[发明专利]用于向换气的患者施予加湿气体的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用换气机向患者施予改进的气体加湿的系统和方法。

背景技术

传统加热增湿器通常远离要处置的患者（例如，在换气机支架上）安置，这可能会存在几个问题（例如，增湿器导管中的冷凝）。对这些难题的解决方案可能带来与湿度和温度优化最大有效性以及最大患者舒适度相关的额外难题。例如，传统增湿器可以控制加热板的输出，但是可能缺乏将增湿器的其他方面或它的应用用途考虑在内的机制。此外，与传统增湿器相关的警报系统警告用户其潜在的无效性、患者的舒适度或其他问题是不足的。

不管增湿器系统的如何安置，也可以提出由其带来的其他难题。例如，与换气机一起使用的加热增湿器持续地加热和加湿来自换气机的干燥气体，然后将其递送给患者。水分供应，无论是通过水袋还是利用水腔室，将因此随着时间的推移而被耗尽。可能发生其他事件，不能提供充足的水分给增湿器。此外，加热增湿器中的热源可能会变得过热和/或出现其它的故障。这些情况可能导致将没有充分加热和加湿的气体递送给患者。

此外，由传统增湿器递送的换气机气体的加热和加湿通常通过控制相关加热器的温度水平来调节。因此，递送给患者的气体的相对湿度（RH）取决于进入增湿器的气体的环境温度和发生在加热丝线路中的加热。这往往导致递送不够优化的或不到100％RH的加湿气体。湿度水平的下降可能导致患者体内分泌物潴留的水平增加。因此，护理人员必须增加加热器的温度设定以允许更多的水分蒸发，以便增加湿度水平。这种温度上升可能引起其他问题（例如，患者管中的冷凝），因此可能是对湿度不足问题的不期望的解决方案。

存在这些和其他问题。

发明内容

在一些实施例中，提供了一种增湿器系统，用于为递送给患者的气体增湿。所述增湿器系统可以包括水源、增湿器单元和控制器。增湿器单元可以被设置于向患者提供气体的患者管路上并可以邻近患者管路的患者接口。增湿器单元可以包括：从水源接收水的腔室，设置于腔室之内的热源，感测从水源向腔室提供的水的流量的流量传感器，以及感测患者管路之内增湿气体温度的温度传感器。控制器具有至少一个处理器，所述处理器被配置为从流量传感器接收与从水源向腔室提供的水相关的流量数据。所述至少一个处理器还用于从所述温度传感器接收与所述患者管路之内的增湿气体的温度相关的温度数据。所述至少一个处理器还用于基于所述流量数据和/或温度数据，调节所述水源向所述腔室提供的水的流量和/或所述热源的热输出。

在一些实施例中，增湿器单元还可以包括：环境温度传感器，其感测增湿器系统放置于其中的环境的环境温度；输入气体温度传感器，其感测要由增湿器单元增湿的气体的温度；和/或输出湿度传感器，其感测患者管路之内的增湿气体的湿度。在一些实施例中，控制器可以是闭环比例-积分-微分（PID）反馈控制器，其接收或确定与增湿气体的期望温度和/或增湿气体的期望相对湿度相关的一个或多个设定点。闭环PID控制器可以从温度传感器、环境温度传感器、输入气体温度传感器和/或输出湿度传感器接收过程变量数据。闭合循环PID控制器还可以利用过程变量数据调节热源的热输出和/或从水源向腔室提供的水的速率，以达到一个或多个接收到的设定点。

在一些实施例中，提供了一种用于为经由患者管路递送给患者的气体增湿的方法，该患者管路具有设置于其中的增湿器单元。增湿器单元可以邻近患者管路的患者接口。该方法可以包括接收与从水源向增湿器单元提供的水相关的流量数据以及接收与患者管路之内的增湿气体温度相关的温度数据。该方法还可以包括基于流量数据和/或温度数据，调节由水源向增湿器单元提供的水的流量和/或增湿器单元的热源的热输出。

在一些实施例中，该方法可以是闭环反馈过程，其还包括：通过以下形式接收过程变量数据：增湿器系统放置于其中的环境的环境温度、要由增湿器单元增湿的气体温度和/或患者管路之内的增湿气体湿度。该方法还可以包括接收或确定与所述增湿气体的期望温度或所述增湿气体的期望相对湿度中的一种或多种相关的一个或多个设定点。该方法还可以包括利用所述过程变量数据调节所述热源的热输出或从所述水源向所述增湿器单元提供的水的速率中的一种或多种以达到一个或多个接收到的设定点。