CN102112171B - 用于在呼吸治疗系统中确定湿度的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种患者治疗系统和方法，包括患者回路、设置于患者回路中的流加压模块、设置于患者回路中的增湿器、监测器、患者回路之内的传感器、以及处理器。患者回路从气体源向患者气道递送气体流。流加压模块提高患者回路之内气体的压力。增湿器将患者回路中气体的湿度提高到回路湿度水平。监测器监测来自气体源的气体的至少一个参数。传感器产生对应信号，能够处理所述信号以估计向所述患者回路中的气体增加蒸气的速率。

Description

用于在呼吸治疗系统中确定湿度的系统和方法
技术领域
本发明涉及呼吸治疗系统，具体而言，涉及基于环境条件为呼吸治疗系统中的气体增湿的系统和方法。
背景技术
通常将增湿器用于呼吸器、压力支持系统和其他呼吸装置，以增大经由患者回路供应给患者的气体的湿度。通常在反馈环路中监测和/或控制增加到由常规呼吸器或压力支持系统为患者供应的气体的湿度以提供恒定的湿度水平。典型地，通过在呼吸器自身中或患者回路之内放置温度和/或湿度传感器来监测呼吸器中的空气湿度，从而监测湿度。在公开的美国专利申请No.09/808,567(公开号No.2001/0050080)中描述了这种常规反馈增湿系统的示例。
不过，这种系统不能向患者提供适当的湿度水平。本发明人发现，一个原因在于，常规反馈增湿系统未考虑患者和呼吸器/压力支持系统所在的周围环境的条件。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于确定递送给用户的气体的湿度的方法，其克服了常规增湿感测方法和设备的缺点。根据本发明的一个实施例，通过提供一种确定递送给用户的气体的湿度的方法实现这一目的。本发明的方法包括确定患者回路之外环境气体的湿度水平，使用该湿度水平向用户的气道递送气体的流。气体被吸入患者回路中，并向吸入回路中的气体增加蒸气。基于所述回路之外的环境气体的湿度和向吸入回路中的气体增加蒸气的速率来确定吸入所述患者回路中的气体的湿度水平。
本发明的另一方面涉及一种患者治疗系统，包括患者回路、设置于患者回路中的流加压模块、设置于气体回路中的增湿器、监测器、回路之内的传感器、以及处理器。患者回路从气体源向患者气道递送气体的流。如果来自气体源的压力低于治疗水平，流加压模块提高患者回路之内的气体的压力，或者如果来自气体源的压力处于或高于治疗水平，流加压模块控制递送给用户的气体的流的压力。增湿器将患者回路中气体的湿度提高到回路湿度水平。监测器监测来自气体源的气体的至少一个参数。传感器产生能够被处理以估计向所述回路中的气体增加蒸气的速率的对应信号。处理器基于所述传感器产生的信号和所述气体源中的气体的至少一个参数确定回路中所述增湿器下游的气体的湿度水平。
本发明的另一个方面涉及一种用于确定患者回路之内的气体的湿度的方法。根据本发明该方面的方法包括确定所述患者回路之外的环境气体的湿度，将环境气体吸入所述患者回路中，对所述患者回路之内的气体加压；向所述患者回路之内的气体增加湿度，以及在已经向患者回路之内的气体增加湿度之后确定其湿度水平。基于回路之外的环境气体的湿度和气体的至少一个参数(除回路之内的湿度外)完成患者回路中的气体的湿度水平的确定。
本发明的另一方面涉及一种沿患者回路从气体源向患者递送气体的方法。由流加压模块提高患者回路之内的气体的压力，并由增湿器提高患者回路之内的气体的湿度水平。在一个实施例中，该方法包括确定所述患者回路之内的气体的压力，确定所述患者回路之内的气体的流速(flow rate)，确定所述气体源中的气体的至少一个参数，确定所述增湿器工作的至少一个参数，以及至少部分基于所述患者回路之内的气体的流速、所述患者回路之内的气体的压力、所述气体源中的气体的至少一个参数以及所述增湿器工作的至少一个参数来确定患者回路中所述增湿器下游的气体的湿度水平。
本发明的另一方面涉及一种沿患者回路从气体源向患者递送气体的方法，其中由流加压模块提高患者回路之内的气体的压力，并由增湿器提高患者回路之内的气体的湿度水平。所述方法包括：确定所述患者回路之内的气体的压力，确定所述患者回路之内的气体的流速，确定所述气体源中的气体的湿度水平，确定与所述增湿器相关联的温度，以及至少部分基于所述患者回路之内的气体的流速、所述患者回路之内的气体的压力、所述气体源中的气体的湿度水平以及与所述增湿器相关联的温度来确定患者回路中所述增湿器下游的气体的湿度水平。
参考附图，考虑以下描述和所附权利要求，本发明的这些和其他目的、特征和特性，以及结构的相关元件和部分的组合的操作方法和功能及制造的经济性将变得更加显而易见，所有附图形成本说明书的一部分，其中在各图中类似的参考标号表示对应的部分。不过，显然可以理解，附图仅是为了图示说明和描述的目的，并非意在定义对本发明的限制。说明书和权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”及“该”包括复数的指代物，除非上下文另行做出了明确说明。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例的包括增湿器的患者治疗系统；
图2示出了根据本发明实施例的流加压模块的示例性实施例；
图3示出了根据本发明实施例的流加压模块的备选示例性构造；
图4示出了根据本发明实施例预测回路湿度水平的方法；
图5示出了根据本发明实施例确定最大湿度水平的方法；以及
图6示出了根据本发明实施例操作患者治疗系统的方法。
具体实施方式
图1示意性示出了根据本发明原理的患者治疗系统10的示例性实施例。患者治疗系统10能够向患者提供可呼吸气体，同时根据预定换气模式自动控制可呼吸气体的压力。患者治疗系统10包括从气体源向患者提供可呼吸气体的患者回路12。
在一个实施例中，气体源是环境空气，但如下所述，其可以是其他类型的源。在入口14处从气体源将可呼吸气体引入回路12中。入口14可以包括端口、通气口或开口。在一些实施例中，入口14可以包括过滤器，在可呼吸气体被引入回路12中时过滤器对其进行过滤。如图1所示，流加压模块16控制从入口14到患者接口17的回路12中气体的压力和流量，其中在患者接口17处将可呼吸气体递送到患者的气道。回路12还包括增湿器18，增湿器操作用于将回路12中的气体的湿度提高到可选择、可控的回路湿度水平。
同样如图1所示，患者治疗系统10还包括与控制接口30、存储器32和监测器50接口连接的控制模块28，下文将对此详细描述。
参考图2，示出了根据本发明一个示例性实施例的流加压模块16。在图2所示的实施例中，流加压模块16包括压力发生器19，压力发生器接收患者回路12中的可呼吸气体并提高该气体的压力以递送给患者的气道。压力发生器19是能够提高所接收可呼吸气体的压力以递送给患者的任何装置，诸如泵、鼓风机、活塞或风箱。如上所述，本发明还预期可以将除环境大气空气之外的气体引入回路12中以递送给患者。在这样的实施例中，包含空气、氧气或其他可呼吸气体混合物的气体的加压罐或箱能够为入口14供气，供应到压力发生器19。在另一实施例中，不必提供压力发生器19，而是能够由压缩气体罐或箱自身的压力对可呼吸气体加压，由压力调节器控制递送给患者的压力。在一个实施例中，压力发生器19为鼓风机，在压力支持治疗疗程期间以基本恒定速度驱动鼓风机，以为回路12中的气体提供基本恒定的升高压和/或流速。
如图2所示，将流加压模块16中的可呼吸气体从压力发生器19引导到控制阀20。如下所述，控制阀20，独立地或与压力发生器19结合，控制回路12中流加压模块16下游的气体的回路压力和/或回路流速。控制阀20的示例包括至少一个阀，例如套管或提升阀，其从回路12排出气体，作为控制回路12中回路压力和回路流速的方法。美国专利No.5,694,923教导了一种适于用作控制阀20的双提升阀系统，其向大气中排出气体并限制从压力发生器19到患者的气体的流，适于用作控制阀，在此通过引用将该专利并入本文。此外，美国专利No.6,615,831教导了适于用作本发明的控制阀的套管阀，在此通过引用将该专利内容并入本文。
对于压力发生器19是仅以一种速度工作的鼓风机的实施例，那么可以调节控制阀20的一个或多个控制设置，例如阀元件的位置，以针对回路12中的可呼吸气体对回路压力和回路流速提供控制。不过，本发明还预期这样的实施例，其中，单独或与控制阀20的控制设置结合地调节与压力发生器19的操作相关的一个或多个控制设置，例如鼓风机速度，以控制沿回路12递送给患者的可呼吸气体的回路压力和回路流速。例如，能够通过调节压力发生器19的适当运行速度(宏观控制)来设置接近期望回路压力和回路流速的回路压力和回路流速。因此能够通过调节与控制阀20相关联的一个或多个控制设置来提供回路压力和回路流速的精细调谐(微观控制)，使得两者共同工作来为回路12中流加压模块16下游的可呼吸气体确定最终回路压力。如果单独使用压力发生器的操作来控制患者回路中气体的压力或流量，那么可以省略控制阀20，如图3所示。
再次参考图2，流加压模块16包括压力/流量传感器22。压力/流量传感器22是能够输出表示与患者回路中的气体相关联的压力、流量或两者的信号的装置、组件、系统或其组合。在示例性实施例中，使用常规压力传感器监测患者回路12中的气体的压力。
作为流量传感器，将从控制阀20输出的可呼吸气体的流递送给压力/流量传感器22，其输出表示管道24中气体的流动速率的信号。能够使用这种信号来确定递送给患者的气体的瞬时体积(V)、递送给患者的这种气体的瞬时流速(V’)或两者。压力/流量传感器22是适于测量这些参数的任何装置，例如肺活量计、呼吸速度计、可变孔口换能器、压差换能器或其他常规流量换能器。
在图示的实施例中，在流加压模块16内距患者接口17相对远的位置提供压力/流量传感器22。不过，本发明预期在沿着回路12的任何位置以及在患者接口17处定位压力/流量传感器22。例如，美国专利No.6,017,315教导了一种位于患者接口17处的定量流量构件，在此通过引用将该专利并入本文。
如上所述，本发明预期压力/流量传感器是能够测量表示患者回路中气体流量的参数的任何装置。要理解的是，能够通过监测压力发生器19的工作，例如提供给鼓风机的电压、电流或功率、其运转速度等来确定气体流量，所有这些参数都随着患者回路中的压力或流量变化。本发明还预期监测控制阀20的工作，例如阀的位置，作为确定患者回路中气体流量的手段，因为众所周知，反馈控制的压力发生模块中的阀的位置对应于患者回路中气体的流量。于是，能够将压力/流量传感器22并入压力发生器19、控制阀20中或两者中。
图3中示出了流加压模块16’的备选实施例。与图2中不同(在图2中由控制阀20单独或与压力发生器19结合来控制回路压力和回路流速)，图3的实施例单独基于压力发生器19的输出来控制递送给患者的可呼吸气体的压力。例如，控制模块28可以通过仅控制与压力发生器19相关联的鼓风机马达速度来控制递送给患者的可呼吸气体的压力。本发明的实施例预期如果需要的话提供辅助反馈系统，例如回路12中的压力监测器、马达速度监测器、阀监测器或压力发生器输出监测器，向控制模块28提供反馈数据以控制流加压模块16的工作。
返回到图1中所示的患者治疗系统10，经由管道24的各段在回路12中各部件之间输送可呼吸气体的流。在一个实施例中，可以由柔性管、刚性管或可以由通过其为可呼吸气体提供管道的其他构件提供管道24各段的一些或全部。于是，管道24形成与患者气道传递气体的患者回路的全部或一部分。
患者接口17是适于向患者的气道传递可呼吸气体供应的侵入式或非侵入式的任何器具，例如鼻面具、鼻/口面具、全面面具、鼻插管、气管内管或气管套管。患者接口组件17可以包括用于在患者头上安装器具的头盔。在图示的实施例中，患者接口17和/或管道24包括用于从这些部件向环境大气排出气体的适当排气口26。排气口26优选是连续开放口形式的被动排气口，其在排出气体上施加流量限制以允许控制患者接口17之内气体的压力。不过要理解，排气口26可以是主动排气口，其采取不同构造以控制排放速率。例如，在美国专利No.5,725,296和5,937,855中教导了适当排气口的示例，在此通过引用将这些专利的内容并入本文。
控制模块28操作性地链接到流加压模块16和增湿器18。例如，在图2和3的实施例中，将传感器22的输出提供给控制模块28，其包括处理器和适当的程序，用于基于来自传感器22的信号确定递送给患者的气体的瞬时体积(V)或递送给患者的这种气体的瞬时流速(V’)或两者。例如，可以通过对实测流速求积分来确定瞬时体积。因为流量传感器22距患者接口17相对远，为了确定给患者的气体的实际流速或来自患者的气体的致动流速(被认为是负流量)，控制模块28从传感器22接收输出作为估计流量。控制模块28例如通过执行泄露估计来处理这一估计流量信息，以确定患者气道处的实际流量，如本领域技术人员所知的那样。
从图1能够看出，控制接口30向控制模块28提供数据和命令并以人可以感知的形式输出任何感兴趣的信息。例如，可以在控制接口30向控制模块28提供命令以调节与患者治疗系统10相关联的一个或多个控制设置。控制接口30是适于经由操作链路向控制模块28提供信息和/或命令并以人可感知的格式向患者或另一用户呈现信息的任何装置。适当的输入/输出装置的示例包括小键盘、键盘、触摸垫、鼠标、可视显示器(例如LCD或LED屏)、麦克风、扬声器、开关、按钮、拨号盘、灯或允许用户向治疗系统10输入信息并从其接收信息的任何其他装置。接口30还能够包括用于与处理器40传递信息和/或命令的硬连线或无线技术，例如串行端口、并行端口、USB端口、RS-232端口、智能卡终端、调制解调器端口等。
在图1中所示的实施例中，患者回路12为单分支回路。不过，要理解，本发明还预期患者回路12能够是常规呼吸器中通用的两分支回路。两分支回路中的第一分支，像图中所示的患者回路12那样，只是缺少排气口，其承载着从这种气体的源到患者的气体的流。两分支回路中的第二分支承载着从患者到环境大气的排出气体。典型地，在控制模块28的控制下在第二分支中提供主动排气口或排气阀，以维持患者体内呼气末正压(PEEP)的期望水平。此外，患者回路12和相关部件能够包括其他常规装置，例如加热器、滤菌器、温度传感器、压力传感器和气体传感器(例如，到患者或来自患者的气体的流进行测量、监测、分析等的二氧化碳监测仪)。
控制模块28通过调节一个或多个控制设置控制与流加压模块16相关联的控制阀(例如，图2的控制阀20)的致动，由此控制回路12中可呼吸气体的回路压力、回路流速或两者。根据本发明的原理，根据换气或压力支持的CPAP、Bi水平、自动滴定、PAV、C-Flex、Bi-Flex或PPAP模式向患者提供可呼吸气体的压力。于是，控制模块28被编程以必要的算法(一个或多个)，用于计算根据这些换气模式向患者施加的回路压力和回路流速。任选地提供存储器32并能够与控制模块28链接以为以上提供的算法或程序以及与系统10相关联的其他数据提供存储。
如图1所示，增湿器18包括容纳流体40的贮存器的腔38。流体可以主要或完全由水构成。由加热元件42对流体40的贮存器加热，使贮存器中的流体40蒸发，由此在腔38之内产生水蒸气。在患者回路12中的气体通过腔38从腔入口44到腔出口46时，腔38中的蒸气被递送给气体，由此提高了患者回路12中增湿器18下游的气体的湿度。
增湿器18将气体湿度水平增大的量取决于在气体通过增湿器18时递送给气体的蒸气的量。除了其它因素之外，其是腔38中蒸气的密度的函数，该密度部分取决于贮存器中流体40蒸发的速率。基于这种关系，能够经由控制模块28，通过调节影响贮存器流体40蒸发速率的一个或多个增湿器参数来控制回路中通过增湿器18的气体的湿度水平增加的程度，所述参数例如是加热元件42的温度、腔进口44的尺寸、腔出口46的尺寸、流体贮存器40中的流体量、流体贮存器40的表面面积、流体贮存器40的温度或其他增湿器参数。由控制模块28经由操作链路调节一个或多个湿度参数。
要认识到，增湿器18可以包括用于向回路12中的气体递送蒸气以可调节方式提高气体的湿度水平的任何适当装置。例如，美国专利No.5,655,542教导了一种用于可以在一个实施例中实现为增湿器18的PAP装置的被动增湿器，在此通过引用将该专利的内容并入。
如图1所示，增湿器18包括监测增湿器参数的传感器48。在所示的实施例中，传感器48与加热元件42相关联并监测加热元件42的温度。不过，在其他实施例中，还可以将传感器48设置于腔38中并用于监测流体贮存器40的温度。传感器48经由操作链路向控制模块28传递与所监测增湿器参数相关联的信息。要认识到，尽管增湿器18被示为被设置于回路12中流加压模块16下游，但在其他实施例中，增湿器18可以设置于流加压模块16上游位置。
患者治疗系统10包括设置于患者回路12之外的监测器50。监测器50在将可呼吸气体在入口14处引入患者回路中之前监测可呼吸气体的一个或多个环境条件参数。例如，由监测器50监测的环境条件参数包括环境湿度水平(例如经由相对湿度传感器、电容性湿度传感器、电阻性湿度传感器等)和/或环境温度(例如经由温度计、恒温器、热电偶、热敏电阻器等)。要理解的是，可以监测其他环境条件参数，例如包括大气压(例如经由压阻式大气压传感器、汞大气压传感器等)或其他参数。监测器50操作性地链接到控制模块28，并经由操作性链路向控制模块28传递与所监测的环境条件参数相关联的信息。
图4示出了本发明的操作的方法52。具体而言，该方法必须预测回路湿度水平。在操作54，确定一个或多个环境条件参数。由控制模块28基于由控制模块28从监测器50接收的信息确定环境条件参数。如上所述，环境条件参数可以包括，例如环境湿度水平、环境温度和/或环境大气压。要认识到，如这里使用的，湿度水平可以包括关于绝对湿度水平、相对湿度水平或露点中的任一个做出的监测和/或确定。
方法52包括操作56，在此由控制模块28确定回路12中的气体的回路流速。在图3所示的患者治疗系统10的实施例中，控制模块28通过处理由压力/流量传感器22产生的信号确定回路流速。作为另一示例，可以不利用传感器监测回路12中的气体来确定回路流速，而是可以基于一个或多个控制设置，例如鼓风机速度、阀门控制设置或其他控制设置，来确定回路流速。
在操作58，由控制模块28确定回路12中的气体的回路压力。在图3所示的系统10的实施例中，例如，基于由操作性耦合到患者回路12的压力/流量传感器22产生的信号来确定回路压力。或者，可以基于一个或多个控制设置确定回路压力，类似于如上所述基于控制设置的回路流速确定，例如要递送给患者的压力设置，确定回路压力。
方法52包括操作60，在此由控制模块28确定患者回路12中气体的一个或多个电路参数。在图示的实施例中，回路参数包括增湿器18上游的回路温度和回路湿度水平。确定气体进入增湿器18之前的参数，包括温度和湿度水平，因为在流加压模块16提高气体的流速和压力时，由于压力的变化间接改变了气体的温度和湿度水平。可以基于在操作54由控制模块28经由监测器50做出的环境条件参数的确定以及在操作56、58做出的回路压力和/或回路流速的确定来确定回路参数。或者，可以经由设置于回路内的一个或多个传感器直接测量一个或多个回路参数，例如温度。
在操作62，由控制模块28确定一个或多个增湿器参数。增湿器参数涉及在回路12中的气体通过增湿器18时施加到该气体的回路湿度水平的增加。在图示的实施例中，控制模块28基于与由传感器48提供的加热元件42的温度相关的信息确定增湿器参数。加热元件42的温度与容纳在腔38中的流体贮存器40的温度相关联，其对应于流体贮存器40的蒸发速率。在其他实施例中，可以基于控制加热元件42的温度的控制设置来监测加热元件42的温度。或者，可以由温度传感器(例如热电偶、温度计或其他温度感测装置)直接监测流体贮存器40的温度。
方法52包括操作64，在此由控制模块28预测回路湿度水平。这种确定基于对由通过增湿器18导致的气体的湿度上升的预测。如上所述，湿度水平的这一上升取决于在操作56确定的回路流速、在操作60确定的回路参数以及在操作62确定的增湿器参数。在一个实施例中，可以基于查找表确定湿度水平。可以通过一算法导出或通过实验确定查找表中的值。
参考图5，示出了根据本发明实施例确定最大湿度水平的方法66。最大湿度水平是在回路12内不形成凝结的情况下能够将回路湿度水平提高到的最高水平。方法66包括分别对应于方法52的操作54、56、58和60的操作68、70、72和74，根据上文关于操作54、56、58和60所描述的方式由控制模块28进行环境条件参数、回路流速、回路压力和回路参数的确定。于是，为了简洁起见省略了操作68、70、72和74的细节。
在操作76，确定最大湿度水平。最大湿度水平的确定基于在操作70确定的回路流速、在操作68确定的环境条件参数以及在操作74确定的回路参数。在一个实施例中，可以基于查找表确定最大湿度水平。可以经由一算法导出或通过实验确定查找表中的值。
转到图6，其中示出了操作患者治疗系统10的方法78的实施例。方法78包括操作80，在此激活系统10。在示例实施例中，响应于由系统10经由控制接口30接收的输入，系统10被激活，并且包括激活流加压模块16和增湿器18。本发明还预期能够自动激活(或去活)患者治疗系统，例如在系统探测到患者正在向患者接口17中呼吸时。在美国专利No.6,629,527中描述了自动开/关系统的示例。
方法78包括操作82，在此确定目标湿度水平。在一个实施例中，将目标湿度水平自动设置在最大湿度水平，最大湿度水平是由控制模块28在操作82根据方法66确定的。在另一实施例中，确定目标湿度水平可以包括在控制接口30接收输入到系统10中的选定湿度水平。在操作84，预测增湿器18下游的当前回路湿度水平。例如，在一个实施例中，由控制模块28根据方法52预测回路湿度水平。然后由控制模块28在操作86将预测的当前回路湿度水平与目标湿度水平比较。这种比较包括确定回路湿度水平是否基本等于目标湿度水平。例如，如果回路湿度水平落在基于目标湿度水平确定的预定范围之内，那么可以确定回路湿度水平和目标湿度水平基本相当。在一个实施例中，预定范围包括在这样的范围边界之内的回路湿度水平，该范围边界与目标湿度水平偏离正和负的预定量。在另一实施例中，预定范围可以仅包括在这样的范围边界之内的回路湿度水平，其中该范围边界中的一个设置在或接近目标湿度水平，而该范围边界的另一个设置得高于或低于目标湿度水平预定偏移量。
如果目标湿度水平和回路湿度水平基本相等，那么方法78返回到操作82和84。不过，如果目标湿度水平和回路湿度水平不是基本相等，那么方法前进到操作88。在操作88，控制模块28调节一个或多个增湿器参数。在一个实施例中，被调节的增湿器参数为加热元件42的温度。可以在适当方向(例如更热或更冷)将加热元件42的温度调节预定量，或者调节量可以基于目标湿度水平和回路湿度水平的值的差异程度。
在操作90，确定是否要对系统10去活。在示例性实施例中，在操作90进行的确定可以包括确定是否已经在控制接口30向系统10输入去活命令。当然，本发明还预期如果(例如)不再探测到患者向患者接口17中呼吸，自动去活系统和/或发出去活信号。如果系统10未接收到任何去活命令，那么方法78返回到操作82和84。如果系统10已经接收到去活命令，那么在操作92去活系统10。去活系统10包括去活流加压模块16和增湿器18。在一个实施例中，去活系统10可以包括仅去活流加压模块16和增湿器18中的一个或另一个。
根据本发明的一个方面，能够不使用回路中的湿度传感器确定回路中的气体的湿度水平。然后能够将确定的回路中的湿度水平反馈到闭环中的处理器，以使患者能够设置和/或控制湿度水平，以增加舒适度，且任选地不会在系统中产生过多凝结。
尽管已经基于当前认为最实际且优选的实施例出于说明目的详细描述了本发明，但要理解，这种细节仅仅是为了该目的，且本发明不限于公开的实施例，而是相反，本发明意在覆盖在所附权利要求的精神和范围之内的修改和等价布置。例如，整个本公开中提到的操作性链路可以是硬连线、光纤或无线通信系统，这些仅仅是举了一些示例。进一步要理解本发明预期在可能的程度上能够将任何实施例的一个或多个特征与任何其他实施例的一个或多个特征组合。

Claims (18)

1.一种确定递送给用户的气体的湿度的方法，所述方法包括：
确定患者回路之外的环境气体的湿度水平，所述患者回路向用户的气道递送气体的流；
将环境气体吸入所述患者回路中；
通过增湿器向吸入所述患者回路中的气体增加蒸气；
确定所述患者回路之内的进入所述增湿器之前的所述气体的流速和/或压力；以及
基于(a)所述患者回路之外的环境气体的湿度水平，(b)所述患者回路之内的进入所述增湿器之前的所述气体的所述流速和/或压力，和(c)向吸入所述患者回路中的气体增加蒸气的速率，来确定所述患者回路中所述增湿器下游的气体的湿度水平。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述速率是基于增湿器加热器的温度、增湿器之内的流体的温度、所述患者回路之内的气体的流速或其任意组合来估计的。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括以反馈方式基于对吸入所述患者回路中的气体的湿度水平的确定来调节向吸入所述患者回路中的气体增加蒸气的速率。
4.一种患者治疗系统(10)，包括：
从气体源向患者递送可呼吸气体的患者回路(12)；
设置于所述患者回路中，提高所述患者回路之内的气体的压力的流加压模块(16)，其中，所述流加压模块(16)包括压力/流量传感器；
设置于所述患者回路中，将所述患者回路中的气体的湿度提高到回路湿度水平的增湿器(18)，其中，所述压力/流量传感器确定所述患者回路之内的进入所述增湿器之前的所述气体的参数；
监测所述气体源中的气体的至少一个参数的监测器(50)，其中所述至少一个参数包括所述气体源中的气体的湿度；
所述患者回路之内的传感器(22)，所述传感器产生能够被处理以估计向所述患者回路中的气体增加蒸气的速率的对应信号；以及
处理器(28)，所述处理器基于由所述传感器产生的信号，所述患者回路之内的进入所述增湿器之前的所述气体的参数，和所述气体源中的气体的所述至少一个参数确定所述患者回路中所述增湿器下游的气体的湿度水平。
5.根据权利要求4所述的系统，还包括接口(30)，其中，所述患者回路中的气体的流速、所述患者回路之内的压力、所述患者回路中的气体的湿度水平或其任意组合是经由所述接口可选地控制的。
6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述增湿器包括水贮存器(38)和对所述水贮存器加热的加热元件(42)，且其中，所述至少一个增湿器参数包括所述水贮存器的温度、所述加热元件的温度或其组合。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述加热元件的温度是由检测所述加热元件的温度的温度传感器、所述增湿器的控制设置或其组合确定的。
8.根据权利要求4所述的系统，其中，所述传感器包括温度传感器、流量传感器和压力传感器。
9.根据权利要求4所述的系统，其中，所述气体源中的气体的所述至少一个参数包括所述气体源中的气体的湿度。
10.根据权利要求4所述的系统，其中，所述处理器确定在所述患者回路之内不形成凝结的情况下能够将所述患者回路中的气体的湿度水平提高到的最大湿度水平，所述最大湿度水平的确定基于所述患者回路中的气体的流速、所述患者回路之内的压力和所述气体源中的气体的所述至少一个参数。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，在反馈环路中实现对所述患者回路中所述增湿器下游的气体的湿度水平的确定，以自动控制所述至少一个增湿器参数，从而维持所述湿度水平基本等于所述最大湿度水平。
12.一种确定患者回路之内的气体的湿度的方法，所述方法包括：
确定所述患者回路之外的环境气体的湿度水平；
将环境气体吸入所述患者回路中；
对吸入所述患者回路中的气体加压；
通过增湿器向所述患者回路之内的气体增加湿度；
确定所述患者回路之内的进入所述增湿器之前的所述气体的流速和/或压力；以及
基于(a)所述患者回路之外的环境气体的湿度水平，(b)所述患者回路之内的进入所述增湿器之前的除湿度水平之外的所述气体的所述流速和/或压力中的至少一个和(c)向所述气体增加湿度的速率，来确定向所述患者回路之内的气体增加湿度之后所述患者回路之内的气体的湿度水平。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述速率是基于增湿器加热器的温度、所述增湿器之内的流体的温度或其组合来估计的。
14.一种确定患者回路之内的气体的湿度的方法，其中，由流加压模块提高所述患者回路之内的气体的压力，且由增湿器提高所述患者回路之内的气体的湿度水平，所述方法包括：
确定气体源中的气体的至少一个参数，其中所述至少一个参数包括所述气体源中的气体的湿度；
确定所述患者回路之内的进入所述增湿器之前的气体的流速；
确定所述患者回路之内的进入所述增湿器之前的气体的压力；
确定所述增湿器工作的至少一个参数；以及
至少部分基于所述患者回路之内的进入所述增湿器之前的气体的流速、所述患者回路之内的进入所述增湿器之前的气体的压力、所述气体源中的气体的所述至少一个参数以及所述增湿器工作的所述至少一个参数，来确定所述患者回路中所述增湿器下游的气体的湿度水平。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述增湿器工作的所述至少一个参数包括与所述增湿器相关联的加热元件的温度、与所述增湿器相关联的流体贮存器的温度、由所述增湿器产生的蒸气的温度、气体通过所述增湿器时的温度或其组合。
16.根据权利要求14所述的方法，还包括基于(a)所述患者回路之内的气体的流速，(b)所述患者回路之内的气体的压力，(c)所述增湿器工作的所述至少一个参数，(d)所述气体源中的气体的所述至少一个参数或(e)其任意组合，来确定在所述患者回路之内不形成凝结的情况下能够将所述患者回路之内的气体的湿度水平提高到的最大湿度水平。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括在反馈环路中实现确定的所述患者回路中所述增湿器下游的气体的湿度水平，以自动控制所述增湿器工作的所述至少一个参数，从而维持所述湿度水平基本等于所述最大湿度水平。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：
接收所选的湿度水平；以及
在反馈环路中实现确定的所述患者回路中所述增湿器下游的气体的湿度水平，以自动控制所述增湿器工作的所述至少一个参数，从而维持所述湿度水平基本等于所述所选的湿度水平。
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