專利名稱：壓力支持系統(tǒng)中的自動(dòng)濕度控制的制作方法
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，涉及一種在其中對(duì)輸送給患者的氣體流的濕度進(jìn)行自動(dòng)控制的氣道壓力支持系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
許多人患有睡眠呼吸障礙。睡眠呼吸暫停是這樣的睡眠呼吸障礙的常見范例，全世界數(shù)百萬(wàn)人患有這種疾病。一種類型的睡眠呼吸暫停是阻塞性呼吸暫停(0SA)，其癥狀是睡眠不斷被氣道的阻塞造成不能呼吸而打斷；阻塞的通常是上氣道或咽部區(qū)域。通常認(rèn)為氣道的阻塞至少部分是由于使上氣道部分穩(wěn)定的肌肉的總體松弛，從而組織萎陷到氣道中。另一種類型的睡眠呼吸暫停綜合征是中樞性呼吸暫停，其是由于缺少來(lái)自大腦的呼吸中樞的呼吸信號(hào)而導(dǎo)致的呼吸的停止。呼吸暫停癥狀，不管是OSA的、中樞性的或是作為OSA和中樞性的組合的混合型的，都被定義成呼吸的完全停止或接近停止，例如，峰值呼吸氣體流減少90%或更多。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)提高患者的舒適度，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。通常，能夠?qū)⒃鰸衿鞣诸悶橛庠叫突蚍怯庠叫?。在逾越型增濕器中，在可以受到加熱或者也可以不受到加熱的貯存器內(nèi)包含水。在使水蒸發(fā)，從而在所述貯存器內(nèi)產(chǎn)生水蒸汽的同時(shí)，使呼吸氣體通過(guò)水的表面。所述貯存器內(nèi)水蒸汽的增多將提高向輸送給用戶的氣體提供更大的濕度的能力。在非逾越型增濕器中，通過(guò)噴霧、霧化、汽化或者其組合將水輸送到所述氣體流內(nèi)。在當(dāng)前的正氣道壓力支持系統(tǒng)當(dāng)中，不管采用哪種類型的增濕，對(duì)增濕的控制都使得濕氣的輸出相對(duì)恒定或者在用戶需求的基礎(chǔ)上開啟/斷開濕氣的輸出。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種在壓力支持系統(tǒng)的使用過(guò)程中對(duì)所述壓力支持系統(tǒng)的氣體流的濕度進(jìn)行自動(dòng)控制的方法，其包括接收第一增濕水平(例如，用戶輸入的期望增濕水平)，以及基于所述第一增濕水平以及如下內(nèi)容的至少一個(gè)來(lái)控制所述壓力支持系統(tǒng)的增濕器的操作(i)與壓力支持系統(tǒng)周圍的環(huán)境條件相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)，
(ii)與所述壓力支持系統(tǒng)輸出至患者回路的氣體流相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)，(iii)所述壓力支持系統(tǒng)的用戶的一個(gè)或多個(gè)呼吸需求參數(shù)，以及(iv)影響由所述壓力支持系統(tǒng)的壓力發(fā)生系統(tǒng)生成的流速的所述壓力支持系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)。在另一實(shí)施例中，提供了一種壓力支持系統(tǒng)，其包括壓力發(fā)生系統(tǒng)、被構(gòu)造成對(duì)所述壓力發(fā)生系統(tǒng)生成的加壓氣體流增濕的增濕器、操作性地耦合至增濕器的患者回路以及操作性地耦合至所述壓力發(fā)生系統(tǒng)和所述增濕器的控制器。所述控制器適于采用剛剛描述的方法來(lái)控制所述增濕器輸出的氣體流的濕度。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，以及結(jié)構(gòu)的相關(guān)元件的操作方法和功能、部分的組合以及制造的經(jīng)濟(jì)性將變得更加顯見，所有附圖形成本說(shuō)明書的一部分，其中，在各圖中類似的附圖標(biāo)記表示對(duì)應(yīng)的部分。然而，顯然可以理解，附圖僅僅是出于例示和描述的目的，并非意在界定本發(fā)明的限定范圍。除非上下文明確地另行指出，否則說(shuō)明書和權(quán)利要求中采用的單數(shù)形式的冠詞包括復(fù)數(shù)個(gè)論述目標(biāo)。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體的非限制實(shí)施例的壓力支持系統(tǒng)的示意圖，可以通過(guò)所述具體的非限制實(shí)施例實(shí)現(xiàn)具有各種實(shí)施例的本發(fā)明；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體的非限制性實(shí)施例的用于對(duì)輸送給壓力支持系統(tǒng)的患者回路的呼吸氣體的濕度水平進(jìn)行自動(dòng)控制的方法的流程圖。如本文所使用的，單數(shù)形式的冠詞“一”、“一個(gè)”或“該”包括復(fù)數(shù)個(gè)引用對(duì)象，除非上下文明確地另行指定。本文是采用的對(duì)兩個(gè)或更多部分或部件進(jìn)行“耦合”的這一表述應(yīng)當(dāng)表示所述部分直接相連或者直接一起工作,或者間接相連或間接地一起工作，即,通過(guò)一個(gè)或多個(gè)中間部分或部件，不管怎樣只要存在聯(lián)系即可。文中采用的“直接耦合”是指兩個(gè)元件直接相互接觸。文中采用的“固定耦合”或者“固定地”是指將兩個(gè)部件耦合為在保持相對(duì)于彼此的恒定取向的同時(shí)作為一體移動(dòng)。文中采用的“單一” 一詞是指將部件創(chuàng)建為單件或單個(gè)單元。也就是說(shuō)，包括單獨(dú)制造的，進(jìn)而耦合到一起作為一個(gè)單元的零件的部件不屬于“單式”部件或“單體”。文中采用的使兩個(gè)或更多部分或部件相互“嚙合”的表述應(yīng)當(dāng)是指所述部分直接地或者通過(guò)一個(gè)或多個(gè)中間部分或部件相互施加力。文中采用的“數(shù)量”一詞應(yīng)當(dāng)是指一或者大于一的整數(shù)(例如，多個(gè))。文中采用的方向短語(yǔ)，例如但不限于頂部、底部、左側(cè)、右側(cè)、上、下、前、后及其派生詞涉及附圖中所示的元件的取向，但其并不對(duì)權(quán)利要求構(gòu)成限制，除非其中給出了明確陳述。
具體實(shí)施例方式圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體的非限制實(shí)施例的壓力支持系統(tǒng)50的示意圖，可以通過(guò)所述具體的非限制實(shí)施例實(shí)現(xiàn)具有各種實(shí)施例的本發(fā)明。參考圖1，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采用的鼓風(fēng)機(jī)(blower)，其接收來(lái)自任何適當(dāng)?shù)脑吹拇笾氯缂^C指示的呼吸氣體，例如，所述源為氧氣或空氣的加壓罐、周圍空氣或者其組合。氣體流發(fā)生器52生成諸如空氣、氧氣或者其混合的呼吸氣 體的氣體流，其用于以相對(duì)較高和較低的壓力，即，基本大于或者等于環(huán)境氣壓的壓力輸送給患者54的氣道。在示范性實(shí)施例中，氣體流發(fā)生器52能夠提供壓力處于3-30cmH20的范圍內(nèi)的呼吸氣體流。將來(lái)自氣體流發(fā)生器52的大致由箭頭D指示的加壓呼吸氣體流經(jīng)由輸送管路56輸送至具有任何已知構(gòu)造的呼吸面罩或患者接口 58，所述面罩或接口通常由患者54佩戴，或者以其他方式附接至患者，從而將呼吸氣體流傳送至患者54的氣道。通常將輸送管路56和患者接口裝置58統(tǒng)稱為患者回路。圖I所示的壓力支持系統(tǒng)50是所謂的單支系統(tǒng)，其意指所述患者回路僅包括將患者54連接至壓力支持系統(tǒng)50的輸送管路56。這樣，在輸送管路56中提供排氣孔57，從而如箭頭E所示，從所述系統(tǒng)排出呼出氣體。應(yīng)當(dāng)指出，除了在輸送管路56中設(shè)置之外，或者作為這種方案的替代，可以在其他位置設(shè)置排氣孔57，諸如在患者接口裝置58中。應(yīng)當(dāng)理解，排氣孔57可以具有各種構(gòu)造，具體取決于期望的從壓力支持系統(tǒng)50排出氣體的方式。本發(fā)明還設(shè)想了可以是雙支系統(tǒng)的壓力支持系統(tǒng)50，該系統(tǒng)具有連接至患者54的輸送管路和排氣管路。在兩支系統(tǒng)(又稱為雙支系統(tǒng))中，排氣管路傳送來(lái)自患者54的排出氣體，并且在相對(duì)于患者54的遠(yuǎn)端包括排氣閥。通常對(duì)這樣的實(shí)施例中的排氣閥進(jìn)行主動(dòng)控制，從而在系統(tǒng)中保持期望水平或壓力，通常將所述壓力稱為正呼氣終壓(PEEP)。此外，在圖I中所示的示范性實(shí)施例中，患者接口 58是鼻/ 口罩。然而，應(yīng)當(dāng)理解，患者接口 58能夠包括鼻罩、鼻枕、氣管套管、氣管導(dǎo)管或者提供適當(dāng)?shù)臍怏w流傳輸功能的任何其他裝置。而且，出于本發(fā)明的目的，短語(yǔ)“患者接口”可以包括輸送管路56以及將加壓呼吸氣體的源連接至患者54的任何其他結(jié)構(gòu)。在例示的實(shí)施例中，壓力支持系統(tǒng)50包括設(shè)置在輸送管路56中的具有閥60的形式的壓力控制器。閥60控制從流發(fā)生器52輸送給患者54的呼吸氣體流的壓力。出于當(dāng)前的目的，流發(fā)生器52和閥60統(tǒng)稱為壓力發(fā)生系統(tǒng)，因?yàn)樗鼈兺ㄟ^(guò)協(xié)同作用來(lái)控制輸送給患者54的氣體的壓力和/或流量。然而，顯然，本發(fā)明想到了用于控制輸送給患者54的氣體的壓力的其他技術(shù)，諸如改變流發(fā)生器52的鼓風(fēng)機(jī)速度，可以單獨(dú)執(zhí)行所述操作，也可以與壓力控制閥結(jié)合執(zhí)行所述操作。因而，可以根據(jù)用于控制輸送給患者54的呼吸氣體流的壓力的技術(shù)任選是否使用閥60。如果去除了閥60，那么所述壓力發(fā)生系統(tǒng)僅對(duì)應(yīng)于流發(fā)生器，并且例如通過(guò)控制流發(fā)生器52的電動(dòng)機(jī)速度來(lái)控制患者回路中的氣體的壓力。壓力支持系統(tǒng)50還包括測(cè)量輸送管路56內(nèi)的呼吸氣體的流量的流量傳感器62。在圖I中所示的具體實(shí)施例中，流量傳感器62插入到輸送管路56的管線中，優(yōu)選插入到閥60的下游。流量傳感器62生成提供給控制器64的流量信號(hào)Qiw,并且控制器64采用該信號(hào)確定患者54處的氣體的流量(Qs；&)。用于在Q1 的基礎(chǔ)上計(jì)算Qm的技術(shù)是公知的，并且所述技術(shù)考慮患者回路的壓降、所述系統(tǒng)的已知泄漏，即，如圖I中的箭頭E指示的從所述回路有意排出的氣體以及所述系統(tǒng)的未知泄漏，例如，罩/患者接口處的泄漏。本發(fā)明想到了采用任何已知的或者以后開發(fā)的用于計(jì)算泄漏流量Qitte的技術(shù)，并將這一確定結(jié)果用到以Qiw為基礎(chǔ)計(jì)算Qs者的過(guò)程中。美國(guó)專利 No. 5148802、No. 5313937、No. 5433193、No. 5632269、No. 5803065、No. 6029664、No. 6539940、No. 6626175、No. 7011091教導(dǎo)了這樣的技術(shù)的例子，通過(guò)引用將每一文獻(xiàn)的內(nèi)容并入到本發(fā)明當(dāng)中。 當(dāng)然，本發(fā)明想到了測(cè)量患者54的呼吸流量的其他技術(shù)，諸如，但不限于，直接在患者54處或者沿輸送管路56的其他位置處測(cè)量流量，基于流發(fā)生器52的操作測(cè)量患者流量，以及在閥60的上游采用流量傳感器測(cè)量患者流量。如上文指出的，是患者54實(shí)際接收到的呼吸氣體的流速，是與患者54的呼吸需求相關(guān)的參數(shù)的一個(gè)范例。本發(fā)明中可以采用的其他患者呼吸需求參數(shù)包括，但不限于，潮氣量和呼吸速率，下文將對(duì)其予以更為詳細(xì)的說(shuō)明。本領(lǐng)域已知，可以通過(guò)貫穿呼吸周期的各個(gè)部分對(duì)流速進(jìn)行積分來(lái)確定潮氣量。在例示的實(shí)施例中，壓力支持系統(tǒng)50還包括操作性地耦合至輸送管路56的用于檢測(cè)壓力支持系統(tǒng)50輸出的氣體流的溫度的溫度傳感器65以及操作性地耦合至輸送管路56的用于檢測(cè)壓力支持系統(tǒng)50輸出的氣體流的濕度的濕度傳感器67。將溫度傳感器65和濕度傳感器67每者操作性地耦合至控制器64。在例示的實(shí)施例中，在壓力支持系統(tǒng)50的主殼內(nèi)提供溫度傳感器65和濕度傳感器67?；蛘?，可以將溫度傳感器65和濕度傳感器67中的任一者或兩者設(shè)置在所述患者回路中，或者將其耦合至患者回路?？刂破?4包括處理部分，其可以是例如微處理器、微控制器或某種其他適當(dāng)?shù)奶幚硌b置；以及存儲(chǔ)部分，其可以與所述處理部分集成或者操作性地耦合至所述處理部分，并為數(shù)據(jù)和能夠由所述處理部分執(zhí)行的用于控制壓力支持系統(tǒng)50的操作的軟件提供存儲(chǔ)介質(zhì)，所述操作包括文中將給出更為詳細(xì)的說(shuō)明的自動(dòng)濕度控制。提供了輸入/輸出裝置66，以設(shè)置壓力支持系統(tǒng)50使用的各種參數(shù)，以及將信息和數(shù)據(jù)顯示和輸出給諸如臨床醫(yī)生或護(hù)理人員的用戶。壓力支持系統(tǒng)50的用戶可以使用輸入/輸出裝置66確立設(shè)定/期望增濕水平，在文中的其他部分將描述所述操作的重要性。在例示的實(shí)施例中，壓力支持系統(tǒng)50還包括設(shè)置在壓力支持系統(tǒng)50的主殼內(nèi)的增濕器68。或者，增濕器68可以與所述主殼分離或者位于所述主殼之外。增濕器68受到控制器64控制。增濕器68通過(guò)在所提供的氣體中提供濕氣進(jìn)一步提高舒適度。在所述示范性實(shí)施例中，增濕器68是逾越型增濕器。美國(guó)專利申請(qǐng)公開文本No. 2007/0169776公開了一種適用于本發(fā)明的示范性增濕器，在此通過(guò)引用將該文獻(xiàn)全文并入本文。也可以采用具有備選設(shè)計(jì)的增濕器裝置，例如，采用噴霧、霧化、汽化或其組合的非逾越型增濕器。在所例示的本發(fā)明的非限制性實(shí)施例中，壓力支持系統(tǒng)50實(shí)質(zhì)上起著CPAP壓力支持系統(tǒng)的作用，并且因此，其包括這樣的系統(tǒng)中需要的所有能力，從而向患者54提供適當(dāng)?shù)腃PAP壓力水平。這包括通過(guò)輸入命令、信號(hào)、指令或其他信息接收提供適當(dāng)?shù)腃PAP壓力所需的參數(shù)，諸如最大和最小CPAP壓力設(shè)置。應(yīng)當(dāng)理解，其目的僅僅是舉例說(shuō)明，包括但不限于BiPAPAutoSV、AVAPS、Auto CPAP和BiPAPAuto的其他的壓力支持方法也處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。最后，在例示的實(shí)施例中，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 二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，并將該信息提供給控制器64。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，并將該信息提供給控制器64。在例示的實(shí)施例中，環(huán)境溫度傳感器76和環(huán)境濕度傳感器78所處的位置鄰近氣體流發(fā)生器52的入口。如文中的其他部分指出的，根據(jù)本發(fā)明的方法(通過(guò)能夠由控制器64執(zhí)行的用于控制壓力支持系統(tǒng)50的軟件實(shí)現(xiàn)的)，壓力支持系統(tǒng)50對(duì)輸送給患者回路的呼吸氣體的濕度水平進(jìn)行自動(dòng)控制，該控制基于(i )用戶指定的設(shè)定/期望增濕水平(例如，可以將該水平例如表示為具體的相對(duì)濕度，例如,60%或80%),或者可以將其表示為諸如低、中、高或者
1、2、3、4的標(biāo)度)以及(ii)將在文中更為詳細(xì)地描述的一個(gè)或多個(gè)其他參數(shù)。更具體而言，其他參數(shù)可以單獨(dú)包括如下內(nèi)容中的任一項(xiàng)或者包括如下內(nèi)容的不同組合(i)壓力支持系統(tǒng)50周圍的特定測(cè)量或估計(jì)的環(huán)境條件，諸如，但不限于，環(huán)境溫度、環(huán)境濕度和/或大氣壓；(ii)特定測(cè)量或估計(jì)的氣體流條件，諸如，但不限于，壓力支持系統(tǒng)50輸出的氣體流的溫度和/或濕度；(iii)特定測(cè)量或估計(jì)的用戶呼吸需求參數(shù)，諸如流速、潮氣量和/或呼吸速率；以及(iv)影響由壓力支持系統(tǒng)50輸出的呼吸氣體的流速的壓力支持系統(tǒng)50的特定操作參數(shù)，諸如由包括流發(fā)生器52的壓力發(fā)生系統(tǒng)生成的呼吸氣體的壓力水平。隨著這些參數(shù)的變化，輸送給氣體流的增濕量提高或降低，從而試圖在實(shí)際輸送給用戶的氣體中保持一致的增濕量。可以通過(guò)環(huán)境溫度傳感器74 (如圖I所示的實(shí)施例中的)直接測(cè)量環(huán)境溫度，或者可以基于壓力支持系統(tǒng)50獲得的其他數(shù)據(jù)估計(jì)或?qū)С霏h(huán)境溫度，下文將對(duì)此予以更為詳細(xì)的說(shuō)明。類似地，可以通過(guò)環(huán)境濕度傳感器76 (如圖I所示的實(shí)施例中的)直接測(cè)量環(huán)境濕度，或者備選地，可以基于壓力支持系統(tǒng)50獲得的其他數(shù)據(jù)來(lái)估計(jì)或?qū)С霏h(huán)境濕度。類似地，可以通過(guò)溫度傳感器65 (如圖I所示的實(shí)施例中的)直接測(cè)量氣體流溫度，或者備選地，可以在壓力支持系統(tǒng)50獲得的其他數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上估計(jì)或?qū)С鰵怏w流溫度，可以通過(guò)濕度傳感器67 (如圖I所示的實(shí)施例中的)直接測(cè)量壓力支持系統(tǒng)50輸出的氣體流的濕度，或者可以在壓力支持系統(tǒng)50獲得的其他數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上估計(jì)或?qū)С鰤毫χС窒到y(tǒng)50輸出的氣體流的濕度。圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體的非限制性實(shí)施例的用于對(duì)輸送給患者回路的呼吸氣體的濕度水平進(jìn)行自動(dòng)控制的方法的流程圖。可以在圖I所示的示范性壓力支持系統(tǒng)50中(或者在其他適當(dāng)?shù)膲毫χС窒到y(tǒng)中)通過(guò)控制器64的適當(dāng)編程實(shí)現(xiàn)圖2所示的方法。出于舉例說(shuō)明的目的，文中將所述方法描述為是在壓力支持系統(tǒng)50中實(shí)現(xiàn)的。另夕卜，盡管可以在治療的開始執(zhí)行圖2所示的濕度水平控制方法，但是還應(yīng)當(dāng)理解，在整個(gè)治療期間可以以某一期望的濕度更新率周期性地執(zhí)行所述方法。所述方法開始于步驟100，在該步驟中，控制器64接收設(shè)定的增濕水平。如文中的其他部分論述的，用戶可以采用例如輸入/輸出裝置66輸入所述增濕水平。接下來(lái)，在步驟105,確定壓力支持系統(tǒng)50周圍的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件,例如,環(huán)境溫度和環(huán)境濕度。在所述示范性實(shí)施例中，通過(guò)環(huán)境溫度傳感器74測(cè)量環(huán)境溫度，通過(guò)環(huán)境濕度傳感器76測(cè)量環(huán)境濕度?；蛘?，可以省略環(huán)境溫度傳感器74和環(huán)境濕度傳感器76，可以采用很多種已知的反向估計(jì)/推導(dǎo)方法由壓力支持系統(tǒng)50的操作參數(shù)(例如，壓力水平)和/或壓力支持系統(tǒng)50測(cè)量/感測(cè)的數(shù)據(jù)(諸如，但不限于，溫度傳感器65和濕度傳感器67測(cè)得的溫度和濕度)來(lái)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110，確定與壓力支持系統(tǒng)50輸出的并進(jìn)入輸送管路56的氣體相關(guān)的特定氣體流條件，諸如溫度和濕度。在所述示范性實(shí)施例中，通過(guò)溫度傳感器65測(cè)量 氣體流溫度，并通過(guò)濕度傳感器67測(cè)量氣體流濕度?；蛘?，可以省略溫度傳感器65和濕度傳感器67，可以采用很多種已知的前饋估計(jì)/推導(dǎo)方法中的任何一種由壓力支持系統(tǒng)50的操作參數(shù)以及環(huán)境溫度傳感器76測(cè)得的環(huán)境溫度和/或環(huán)境濕度傳感器78測(cè)得的環(huán)境濕度來(lái)估計(jì)或?qū)С鰵怏w流溫度和氣體流濕度。在美國(guó)專利申請(qǐng)公開文本No. 2008/0308100中描述了一種這樣的適當(dāng)方法，在此通過(guò)引用將其公開內(nèi)容并入本文。之后，作為步驟115，測(cè)量或?qū)С?估計(jì)特定用戶呼吸需求參數(shù)，例如，流速、潮氣量和/或呼吸速率。例如，可以通過(guò)文中的其他部分描述的方式由控制器64在流量傳感器62的輸出(Qiw)的基礎(chǔ)上確定患者54的流速(Qs；&)?？梢酝ㄟ^(guò)隨著時(shí)間的推移對(duì)流速積分而通過(guò)控制器64確定患者54的潮氣量。也可以設(shè)想其他確定流速和/或潮氣量的方法，所述方法也處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。接下來(lái)，在例示的實(shí)施例的步驟120中，基于如下內(nèi)容確定增濕器68的增濕水平
(i)用戶指定的設(shè)定/期望增濕水平；(ii)所確定的壓力支持系統(tǒng)50周圍的環(huán)境條件；
(iii)所確定的氣體流條件；(iv)所確定的呼吸需求參數(shù)；以及(V)影響由壓力支持系統(tǒng)50輸出的呼吸氣體的流速的壓力支持系統(tǒng)50的特定操作參數(shù)。在所述示范性實(shí)施例中，所確定/計(jì)算的增濕器68的增濕水平是增濕器68的輸出處的氣體的濕度水平，該濕度水平是使最終輸送至患者54的氣道的氣體的濕度水平基本上等于所述設(shè)定增濕水平(步驟100)的濕度水平。換言之，控制器64將對(duì)增濕器68加以控制，從而增加或減少呼吸氣體的濕氣，從而在考慮上文列舉的每一參數(shù)/變量(ii)_ (V)的情況下將設(shè)定的濕度水平實(shí)際輸送給患者。在已知空氣和水的特性并采用上述(i)_ (V)的數(shù)據(jù)的情況下，可以通過(guò)很多種不同的本領(lǐng)域技術(shù)人員能力所及的方式確定/計(jì)算增濕水平(不需要過(guò)多的實(shí)驗(yàn))。因而，這里將不再對(duì)這樣的方法進(jìn)行詳細(xì)討論。在一種示范性方法中，可以通過(guò)下述方式確定/計(jì)算該增濕水平。首先，可以采用已知方法在期望增濕水平、患者回路特性、環(huán)境條件和輸送給患者的流速(患者需求)的基礎(chǔ)上確定增濕器68必須輸出的用于使最終輸送給患者54的氣道的氣體的濕度水平為期望增濕水平的濕度水平。之后，可以基于該濕度水平對(duì)所述系統(tǒng)進(jìn)行如下控制，從而在增濕器68處實(shí)現(xiàn)該輸出水平。從已知的環(huán)境溫度和圖I中的氣體流C的絕對(duì)和/或相對(duì)濕度開始，已知溫度會(huì)隨著氣體受到氣體流發(fā)生器52的壓縮而升高可確定的量。另外，向增濕器68有選擇地提供已知量的能量。因而，在已知將提供給增濕器68的氣體的溫度以及絕對(duì)和/或相對(duì)濕度連同增濕器68的效率的情況下，可以確定要想獲得增濕器68的預(yù)定義濕度輸出水平必須提供給增濕器68的能量的量，并且可以將該能量水平施加至增濕器68。跟隨步驟120之后，所述方法進(jìn)行至步驟125，其中，控制器64基于所確定的增濕水平來(lái)控制增濕器68。在增濕器68是逾越型增濕器的示范性實(shí)施例中，控制器64將增濕器68的溫度設(shè)置到將達(dá)到所確定的增濕水平的水平。如果采用另一種類型的增濕器，諸如噴霧/霧化增濕器，那么控制器64將控制通過(guò)噴霧/霧化增加的濕氣的量，從而獲得所確定的增濕水平。之后，在步驟130，判斷是否完成了治療。如果答案是肯定的，那么所述方法結(jié)束。如果答案是否定的，那么所述方法返回至步驟100，并重復(fù)。有關(guān)如何確定增濕水平(步驟120)也可能存在各種變型。例如，可以采用參數(shù)/變量(ii)_ (V)中的一個(gè)或多個(gè)的各種組合。在一個(gè)具體的備選實(shí)施例中，僅基于設(shè)定/期望增濕水平和所確定的某些用戶呼吸需求參數(shù)，諸如流速、潮氣量和/或呼吸速率，來(lái)確定增濕水平。隨著用戶需求的變化，在實(shí)時(shí)的基礎(chǔ)上改變和控制輸送給氣體流的濕氣的量。在 另一個(gè)具體的備選實(shí)施例中，在設(shè)定/期望增濕水平、特定確定的用戶呼吸需求參數(shù)，諸如流速、潮氣量和/或呼吸速率以及影響由壓力支持系統(tǒng)50輸出的呼吸氣體的流速的壓力支持系統(tǒng)50的特定操作參數(shù)，諸如壓力水平的基礎(chǔ)上，確定增濕水平。在這一實(shí)施例中，隨著用戶需求和/或系統(tǒng)操作參數(shù)的變化，在實(shí)施的基礎(chǔ)上改變和控制輸送給氣體流的濕氣的量。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，其他變化也是可能的，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。在一個(gè)具體實(shí)施例中，按呼吸逐次執(zhí)行對(duì)輸送給氣體流的濕氣量的實(shí)時(shí)控制和改變。或者，可以隨著時(shí)間的推移對(duì)與多次呼吸相關(guān)的數(shù)據(jù)求平均，對(duì)輸送給氣體流的濕度的量的實(shí)時(shí)控制和改變可以以之為基礎(chǔ)。此外，可以采用本發(fā)明取得增濕作用的加載趨勢(shì)連同預(yù)測(cè)。更具體而言，患者的流速、潮氣量和/或呼吸速率可能在睡眠的各個(gè)階段和/或在所實(shí)施的治療過(guò)程中或者基于所實(shí)施的治療的類型而發(fā)射改變(例如，在特定類型的治療當(dāng)中，自動(dòng)上下調(diào)整壓力)。通過(guò)監(jiān)測(cè)/ 了解當(dāng)前睡眠階段、正在實(shí)施的治療和/或患者的呼吸行為，并且考慮過(guò)去的增濕數(shù)據(jù)，能夠預(yù)測(cè)/預(yù)見患者的期望增濕水平，并且能夠?qū)毫χС窒到y(tǒng)50加以控制，從而達(dá)到該水平。因此，本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、可變?cè)鰸竦南到y(tǒng)和方法，其將向氣體流，進(jìn)而向用戶提供一致的增濕量。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，其根據(jù)期望的增濕水平以及用戶需求、環(huán)境條件、氣體流條件、壓力支持系統(tǒng)的當(dāng)前操作參數(shù)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)來(lái)優(yōu)化氣體流中的增濕量。通過(guò)優(yōu)化氣體流中的增濕量，能夠節(jié)約用于增濕的水。此外，能夠減少和/或去除氣體流中的可能在患者回路內(nèi)凝結(jié)的不必要的水汽量。盡管已經(jīng)基于當(dāng)前認(rèn)為最現(xiàn)實(shí)且優(yōu)選的實(shí)施例出于例示目的詳細(xì)描述了本發(fā)明，然而應(yīng)當(dāng)理解，這樣的細(xì)節(jié)僅僅是為了該目的，本發(fā)明不限于公開的實(shí)施例，而是相反，意在涵蓋在權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)的修改和等價(jià)布置。例如，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明想到了在可能的程度上使任何實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)特征與任何其他實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)特征組合。
權(quán)利要求
1.一種在壓力支持系統(tǒng)(50)的使用過(guò)程中對(duì)所述壓力支持系統(tǒng)的氣體流的濕度進(jìn)行自動(dòng)控制的方法，包括 接收第一增濕水平；以及 基于所述第一增濕水平以及如下內(nèi)容中的至少一個(gè)來(lái)控制所述壓力支持系統(tǒng)的增濕器的操作(i)與所述壓力支持系統(tǒng)周圍的環(huán)境條件相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)，( )與所述壓力支持系統(tǒng)輸出至患者回路(56、58)的氣體流相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)，(iii)所述壓力支持系統(tǒng)的用戶的一個(gè)或多個(gè)呼吸需求參數(shù)，以及(iv)影響由所述壓力支持系統(tǒng)的壓力發(fā)生系統(tǒng)(52、60)生成的流速的所述壓力支持系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述控制包括 基于所述第一增濕水平以及如下內(nèi)容中的至少一個(gè)來(lái)確定第二增濕水平(i)與壓力支持系統(tǒng)周圍的環(huán)境條件相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)，(ii)與由所述壓力支持系統(tǒng)輸出至患者回路的氣體流相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)，(iii)所述壓力支持系統(tǒng)的用戶的一個(gè)或多個(gè)呼吸需求參數(shù)，以及(iv)影響由所述壓力支持系統(tǒng)的壓力發(fā)生系統(tǒng)生成的流速的所述壓力支持系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)；以及 基于所述第二增濕水平來(lái)控制所述增濕器的操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述第二增濕水平是所確定的使通過(guò)所述患者回路輸送至所述患者的呼吸氣體的濕度基本等于所述第一增濕水平的水平。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括確定所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)、所述一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)以及所述一個(gè)或多個(gè)呼吸需求參數(shù)，其中，對(duì)所述增濕器的操作的所述控制以所述第一增濕水平以及所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)、所述一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)、所述一個(gè)或多個(gè)呼吸需求參數(shù)和所述一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)為基礎(chǔ)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)、所述一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)以及所述一個(gè)或多個(gè)呼吸需求參數(shù)的確定包括測(cè)量或估計(jì)所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)、所述一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)以及所述一個(gè)或多個(gè)呼吸需求參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括確定所述一個(gè)或多個(gè)呼吸需求參數(shù)，其中，對(duì)所述增濕器的操作的所述控制以所述第一增濕水平以及所述一個(gè)或多個(gè)呼吸需求參數(shù)為基礎(chǔ)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括確定所述一個(gè)或多個(gè)呼吸需求參數(shù)，其中，對(duì)所述增濕器的操作的所述控制以所述第一增濕水平、所述一個(gè)或多個(gè)呼吸需求參數(shù)以及所述一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)為基礎(chǔ)。
8.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)選自包括環(huán)境溫度和環(huán)境濕度的組。
9.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)氣體流參數(shù)選自包括氣體溫度和氣體濕度的組。
10.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)呼吸需求參數(shù)選自包括流速、潮氣量和呼吸速率的組。
11.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)操作參數(shù)包括壓力水平。
12.一種壓力支持系統(tǒng)(50),包括 壓力發(fā)生系統(tǒng)(52)，其被構(gòu)造成生成加壓氣體流；增濕器(68)，其被構(gòu)造成對(duì)所述加壓氣體流增濕； 患者回路(56、58 )，其操作性地耦合至所述增濕器；以及 控制器(64)，其操作性地耦合至所述壓力發(fā)生系統(tǒng)以及所述增濕器，所述控制器適于通過(guò)如下操作來(lái)控制由所述增濕器輸出的增濕氣體流的濕度 接收第一增濕水平；以及 基于所述第一增濕水平以及如下內(nèi)容中的至少一個(gè)來(lái)控制所述增濕器的操作(i)與所述壓力支持系統(tǒng)周圍的環(huán)境條件相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)，(ii)與所述壓力支持系統(tǒng)輸出至所述患者回路的氣體流相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)，(iii)所述壓力支持系統(tǒng)的用戶的一個(gè)或多個(gè)呼吸需求參數(shù)，以及(iv)影響由所述壓力發(fā)生系統(tǒng)生成的流速的所述壓力支持系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述控制包括 基于所述第一增濕水平以及如下內(nèi)容中的至少一個(gè)來(lái)確定第二增濕水平(i)與所述壓力支持系統(tǒng)周圍的環(huán)境條件相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)，(ii)與所述壓力支持系統(tǒng)輸出至所述患者回路的氣體流相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)，(iii)所述壓力支持系統(tǒng)的用戶的一個(gè)或多個(gè)呼吸需求參數(shù)，以及(iv)影響由所述壓力支持系統(tǒng)的壓力發(fā)生系統(tǒng)生成的流速的所述壓力支持系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)；以及 基于所述第二增濕水平來(lái)控制所述增濕器的操作。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述第二增濕水平是所確定的使通過(guò)所述患者回路輸送至所述患者的呼吸氣體的濕度基本等于所述第一增濕水平的水平。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述控制器還適于確定所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)、所述一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)以及所述一個(gè)或多個(gè)呼吸需求參數(shù)，其中，對(duì)所述增濕器的操作的所述控制以所述第一增濕水平以及所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)、所述一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)、所述一個(gè)或多個(gè)呼吸需求參數(shù)以及所述一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)為基礎(chǔ)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15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)、所述一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)以及所述一個(gè)或多個(gè)呼吸需求參數(shù)是使用一個(gè)或多個(gè)傳感器(62、65、67、76、78 )測(cè)量的，或者是由所述控制器估計(jì)的。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述控制器還適于確定所述一個(gè)或多個(gè)呼吸需求參數(shù)，其中，對(duì)所述增濕器的操作的所述控制以所述第一增濕水平和所述一個(gè)或多個(gè)呼吸需求參數(shù)為基礎(chǔ)。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述控制器還適于確定所述一個(gè)或多個(gè)呼吸需求參數(shù)，其中，對(duì)所述增濕器的操作的所述控制以所述第一增濕水平、所述一個(gè)或多個(gè)呼吸需求參數(shù)以及所述一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)為基礎(chǔ)。
19.根據(jù)權(quán)利要求12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)選自包括環(huán)境溫度和環(huán)境濕度的組。
20.根據(jù)權(quán)利要求12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)選自包括氣體溫度和氣體濕度的組。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)呼吸需求參數(shù)選自包括流速、潮氣量和呼吸速率的組。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)包括壓力水平。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在壓力支持系統(tǒng)(50)的使用過(guò)程中對(duì)所述系統(tǒng)的氣體流的濕度進(jìn)行自動(dòng)控制的方法。所述方法包括接收第一增濕水平以及基于所述第一增濕水平以及如下內(nèi)容的至少一個(gè)來(lái)控制所述壓力支持系統(tǒng)的增濕器(68)的操作(i)與壓力支持系統(tǒng)周圍的環(huán)境條件相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)，(ii)與所述壓力支持系統(tǒng)輸出至患者回路(56、58)的氣體流相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)氣體流參數(shù)，(iii)所述壓力支持系統(tǒng)的用戶的一個(gè)或多個(gè)呼吸需求參數(shù)，以及(iv)影響由所述壓力支持系統(tǒng)的壓力發(fā)生系統(tǒng)(52、60)生成的流速所述壓力支持系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)。
文檔編號(hào)A61M16/16GK102933251SQ201180027359
公開日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
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