓力支持系統(tǒng)的患者回路的溫度的方法，該方法包括確定(直接測(cè)量或估計(jì)/推導(dǎo))與所述壓力支持系統(tǒng)周圍的環(huán)境狀況相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)，諸如環(huán)境溫度和/或環(huán)境濕度；至少基于所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)確定期望溫度；并基于所述期望溫度控制與所述患者回路操作性關(guān)聯(lián)的加熱設(shè)備的操作。在另一實(shí)施例中，提供了一種壓力支持系統(tǒng)，該壓力支持系統(tǒng)包括壓力發(fā)生系統(tǒng)、操作性耦合到所述壓力發(fā)生系統(tǒng)的患者回路、構(gòu)造成對(duì)由所述壓力發(fā)生系統(tǒng)生成的加壓氣體流增濕的增濕器、與所述患者回路操作性關(guān)聯(lián)的加熱設(shè)備，以及操作性耦合到所述壓力發(fā)生系統(tǒng)和所述加熱設(shè)備的控制器。所述控制器適于使用剛剛描述的方法控制所述患者回路的溫度。在又一實(shí)施例中，提供了一種用于具有患者回路的壓力支持系統(tǒng)的患者回路加熱系統(tǒng)，其包括被構(gòu)造成與所述患者回路操作性關(guān)聯(lián)的加熱設(shè)備，以及操作性耦合到所述加熱設(shè)備的控制器。所述控制器適于通過(guò)確定與所述壓力支持系統(tǒng)周圍的環(huán)境狀況相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)、至少基于所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)確定期望溫度，以及基于所述期望溫度控制所述加熱設(shè)備的操作來(lái)控制所述患者回路的溫度。參考附圖考慮以下描述和權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其他目的、特征和特性，以及相關(guān)結(jié)構(gòu)元件的操作方法和功能，以及各部分的組合和制造的經(jīng)濟(jì)性，將變得更加顯而易見(jiàn)，所有附圖都形成本說(shuō)明書(shū)的一部分，其中，不同附圖中的類似的附圖標(biāo)記表示對(duì)應(yīng)的部分。然而，應(yīng)該清楚地理解，附圖僅僅是為了說(shuō)明和描述的目的，并非意在作為對(duì)本發(fā)明的限制的限定。


圖I為根據(jù)一個(gè)具體的、非限制性實(shí)施例的壓力支持系統(tǒng)的示意圖，其中，本發(fā)明可以在其多種實(shí)施例中實(shí)施；圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體的、非限制性實(shí)施例的自動(dòng)控制患者回路的溫度的方法的流程圖；以及圖3為根據(jù)一個(gè)備選的具體的、非限制性實(shí)施例的壓力支持系統(tǒng)的示意圖，其中，本發(fā)明可以在其多種實(shí)施例中實(shí)施。
具體實(shí)施例方式如在本文中所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”包括多個(gè)對(duì)象，除非在上下文中明確地指出。如在本文中所使用的，兩個(gè)或更多部分或組件被“耦合”的表述是指這些部分被直接或間接地(即，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)中間部分或部件，只要鏈接發(fā)生)連接在一起或者一起工作。如在本文中所使用的，“直接耦合”是指兩個(gè)元件直接接觸彼此。如在本文中所使用的，“固定地耦合”或“固定的”是指兩個(gè)部件被耦合從而為一體移動(dòng)，同時(shí)維持相對(duì)于彼此的恒定取向。如在本文中所使用的，“單一的”一詞是指將部件創(chuàng)建為單一塊或單元。亦即，包括分別創(chuàng)建而后耦合在一起作為單元的部件不是“單一的”部件或?qū)嶓w。如在本文中所采用的，兩個(gè)或更多個(gè)部分或部件“接合”于另一個(gè)的表述是指部件直接地或通過(guò)一個(gè)或多個(gè)中間部分或部件來(lái)對(duì)另一個(gè)施加力。如在本文中所采用的，術(shù)語(yǔ)“數(shù)量”是指一或大于一的整數(shù)(即，多個(gè))。本文中所使用的方向性用語(yǔ)，諸如，例如而非限于，頂部、底部、左、右、上、下、前、后以及由此衍生的，涉及附圖中示出的元件的取向，并非限制權(quán)力要求，除非在那里明確表述。圖I是根據(jù)一個(gè)具體的、非限制性實(shí)施例的壓力支持系統(tǒng)50的示意圖，其中本發(fā)明可以在其多種實(shí)施例中實(shí)施。參考圖I，壓力支持系統(tǒng)50包括氣體流發(fā)生器52，諸如在常規(guī)CPAP或雙水平壓力支持裝置中使用的鼓風(fēng)機(jī)，其從任何合適的源接收大致由箭頭C指示的呼吸氣體，所述合適的源例如是氧氣或空氣的加壓罐、環(huán)境大氣或者其組合。氣體流發(fā)生器52生成呼吸氣體流，諸如空氣、氧氣或者其混合物，用于以相對(duì)更高或更低的壓力，即，通常等于或高于環(huán)境大氣壓力，遞送至患者54的氣道。在示范性實(shí)施例中，氣體流發(fā)生器52能夠提供壓強(qiáng)范圍在3-30cmH20的呼吸氣體流。來(lái)自氣體流發(fā)生器52的加壓呼吸氣體流，大致由箭頭D指示，經(jīng)由遞送管路56遞送至任何已知結(jié)構(gòu)的呼吸面罩或患者接口 58，其通常由患者54佩戴或者附接至患者54以將呼吸氣體流傳送至患者54的氣道。遞送管路56和患者接口裝置58通常共同被稱為患者回路。圖I中示出的壓力支持系統(tǒng)50被稱為為單支系統(tǒng)，意指患者回路僅包括將患者54與壓力支持系統(tǒng)50連接的遞送管路56。這樣，在遞送管路56中提供排氣孔57以從系統(tǒng)排出呼出的氣體，如由箭頭E指示的。應(yīng)該注意到,能夠在遞送管路56中之外或者替代地在遞送管路56中的其他位置，諸如在患者接口裝置58中，提供排氣孔57。還應(yīng)該理解，排氣孔57能夠根據(jù)要將氣體從壓力支持系統(tǒng)50排出的期望的方式而具有多種多樣的配置。本發(fā)明還想到了壓力支持系統(tǒng)50能夠是兩支系統(tǒng)，其具有連接至患者54的遞送管路和排出管路。在兩支系統(tǒng)(也稱作雙支系統(tǒng))中，排出管路輸送來(lái)自患者54的排出氣體并在遠(yuǎn)離患者54的一端包括排出閥。在這樣的實(shí)施例中的排出閥通常主動(dòng)受控以在系統(tǒng)中維持通常被稱為呼氣終末正壓(PEEP)的期望的水平或壓力。此外,在圖I中示出的例示性的示范性實(shí)施例中，患者接口 58是鼻/ 口面罩。然而，應(yīng)該理解，患者接口 58能夠包括鼻罩、鼻枕、氣管管路、氣管內(nèi)管路或提供合適的氣體流輸送功能的任何其他裝置。而且，針對(duì)本發(fā)明的目的，用語(yǔ)“患者接口”能夠包括遞送管路56和將加壓呼吸氣體源連接至患者54的任何其他結(jié)構(gòu)。在圖示的實(shí)施例中，壓力支持系統(tǒng)50包括在遞送管路56中提供的為閥60的形式的壓力控制器。閥60控制從氣體流發(fā)生器52遞送至患者54的呼吸氣體流的壓力。出于這一目的，氣體流發(fā)生器52和閥60共同被稱為壓力發(fā)生系統(tǒng)，因?yàn)樗鼈児餐饔靡钥刂七f送至患者54的氣體的壓力和/或流量。然而，應(yīng)該清楚，本發(fā)明想到了用于控制遞送至患者54的氣體的壓力的其他技術(shù)，諸如改變氣體流發(fā)生器52的鼓風(fēng)機(jī)速度，或者單獨(dú)執(zhí)行或者與壓力控制閥相結(jié)合。因此，閥60是任選的，根據(jù)用于控制遞送至患者54的呼吸氣體的壓力和流量的技術(shù)。如果閥60被排除。所述壓力發(fā)生系統(tǒng)對(duì)應(yīng)于單獨(dú)的氣體流發(fā)生器52，并且在所述患者回路中的氣的體壓力例如通過(guò)控制氣體流發(fā)生器52的電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。壓力支持系統(tǒng)50還包括氣體流傳感器62，其測(cè)量在遞送管路56內(nèi)的呼吸氣體流。在圖I所示的具體實(shí)施例中，氣體流傳感器62被插入到遞送管路56的線路中，最優(yōu)選處在閥60的下游。氣體流傳感器62生成流信號(hào),Qsw,其被提供給控制器64并由控制器64使用以確定在患者54處的氣體的流量(Qs；&)。用于基于Q3w計(jì)算的技術(shù)是周知的，并且考慮患者回路的壓力下降、來(lái)自系統(tǒng)的已知泄漏，即在圖I中由箭頭E指示的來(lái)自回路的氣體的有意排出，以及來(lái)自系統(tǒng)的未知泄漏，如在面罩/患者接口處的泄漏。本發(fā)明想到了使用用于計(jì)算泄漏流量Qitts的任何已知的或今后發(fā)展的技術(shù)，并且想到了使用基于Q3w計(jì)算的這種確定。這樣的技術(shù)的范例由美國(guó)專利 Nos. 5148802 ；5313937 ；5433193 ；5632269 ；5803065 ；6029664 ；6539940 ；6626175 ;以及7011091教導(dǎo)，在此通過(guò)引用將其中的每個(gè)的內(nèi)容并入本發(fā)明。當(dāng)然，本發(fā)明想到了用于測(cè)量患者54的呼吸流的其他技術(shù)，諸如，但不限于，在患者54處或者在沿遞送管路56的其他位置處直接測(cè)量流、基于氣體流發(fā)生器52的操作測(cè)量患者流，以及使用閥60上游的流傳感器測(cè)量患者流。壓力支持系統(tǒng)50還包括溫度傳感器65，其操作性地耦合至遞送管路56以檢測(cè)由壓力支持系統(tǒng)50輸出的氣體流的溫度；以及濕度傳感器67，其操作性地耦合至遞送管路56以檢測(cè)由壓力支持系統(tǒng)50輸出的氣體流的濕度。溫度傳感器65和濕度傳感器67各自操作性地耦合至控制器64。在所示的實(shí)施例中，溫度傳感器65和濕度傳感器67被提供在壓力支持系統(tǒng)50的主箱內(nèi)。或者,溫度傳感器65和濕度傳感器67中的任一個(gè)或全部?jī)蓚€(gè)可以被提供在所述患者回路中或被提供為耦合至所述患者回路?？刂破?4包括處理部分，其可以是，例如，微處理器、微控制器或一些其他合適的處理裝置；以及存儲(chǔ)部分，其可以在所述處理部分的內(nèi)部或者操作性地耦合至所述處理部分并提供用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和軟件的存儲(chǔ)介質(zhì)，所述軟件能夠由所述處理部分執(zhí)行以控制壓力支持系統(tǒng)50的操作，包括至少基于特定環(huán)境狀況自動(dòng)控制所述患者回路的溫度，如在本文中更詳細(xì)描述的。提供輸入/輸出裝置66以設(shè)置壓力支持系統(tǒng)50使用的多種參數(shù)，以及將信息和數(shù)據(jù)顯示并輸出給用戶，諸如臨床醫(yī)師或護(hù)理者。在圖示的實(shí)施例中，壓力支持系統(tǒng)50還包括在壓力支持系統(tǒng)50的主箱中提供的增濕器68。或者，增濕器68可以與主箱分離并置于主箱外部。增濕器68通過(guò)在供給氣體中提供濕氣進(jìn)一步提高舒適度。在示范性實(shí)施例中，增濕器68為通過(guò)型的增濕器。美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2007/0169776公開(kāi)了適用于本發(fā)明的示范性增濕器，通過(guò)引用其整體將其并入本發(fā)明。也可以使用具有備選設(shè)計(jì)的增濕器裝置。壓力支持系統(tǒng)50還包括患者回路加熱設(shè)備70,例示性實(shí)施例中的所述患者回路加熱設(shè)備包括操作性地耦合至加熱線圈74的加熱控制元件72。加熱線圈74被定位在鄰近患者回路的遞送管路56或者被定位在所述患者回路的遞送管路56之內(nèi)，并且被構(gòu)造成在加熱控制單元72的控制下加熱患者回路。加熱控制單元72操作性地耦合至控制器64并受控制器64的控制。包括加熱控制單元72和加熱線圈74的患者回路加熱設(shè)備70僅僅是合適的加熱設(shè)備的一個(gè)范例，并且應(yīng)該理解，在本發(fā)明可以采用其他加熱設(shè)備。 在本發(fā)明的例示性、非限制性實(shí)施例中，壓力支持系統(tǒng)50本質(zhì)上作為CPAP壓力支持系統(tǒng)，并且因此包括這樣的系統(tǒng)中的全部必要能力，以便向患者54提供適當(dāng)?shù)腃PAP壓力水平。這包括經(jīng)由輸入命令、信號(hào)、指令或其他信息接收必要的參數(shù)，以提供適當(dāng)?shù)腃PAP壓力，諸如最大和最小CPAP壓力設(shè)置。應(yīng)該理解，這僅僅是示范性的，并且其他壓力支持方案,包括但不限于，BiPAP AutoSV、AVAPS、Auto CPAP以及BiPAPAuto，也處在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。最后，壓力支持系統(tǒng)50還包括環(huán)境溫度傳感器76和環(huán)境濕度傳感器78。環(huán)境溫度傳感器76和環(huán)境濕度傳感器78兩者都操作性地耦合至控制器64。環(huán)境溫度傳感器76測(cè)量壓力支持系統(tǒng)50周圍的環(huán)境溫度，并由此測(cè)量進(jìn)入壓力支持系統(tǒng)50的氣體的溫度，并向控制器64提供該信息。環(huán)境濕度傳感器78測(cè)量壓力支持系統(tǒng)50周圍的環(huán)境濕度，并由此測(cè)量進(jìn)入壓力支持系統(tǒng)50的氣體的濕度，并向控制器64提供該信息。在圖示的實(shí)施例中，鄰近于氣體流發(fā)生器52的入口處放置環(huán)境溫度傳感器76和環(huán)境濕度傳感器78。如在本文其他地方注意到的，根據(jù)本發(fā)明的方法(在能夠由控制器64執(zhí)行以控制壓力支持系統(tǒng)50的軟件中實(shí)施的)，壓力支持系統(tǒng)50基于與壓力支持系統(tǒng)50相關(guān)的特定的測(cè)量或估計(jì)的環(huán)境狀況來(lái)控制所述患者回路的加熱(通過(guò)控制包括加熱控制單元72和加熱線圈74的患者回路加熱設(shè)備70的操作)。更具體而言，至少基于剛剛描述的環(huán)境輸入，控制器64確定患者回路的期望溫度，并且之后向加熱控制單元72輸出適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)/參數(shù)(例如，當(dāng)前水平、占空比、PWM控制等)以令加熱線圈74嘗試將患者回路加熱至期望溫度。在示范性實(shí)施例中，所述期望溫度是所述患者回路要實(shí)現(xiàn)的防止在患者回路中的水分沉降(即，具有無(wú)凝結(jié)的患者回路)所需的最小溫度。在另一實(shí)施例中，所述期望溫度是將患者回路中的凝結(jié)限制為可接受程度的溫度，諸如，但不限于，95%相對(duì)濕度。而且，在示范性實(shí)施例中，環(huán)境狀況包括環(huán)境溫度和/或環(huán)境濕度，雖然也可以使用其他環(huán)境狀況(由適當(dāng)?shù)膫鞲衅鞲袦y(cè)的或從其他數(shù)據(jù)估計(jì)的)，諸如大氣壓。如下面更詳細(xì)描述的，環(huán)境溫度可以由環(huán)境溫度傳感器76(如在圖I圖示的實(shí)施例中的)直接測(cè)量，或者備選地，可以基于由壓力支持系統(tǒng)50采集的其他數(shù)據(jù)估計(jì)或?qū)С觥ｎ愃频?，環(huán)境濕度可以由環(huán)境濕度傳感器78(如在圖I圖示的實(shí)施例中的)直接測(cè)量，或者備選地，可以基于由壓力支持系統(tǒng)50采集的其他數(shù)據(jù)估計(jì)或?qū)С觥Ａ硗?，在一個(gè)具體實(shí)施例中，壓力支持系統(tǒng)50還基于特定的測(cè)量或估計(jì)的氣體流狀況以及患者回路的特定的物理和/或操作特性中的一項(xiàng)或全部?jī)身?xiàng)如上文所述地(即，確定期望溫度并且之后，令患者回路加熱設(shè)備70嘗試將所述患者回路加熱至那一溫度)來(lái)控制所述患者回路的加熱。氣體流狀況可以包括，但不限于，由壓力支持系統(tǒng)50輸出的氣體流的溫度和/或濕度。這樣的氣體流溫度可以由溫度傳感器65(如在圖I圖示的實(shí)施例中的)直接測(cè)量，或者備選地，可以基于由壓力支持系統(tǒng)50采集的其他數(shù)據(jù)估計(jì)或?qū)С?。類似地，由壓力支持系統(tǒng)50輸出的氣體流的濕度可以由濕度傳感器67(如在圖I圖示的實(shí)施例中的)直接測(cè)量，或者備選地，可以基于由壓力支持系統(tǒng)50采集的其他數(shù)據(jù)估計(jì)或?qū)С??；颊呋芈返奈锢砗?或操作特性包括，但不限于，患者回路管道的導(dǎo)熱性、患者回路管道的長(zhǎng)度和表面積以及通過(guò)患者回路管道的實(shí)際或估計(jì)的氣體流流速中的一個(gè)或多個(gè)。在示范性實(shí)施例中，患者回路的物理和/或操作特性事先被確定并加載到控制器64中。
圖2為流程圖，其示出了自動(dòng)控制根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體的、非限制性實(shí)施例的患者回路的方法。圖2所示的方法可以通過(guò)對(duì)控制器64的適當(dāng)?shù)木幊?，在圖I中所示的示范性壓力支持系統(tǒng)50中(或在另一合適的壓力支持系統(tǒng)中)實(shí)施。出于例示性的目的，所述方法將在本文中被描述為在壓力支持系統(tǒng)50中實(shí)施。所述方法開(kāi)始于步驟100，其中，確定壓力支持系統(tǒng)50周圍的環(huán)境溫度和環(huán)境濕度。在示范性實(shí)施例中，環(huán)境溫度由環(huán)境溫度傳感器76測(cè)量并且環(huán)境濕度由環(huán)境濕度傳感器78測(cè)量?；蛘?，可以省略環(huán)境溫度傳感器76和環(huán)境濕度傳感器78，并且可以使用許多已知的反饋估計(jì)/推導(dǎo)方法中的任何方法，從壓力支持系統(tǒng)50的操作參數(shù)(例如，壓力水平)和/或從由壓力支持系統(tǒng)50測(cè)量/感測(cè)的數(shù)據(jù)(諸如，但不限于，由溫度傳感器65和濕度傳感器67測(cè)量的溫度和濕度)估計(jì)或?qū)С霏h(huán)境溫度和環(huán)境濕度。接下來(lái)，在步驟105，確定由壓力支持系統(tǒng)50輸出的并進(jìn)入遞送管路56的氣體的溫度和濕度。在示范性實(shí)施例中，由溫度傳感器65測(cè)量這種氣體流溫度并由濕度傳感器67測(cè)量這種氣體流濕度。或者，可以省略溫度傳感器65和濕度傳感器67，并且可以使用許多已知的前饋估計(jì)/推導(dǎo)方法中的任何方法，從壓力支持系統(tǒng)50的操作參數(shù)以及從由環(huán)境溫度傳感器76測(cè)量的環(huán)境溫度和/或由環(huán)境濕度傳感器78測(cè)量的環(huán)境濕度估計(jì)或推導(dǎo)出氣體流溫度和氣體流濕度。在美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2008/0308100中描述一種這樣的合適方法，在此通過(guò)引用將其公開(kāi)并入本文。接下來(lái)，在圖示的實(shí)施例的步驟110，基于如下內(nèi)容確定包括遞送管路56的患者回路的期望溫度(i)所確定的環(huán)境溫度和環(huán)境濕度，(ii)所確定的氣體流溫度和氣體流濕度，以及(iii)患者回路的一個(gè)或多個(gè)物理/操作特性。對(duì)于(iii)，患者回路的物理特性可以包括導(dǎo)熱性、患者回路管道的長(zhǎng)度或表面積中的一個(gè)或多個(gè)，并且所述患者回路的操作特性可以包括呼吸氣體通過(guò)所述患者回路管道的實(shí)際流速或估計(jì)流速。如在本文其他處注意到的，在示范性實(shí)施例中，所述期望溫度是所述患者回路(特別是遞送管路56)要實(shí)現(xiàn)的防止在患者回路中的水分沉降(即，具有無(wú)凝結(jié)的患者回路，特別是遞送管路56)所需的最小溫度。獲知空氣和水的性質(zhì)以及使用上述和(iii)的數(shù)據(jù)，可以以本領(lǐng)域技術(shù)內(nèi)的多種不同的方式確定/計(jì)算(不用過(guò)多實(shí)驗(yàn))所述最小溫度。因此，這樣的方法將不在本文中詳細(xì)描述。在一個(gè)示例性方法中，可以以下面的方法確定/計(jì)算所述最小溫度。獲知環(huán)境溫度和/或環(huán)境濕度以及氣體流溫度和/或氣體流濕度，遞送管路56的溫度能夠被維持在如使用心理(psychrometric)數(shù)據(jù)確定的氣體流的露點(diǎn)或飽和溫度之上。緊接步驟110，所述方法進(jìn)行至步驟115，其中，由控制器64基于所確定的期望溫度控制所述患者回路(特別是遞送管路56)的加熱。在示范性實(shí)施例中，控制器64向加熱控制單元72輸出適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)/參數(shù)(例如，當(dāng)前水平、占空比、PWM控制等，依賴加熱控制單元72的特性)，以使加熱線圈74嘗試將患者回路(特別是遞送管路56)加熱至所述期望溫度。之后，在步驟120，做出關(guān)于治療是否完成的確定。如果答案為是，那么所述方法結(jié)束。如果答案為否，那么所述方法返回至步驟100并在整個(gè)治療會(huì)話內(nèi)不斷地重復(fù)。
如何確定所述期望溫度的許多變化也是可能的。例如，可以經(jīng)將單個(gè)環(huán)境狀況(例如，僅溫度或濕度)與氣體流狀況和患者回路的物理和/或操作特性中的一項(xiàng)或全部?jī)身?xiàng)結(jié)合采用。另外，可以單獨(dú)采用一個(gè)或多個(gè)環(huán)境狀況(即，沒(méi)有氣體流狀況和患者回路的物理和/或操作特性)。備選的環(huán)境狀況，諸如大氣壓，可以被測(cè)量或估計(jì)，并且可以單獨(dú)被采用或者與本文中描述的其他環(huán)境狀況一起被采用。處在本發(fā)明范圍之內(nèi)的其他變化也是可能的，并且對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。圖3為根據(jù)一個(gè)備選示范性、非限制性實(shí)施例的壓力支持系統(tǒng)80的示意圖，其中，可以在其多種實(shí)施例中實(shí)施本發(fā)明。壓力支持系統(tǒng)80與壓力支持系統(tǒng)50具有許多相同的部件，并且相似的組件利用相似的參考符號(hào)標(biāo)記。然而，如圖3所示，在壓力支持系統(tǒng)80中，加熱控制單元72、溫度傳感器65、濕度傳感器67、環(huán)境溫度傳感器76以及環(huán)境濕度傳感器78并非操作性地耦合至控制器64。而是，那些部件作為自固定系統(tǒng)82的部分來(lái)提供，其能夠有選擇地耦合至排出壓力支持系統(tǒng)84或用作排出壓力支持系統(tǒng)84的附件。加熱控制元件72操作性地耦合至加熱線圈74并控制加熱線圈74。加熱線圈74可以有選擇地操作性地耦合至遞送管路56。另外，加熱控制元件72在這一實(shí)施例中包括處理部分，其可以是例如微處理器、微控制器或者一些其他合適的處理裝置；以及存儲(chǔ)部分，其可以在所述處理部分的內(nèi)部或者操作性地耦合至所述處理部分，并提供用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和軟件的存儲(chǔ)介質(zhì)，所述軟件能夠由所述處理部分執(zhí)行以控制系統(tǒng)82的操作，包括至少基于如在本文中詳細(xì)描述的基于從溫度傳感器65、濕度傳感器67、環(huán)境溫度傳感器76以及環(huán)境濕度傳感器78接收的信息的特定環(huán)境狀況，自動(dòng)控制患者回路的溫度。因此，本發(fā)明提供了一種自動(dòng)患者回路溫度控制的方法，其始終向所述患者回路提供適當(dāng)量的加熱以避免/限制或完全消除所述患者回路內(nèi)的凝結(jié)，這一過(guò)程不用考慮在其中使用所述壓力支持系統(tǒng)的房間內(nèi)環(huán)境狀況的改變以及任選地諸如氣體流狀況的其他狀況。通過(guò)這樣做，自動(dòng)患者回路溫度控制通過(guò)不維持恒定患者回路溫度來(lái)將遞送至患者的氣體的對(duì)流加熱最小化。而且，通過(guò)最優(yōu)地控制由經(jīng)加熱的患者回路維持的溫度，所述患者回路的能耗能夠被最小化。而且，在氣體流狀況根據(jù)來(lái)自壓力支持系統(tǒng)50的治療改變而改變時(shí)，自動(dòng)患者回路溫度控制維持合適的管路溫度。盡管本發(fā)明已基于當(dāng)前被認(rèn)為最實(shí)際和優(yōu)選的實(shí)施例出于說(shuō)明性的目的進(jìn)行了詳細(xì)描述，應(yīng)該理解，這樣的詳細(xì)描述只用于說(shuō)明性的目的并且本發(fā)明不局限于該公開(kāi)的實(shí)施例，而是相反地，意為涵蓋在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的修改和等價(jià)布置。例如，應(yīng)該理解，本發(fā)明想到了，在可能的范圍內(nèi)，任何實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)特征能夠與任何其他實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)特征相組合。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)壓力支持系統(tǒng)(50)的患者回路(56、58)的溫度進(jìn)行自動(dòng)控制的方法，包括 確定與所述壓力支持系統(tǒng)周圍的環(huán)境狀況相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)； 至少基于所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)確定期望溫度；以及 基于所述期望溫度控制與所述患者回路操作性關(guān)聯(lián)的加熱設(shè)備(70)的操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)包括所述壓力支持系統(tǒng)周圍的環(huán)境溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)包括所述壓力支持系統(tǒng)周圍的環(huán)境濕度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)包括所述壓力支持系統(tǒng)周圍的環(huán)境溫度和環(huán)境濕度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，對(duì)一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)的所述確定包括直接測(cè)量所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，對(duì)一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)的所述確定包括基于由所述壓力支持系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)和所述壓力支持系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)中的一項(xiàng)或全部?jī)身?xiàng)來(lái)估計(jì)所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述期望溫度是防止在所述患者回路之內(nèi)凝結(jié)所需的最小溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括確定與由所述壓力支持系統(tǒng)向所述患者回路輸出的氣體流相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)，其中，對(duì)期望溫度的所述確定也基于所述一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)包括所述氣體流的溫度和所述氣體流的濕度中的一項(xiàng)或全部?jī)身?xiàng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，對(duì)一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)的所述確定包括直接測(cè)量所述一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，對(duì)一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)的所述確定包括基于所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)和所述壓力支持系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)中的一項(xiàng)或全部?jī)身?xiàng)來(lái)估計(jì)所述一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，對(duì)期望溫度的所述確定也基于所述患者回路的一個(gè)或多個(gè)物理特性和所述患者回路的一個(gè)或多個(gè)操作特性中的任一項(xiàng)或全部?jī)身?xiàng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述患者回路的所述物理特性能夠包括導(dǎo)熱性、所述患者回路的管道的長(zhǎng)度和表面積中的一個(gè)或多個(gè)，并且所述患者回路的所述操作特性能夠包括氣體通過(guò)所述患者回路的所述管道的實(shí)際流速或估計(jì)流速。
14.一種壓力支持系統(tǒng)(50),包括 壓力發(fā)生系統(tǒng)(52)； 患者回路(56、58)，其操作性地耦合至所述壓力發(fā)生系統(tǒng)； 增濕器(68)，其被構(gòu)造成對(duì)由所述壓力發(fā)生系統(tǒng)生成的加壓氣體流進(jìn)行增濕； 加熱設(shè)備(70)，其與所述患者回路操作性關(guān)聯(lián)；以及 控制器(64)，其操作性地耦合至所述壓力發(fā)生系統(tǒng)和所述加熱設(shè)備，所述控制器適于通過(guò)如下操作控制所述患者回路的溫度確定與所述壓力支持系統(tǒng)周圍的環(huán)境狀況相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)； 至少基于所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)確定期望溫度；以及 基于所述期望溫度控制所述加熱設(shè)備的操作。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)包括所述壓力支持系統(tǒng)周圍的環(huán)境溫度。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)包括所述壓力支持系統(tǒng)周圍的環(huán)境濕度。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)包括所述壓力支持系統(tǒng)周圍的環(huán)境溫度和環(huán)境濕度。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，對(duì)一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)的所述確定包括使用作為所述壓力支持系統(tǒng)的部分提供的一個(gè)或多個(gè)傳感器(76、78)直接測(cè)量所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，對(duì)一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)的所述確定包括基于由所述壓力支持系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)和所述壓力支持系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)中的一項(xiàng)或全部?jī)身?xiàng)來(lái)估計(jì)所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述期望溫度是防止在所述患者回路之內(nèi)凝結(jié)所需的最小溫度。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述控制器還適于通過(guò)確定與由所述壓力支持系統(tǒng)向所述患者回路輸出的氣體流相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)來(lái)控制所述患者回路的溫度，其中，所述期望溫度也是基于所述一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)確定的。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)包括由所述壓力支持系統(tǒng)向所述患者回路輸出的所述氣體流的溫度和由所述壓力支持系統(tǒng)向所述患者回路輸出的所述氣體流的濕度中的一項(xiàng)或全部?jī)身?xiàng)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，對(duì)一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)的所述確定包括使用作為所述壓力支持系統(tǒng)的部分提供的一個(gè)或多個(gè)傳感器(65、67)直接測(cè)量所述一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，對(duì)一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)的所述確定包括基于所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)和所述壓力支持系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)中的一項(xiàng)或全部?jī)身?xiàng)來(lái)估計(jì)所述一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述期望溫度也是基于所述患者回路的一個(gè)或多個(gè)物理特性和所述患者回路的一個(gè)或多個(gè)操作特性中的任一項(xiàng)或全部?jī)身?xiàng)確定的。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述患者回路的所述物理特性能夠包括導(dǎo)熱性、所述患者回路的管道(56)的長(zhǎng)度和表面積中的一個(gè)或多個(gè)，并且所述患者回路的所述操作特性能夠包括氣體通過(guò)所述患者回路的所述管道的實(shí)際流速或估計(jì)流速。
27.一種用于具有患者回路(56)的壓力支持系統(tǒng)(80)的患者回路加熱系統(tǒng)(82)，包括 加熱設(shè)備(74)，其被構(gòu)造成與所述患者回路操作性關(guān)聯(lián)；以及 控制器(72)，其操作性地耦合至所述加熱設(shè)備，所述控制器適于通過(guò)如下操作控制所述患者回路的溫度 確定與所述壓力支持系統(tǒng)周圍的環(huán)境狀況相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)； 至少基于所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)確定期望溫度；以及 基于所述期望溫度控制所述加熱設(shè)備的操作。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的患者回路加熱系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)包括所述壓力支持系統(tǒng)周圍的環(huán)境溫度。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的患者回路加熱系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)包括所述壓力支持系統(tǒng)周圍的環(huán)境濕度。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的患者回路加熱系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)包括所述壓力支持系統(tǒng)周圍的環(huán)境溫度和環(huán)境濕度。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的患者回路加熱系統(tǒng)，其中，對(duì)一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)的所述確定包括使用作為所述患者回路加熱系統(tǒng)的部分提供的一個(gè)或多個(gè)傳感器(76、78)直接測(cè)量所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的患者回路加熱系統(tǒng)，其中，所述期望溫度是防止在所述患者回路之內(nèi)凝結(jié)所需的最小溫度。
33.根據(jù)權(quán)利要求27所述的患者回路加熱系統(tǒng)，其中，所述控制器還適于通過(guò)確定與由所述壓力支持系統(tǒng)向所述患者回路輸出的氣體流相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)來(lái)控制所述患者回路的溫度，其中，所述期望溫度也是基于所述一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)確定的。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的患者回路加熱系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)包括由所述壓力支持系統(tǒng)向所述患者回路輸出的所述氣體流的溫度和由所述壓力支持系統(tǒng)向所述患者回路輸出的所述氣體流的濕度中的一項(xiàng)或全部?jī)身?xiàng)。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的患者回路加熱系統(tǒng)，其中，對(duì)一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)的所述確定包括使用作為所述患者回路加熱系統(tǒng)的部分提供的一個(gè)或多個(gè)傳感器(65、67)直接測(cè)量所述一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的患者回路加熱系統(tǒng)，其中，所述期望溫度也是基于所述患者回路的一個(gè)或多個(gè)物理特性和所述患者回路的一個(gè)或多個(gè)操作特性中的任一項(xiàng)或全部?jī)身?xiàng)確定的。
全文摘要
一種自動(dòng)控制壓力支持系統(tǒng)(50)的患者回路(56、58)的溫度的方法，包括確定(直接測(cè)量或估計(jì)/推導(dǎo))與所述壓力支持系統(tǒng)周圍的環(huán)境狀況有關(guān)的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)，諸如環(huán)境溫度和/或環(huán)境濕度，至少基于所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)確定期望溫度，以及基于所述期望溫度控制與所述患者回路操作性關(guān)聯(lián)的加熱設(shè)備(70)的操作。而且，一種實(shí)施所述方法的壓力支持系統(tǒng)。
文檔編號(hào)A61M16/10GK102933247SQ201180027610
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者J·R·普霍爾 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司