专利名称：被动加热的患者回路的制作方法
技术领域：
本发明涉及向被配置为给患者递送呼吸气体的柔性管提供被动加热。
背景技术：
各种呼吸系统使用增湿器为提供给患者的呼吸气体增湿。例如，出于各种医学原因(例如，处置睡眠呼吸暂停)，气道正压(PAP)机经由适当的用户接口(例如，呼吸面罩)向患者提供持续气道正压。通常在PAP机和用户接口之间或者与它们一体地提供增湿器，从而为所述PAP机所生成的相对干燥的压缩呼吸气体增湿。在加热的通过型增湿器内，在呼吸气体经过水的表面时允许蓄水体中的水蒸发以产生蒸气。蓄水体中增加的水蒸气增强了为递送给患者的呼吸气体提供更高湿度的性能。呼吸气体湿度的增加伴随着呼吸气体温度的增加。当外界气温低于递送到患者的呼吸气体的温度时，患者呼吸回路的内侧可形成冷凝。通过将呼吸气体的温度维持在外界气温之上可以减少冷凝。这可以通过隔离和/或加热所述患者呼吸回路来实现。常规地，患者呼吸回路的加热经由主动加热例如电阻加热来提供。在电阻加热中，电流通过导体并且由于导体的电阻而释放热能。主动加热的不足包括,例如，需要可用的电源,例如电池组或插座。
发明内容
本发明的一个方面涉及一种用于向被配置为给患者递送呼吸气体的柔性管提供被动加热的装置。所述装置可包括柔性护套体，所述柔性管护套体被配置为能移除地附接到所述柔性管以围绕所述柔性管并沿所述柔性管延伸。所述装置也可包括与所述柔性护套体集成的被动加热元件。所述被动加热元件可被配置为存储非电能并且释放所存储的非电能作为热能以加热所述柔性管。本发明的另一方面涉及一种用于向被配置为给患者递送呼吸气体的柔性管提供被动加热的方法。所述方法可包括将柔性护套体能移除地附接到柔性管，使得所述柔性护套体围绕所述柔性管并沿所述柔性管延伸。所述方法可以还包括从与所述柔性护套体集成的被动加热元件提供热能以加热所述柔性管。所述被动加热元件可被配置为存储非电能并且释放所存储的非电能作为热能。本发明的仍又一方面涉及用于向被配置为给患者递送呼吸气体的柔性管提供被动加热的装置。所述装置可包括护套器件，所述护套器件用于围绕所述柔性管并且沿所述柔性管延伸。所述护套器件可被能移除地附接到所述柔性管。所述装置也可包括加热器件，所述加热器件用于存储非电能并且释放所存储的非电能作为热能以加热所述柔性管。所述加热器件可以与所述护套器件集成。本发明的又一方面涉及用于递送呼吸气体的装置。所述装置可包括柔性管和被动加热元件。所述柔性管可被配置为给患者递送呼吸气体。所述被动加热元件可以与所述柔性管集成。所述被动加热元件可被配置为存储非电能并且释放所存储的非电能作为热能以加热所述柔性管。通过参考附图考虑以下描述和权利要求书，本发明的这些和其他目的、特征和特性，以及操作的方法和相关的结构的元件的功能，以及部分的组合和制造的经济性，将会变得显而易见，所有附图构成本说明书的一部分，其中相似的附图标记表示各附图中相应的部分。然而，应该明确理解，附图仅出于图示和描述的目的并且不旨在限制本发明的限度。
图I是示范性患者处置系统的图解性表示；
图2a图示了示范性患者呼吸回路管；图2b图示了示范性被动加热套管；图2c图示了示范性被动加热袖带；图2d图示了示范性被动加热带条；图2e图示了根据本发明的实施例的被动加热套管的截面图；以及图3是图示了用于向被配置为给患者递送呼吸气体的柔性管提供被动加热的示范性方法的流程图。
具体实施例方式如本文中所使用，单数形式“一”包括复数指代，除非上下文中明确指示不是。如本文中所使用，表述两个或多个部分或部件“耦合”将意味着所述部分直接地或间接地(即，通过一个或多个中间部分或部件，只要存在链接)结合到一起或一起操作。如本文中所使用，“直接耦合”意味着两个元件直接地相互接触。如本文中所使用，“固定地耦合”或“固定”意味着将两个部件耦合以作为一个来运动，同时相对于彼此保持不变的取向。如本文中所使用，词语“单个的”意味着部件被创建为单件或单个单元。也就是，包括分别创建且然后耦合到一起作为单元的若干个件的部件不是“单个的”部件或体。如本文中所采用，表述两个或多个部分或部件彼此“接合”将意味这些部分相互之间要么直接地要么通过一个或多个中间部分或部件施加力。如本文中所使用，术语“数量”将意味一或者大于一的整数(即，复数)。本文中所使用的方向性短语，例如，举例但不限于，顶部、底部、左、右、上方、下方、前、后，以及它们的派生，涉及附图中所示元件的取向，但不限制权利要求，除非彼处明确记载。图I示意性地图示了根据本发明的示范性患者处置系统100。患者处置系统100能够提供并且自动地控制递送给患者的呼吸气体的压力，同时通过被动地加热呼吸回路以防止冷凝在呼吸回路中积聚。患者处置系统100包括气体递送系统102，所述气体递送系统控制到达患者的呼吸气体流。气体递送系统102包括压力生成器104，所述压力生成器接收来自呼吸气体源106的呼吸供给并且提高用于递送给患者的气道的这一气体的压力。压力生成器104可以是能够提高接收到的用于递送给患者的呼吸气体的压力的任何设备，例如，鼓风机、活塞或风箱。本发明也预期压力生成器104可以由加压气体的桶或罐来限定，使用压力调节器控制递送给患者的压力。因而，尽管图I的实施例图示了单独的气体源106，但是在一些实施例中可以将所述气体源视为气体递送系统102的部分。此外,在一些实施例中，可以在与气体递送系统102的其他部分相同的外壳中提供气体源106。在一些实施例中，所述气体源不仅被视为气体递送系统的部分，所述气体源还可以以去除独立的压力生成器102的方式提供加压的能吸入气体流。根据一些实施例，与来自氧气源的补充氧气一起递送来自气体源106的呼吸气体以提高递送给患者的气体中的氧气浓度水平。这可以包括在气体递送系统102处或者在气体递送系统102的下游将来自气体源106的能吸入气体与补充氧气混合。根据一些实施例，压力生成器104是鼓风机，在压力支持处置过程期间以恒定速度驱动所述鼓风机以在其输出端108产生恒定压力或流速。以恒定速度驱动所述鼓风机简化了所述鼓风机的操作。本发明预期呼吸气体源106是呼吸气体的任何供给，例如周围大气或者加压气体罐。此外，用于递送给患者的呼吸气体可以是任何呼吸气体，例如，空气、氧 气或氧气混合物(例如，氦氧混合气)。所述呼吸气体也可包括能吸入气体和药物的混合，所述药物可以是气体形态的(例如，氮氧化物)或者可以被雾化。在所图示的实施例中，所述气体递送系统102包括控制阀110。来自压力生成器104的提高压力的呼吸气体流被递送到压力生成器104下游的控制阀。控制阀110，要么独立地要么与压力生成器104相结合地，控制离开压力/流动生成系统的最终气体112的压力或流动，所述压力/流动生成系统在本实施例中包括压力生成器104和控制阀110。适当的压力/流动控制器的范例包括至少一个阀，例如套筒阀或提升阀，该至少一个阀根据控制患者回路中的压力的方法从患者回路中排出气体。相信本领域技术人员也熟知其他适当的压力/流动控制器。一些实施例(未示出)可能不包括控制阀110。在这样的实施例中，如本文中进一步描述，由压力生成器104控制离开压力/流动生成系统的最终压力。在压力生成器104是在所有时间仅以一个速度工作的鼓风机的实施例中，可以单独使用控制阀Iio来控制递送给患者的呼吸气体112的最终压力和流速。然而，在一些实施例中，结合控制阀110来控制压力生成器114的工作速度以控制递送给患者的呼吸气体的最终压力和流速。例如，可以通过建立压力生成器104的合适的工作速度连同控制阀110使得这两者一起工作来确定用于递送到患者的呼吸气体的最终压力，从而设定接近期望的压力或流速的压力或流速。本发明还预期完全去除控制阀110，并且使用压力生成器控制递送给患者的压力。这一实施例减少了压力处置系统所需的部件的数量，因而减少了花费和复杂性。在图I的实施例中，气体递送系统102包括传感器114。来自控制阀110的呼吸气体流输出112被递送到传感器114以确定与呼吸气体输出112相关联的一个或多个参数。传感器114的输出可以，例如，确定以下中的一个或多个递送给患者的气体的瞬时体积、递送给患者的气体的瞬时流速、递送给患者的气体的压力、递送给患者的气体的温度、递送给患者的气体的湿度或者与递送到患者的气体相关联的任何其他参数。传感器114是适合于测量这些参数的任意设备。在所图示的实施例中，在与患者接口组件116相对较远的位置提供传感器114。然而，如将要描述地，根据一些实施例，传感器114可以被设置在沿患者回路118的任何位置。呼吸气体流经由患者回路118从气体递送系统102输送给患者，所述患者回路118典型地是将呼吸气体流输送到患者接口组件116的单个柔性管或管道。所述患者接口组件116可包括患者接口器具，所述患者接口器具可以是有创的或者是无创的，例如，鼻面罩、鼻/ 口面罩、总面罩、鼻插管、气管内导管、气管导管或者用于向患者的气道传送呼吸气体供给的任何其他适当的系统。如以下将要描述地，患者接口组件116可以还包括头饰组件(未示出)，例如，安装带或固定带和/或患者回路118的邻近部分。患者接口组件116在其上可以还包括控制件和其他属性。在所图示的实施例中，患者接口组件116和/或患者回路118包括用于从这些部件向周围大气排放气体的适当的排放端口 120。排放端口 120可以是具有持续打开端口的形式的被动排放端口，其在排放气体上施加流动限制以允许患者接口组件116内气体的压力的控制。然而，应该理解，排放端口 120可以是采取不同的配置来控制排放速率的主动排放端口。例如，在Zdrojkowski等人的两个美国专利No. 5，685，296和No. 5，937，855中教导了适当的排放端口的范例。如所示出地，气体递送系统102包括控制气体递送系统的各工作方面的控制器122。例如，如果需要，将传感器114的输出提供给控制器122来处理以确定与呼吸气体输出112相关联的一个或多个参数。控制接口 124向气体递送系统102的控制器122提供数据和命令。控制接口 124可包括适合经由硬接线或无线连接向控制器122提供信息和/或命令的任何设备。控制接口 124的典型范例可包括小键盘、键盘、触摸板、鼠标、麦克风、开关、按扭、拨号盘或允许用户向患者处置系统100输入信息的任何其他设备。在一些实施例中，患者回路118可以是双支回路(未示出),这在常规有创通气机中是常见的。在双支回路中，第一支，类似于患者回路118，给患者递送呼吸气体，除了它缺少排放端口。替代的是，第二支从患者向周围大气输送排放气体。典型地，在控制器(例如，控制器122)控制下，第二支中的主动排放端口给患者提供期望水平的呼气末正压(PEEP)。此·夕卜，气体递送系统102和相关部件可包括过滤、测量、监测和分析到达患者或来自患者的气体流的其他常规设备和部件，例如，增湿器、加热器、细菌过滤器、温度传感器、压力传感器、流量传感器、湿度传感器以及气体传感器(例如，二氧化碳测定器)。控制器122控制控制阀110和/或压力生成器104的致动，从而控制递送给患者的呼吸气体的压力。在一个实施例中，控制器122包括使用必要的一个或多个算法适当地编程的处理器，所述算法用于计算将要施加到根据各种通气模式而递送给患者的气体的气体参数(例如，压力、温度、湿度、流动等)。在本发明的更高级的实施例中，气体递送系统102任选地包括存储器126，所述存储器126与控制器122相关联以存储必要的编程，该编程用于根据使用控制接口 124的护理者或患者选择哪种通气模式来执行多种通气模式的任一种。存储器126可以也能够存储关于以下的数据患者处置系统100的操作、输入命令、警报阈值以及与患者处置系统的操作相关的任何其他信息，例如气体流动、体积、压力、设备使用、工作温度和马达速度的测量值。在没有控制阀110的实施例中(未示出)，递送给患者的呼吸气体的压力仅基于压力生成器104的输出来控制。也就是，控制器122通过控制压力生成器104的马达速度控制递送给患者的呼吸气体的压力。在一个实施例中，压力生成器是鼓风机。根据一些实施例，如果需要，则提供辅助反馈系统，例如，患者回路118内的压力监测器、鼓风机马达的速度监测器或者向控制器122提供反馈数据以控制压力生成器104的工作的压力生成器输出监测器。现在参考图2a，图示了示范性患者呼吸回路管202。所述患者呼吸回路管202可以包含在患者回路中，例如图I中图示的患者回路118中。也就是，患者呼吸回路管202可以限定患者回路118的全部或者部分。患者呼吸回路管202可包括连接器204，所述连接器204用来(要么永久地要么能移除地)连接到气体递送系统102和/或患者接口组件116。患者呼吸回路管202被配置为例如从气体递送系统102给患者递送呼吸气体。根据各实施例，患者呼吸回路管202可以由柔性材料(例如塑料)构成，所述柔性材料可以是透明的或者半透明的，以允许视觉监测患者呼吸回路管202 (例如，冷凝是否在积聚)。在一些实施例中，可以螺旋状地增强患者呼吸回路管202。加热患者呼吸回路管202用于，在由患者呼吸回路管递送的增湿的呼吸气体相对于周围温度具有较高的温度时，减少患者呼吸回路管内冷凝的积聚。本发明预期使用被动加热而非主动加热以提供加热患者呼吸回路管202的便利和有效的方法。被动加热，与主 动加热相反，不包括电阻加热，并且因而不需要相关联的电流源(电池或插座)。可以通过多种机制提供被动加热，本文中将进一步讨论其中的至少一些。可以实现多种装置来向患者呼吸回路管202提供被动加热。根据示范性实施例，可以使用被配置为能移除地附接到患者呼吸回路管202的柔性护套体以围绕所述患者呼吸回路管202。所述柔性护套体可以沿整个患者呼吸回路管202或者它的至少一部分延伸。将结合图2b、2c和2d进一步描述这样的柔性护套体的各种示范性形状因子。所述柔性护套体可包括与所述柔性护套体集成的被动加热元件。所述被动加热元件可被配置为存储非电能并且以热能的形式释放所存储的非电能以加热所述柔性管。值得注意的是，在一些实施例中，所述被动加热元件可以与患者呼吸回路管202本身集成，使得无需实现所述柔性护套体而向所述患者呼吸回路管提供被动加热。根据示范性实施例，所述被动加热元件可存储化学能。在一些这样的实施例中，可以通过放热氧化反应由所述被动加热元件释放热能。通过非限制性范例的方式，所述被动加热元件可包括纤维素、铁、水作为催化剂，活性碳用来提高反应速度，蛭石作为蓄水体以及盐作为催化剂的组合。当所述组合物暴露在空气中时，接着可发生产生热量的放热氧化。当所述放热氧化进行完毕，可能不会再利用所述组合物。根据一些实施例，所述被动加热元件可包括过冷熔融材料。由于所述过冷熔融材料的放热结晶，可以释放出热能。通过非限制性实施例的方式，所述被动加热元件可包括三水乙酸钠晶体。三水乙酸钠晶体在大约58°C融化。当加热到大约100°C，并且随后允许冷却时，包括三水乙酸钠晶体的水溶液可变得过饱和。这样的溶液能够过冷却到室温而不形成晶体。通过将金属圆片点按浸入所述溶液，会形成令所述溶液结晶成三水乙酸钠的结晶核。结晶的成键过程是放热的并且因而释放热能。通过煮沸所述被动加热元件直到所有三水乙酸钠晶体溶解可以对包含所述三水乙酸钠晶体的被动加热元件“再充电”。在一些实施例中，所述被动加热元件可包括热质。在这样的实施例中，所存储的非电能包括存储的热能。热质可以是具有足够的热容或热容量以至少暂时地存储可观的量的热能的任何材料。随着时间的过去，热质存储的热能释放到周围环境中。例如，可以通过将所述热质浸入水中、使用热灯辐照所述热质、微波所述热质和/或为所述热质增加热能的任何其他方法，来将热能引入到所述热质。通过非限制性范例的方式，所述热质可包括干燥颗粒(例如，玉米、大米、豆子或荞麦)，其在经过微波后，在一段时间内释放热能。用于围绕所述患者呼吸回路管202的柔性护套体可包括与其集成的隔离部件。所述隔离部件可被配置为将从所述被动加热元件释放的热能的至少一部分限制在所述柔性护套体内。所述隔离部件可以是所述柔性护套体内的隔离层或者可以构成所述柔性护套体的至少一部分。根据各实施例，被实现为向所述患者呼吸回路管202提供被动加热的装置可以具有各种形状因子。图2b、2c和2d分别图示了示范性被动加热套管206、示范性被动加热袖带208和示范性被动加热带条210，其每个可实现为柔性护套体，并且可包括被动加热元件和/或隔离部件。图2b、2c、2d中所图示的形状因子旨在图示并且不应被理解为限制。向患者回路提供被动加热的任何装置都在本技术的范围内。通过非限制性的范例，被动加热元件可以与患者呼吸回路管(例如，患者呼吸回路管202)集成，使得无需实现柔性护套体而向患者提供被动加热。
被动加热套管206可被配置为在患者呼吸回路管202上滑动，因而围绕患者呼吸回路管202并且沿所述患者呼吸回路管延伸。所述被动加热元件和/或所述隔离部件可以与被动加热套管206集成。被动加热袖带208可被配置为通过将所述被动加热袖带208的边缘212和边缘214固定在一起来包封所述患者呼吸回路202。边缘212和边缘214可以在其上设置魔术贴、按扣、按钮和/或用于能移除地连接边缘212和边缘214的任何其他机制。被动加热带条210可被配置为以一种大体螺旋的方式缠绕所述患者呼吸回路管202。被动加热带条210可以通过如下方式固定到患者呼吸回路管202:集成线材加固、临时粘合剂和/或用于能移除地将被动加热带条210附接到所述患者呼吸回路管202的任何其他机制。值得注意的是，可以在不将所述患者呼吸回路管202从所述气体递送系统102和/或所述患者接口组件116上断开的情况下,将被动加热袖带208和被动加热带条210附接到所述患者呼吸系统回路管202上或者从其上移除。由于所述柔性护套体(例如，所述被动加热套管206、所述被动加热袖带208和/或所述被动加热带条210)是能移除地附接到所述患者呼吸回路管202上的，因而所述柔性护套体可以被清洗、替换和/或者与患者呼吸回路管202分开地保养。图2e图示了根据本发明的实施例的被动加热套管的截面图216。在截面图216中，分立地定位被动加热元件218、220和222。根据各实施例，被动加热元件可以沿柔性护套体的分立位置分布、以半连续的方式沿所述柔性护套体分布、以连续的方式沿所述柔性护套体分布和/或以任何其他形式沿所述柔性护套体分布。图3是图示了用于向被配置为给患者递送呼吸气体的柔性管(例如，患者呼吸回路管202)提供被动加热的示范性方法300的流程图。以下所呈现的方法300的操作旨在是图示性的。在一些实现方式中，可以通过一个或多个没有描述的额外的操作和/或无需所论述的操作中的一个或多个来实现方法300。此外，图3中所图示的以及以下所描述的方法300的操作的顺序并不旨在限制。在操作302，将柔性护套体能移除地附接到柔性管(例如，患者呼吸回路管202)，使得所述柔性护套体围绕所述柔性管并且沿所述柔性管延伸。根据各实施例，所述柔性护套体可包括被动加热套管206、被动加热袖带208和/或被动加热带条210。
在操作304，从与所述柔性护套体集成的被动加热元件提供热能以加热所述柔性管。所述被动加热元件可被配置为存储非电能并且释放所存储的非电能作为热能。在一些实施例中，通过所述被动加热元件内放热氧化的方式提供所述热能。根据一些实施例，可以通过被动加热元件内的放热结晶的方式提供所述热能。在一些实施例中，通过释放所存储的热能的方式提供所述热能。在操作306，从所述被动加热元件释放的热能的至少一部分被限制在所述柔性护套体内。在一些实施例中，可以实现隔离部件来限制热能。 尽管基于当前认为是最实际的和最优选的实施例，出于说明的目的详细描述了本发明，但是应该理解，这样的细节仅出于这样的目的并且本发明不限于所公开的实施例，而是相反，旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内的修改和等效方案。例如，应该理解，本发明预期，在可能的范围内，任何实施例的一个或多个特征可以与任何其他实施例的一个或多个特征相组合。
权利要求
1.一种用于向被配置为给患者递送呼吸气体的柔性管(202)提供被动加热的装置，所述装置包括 柔性护套体(206，208，210)，其被配置为能移除地附接到所述柔性管以围绕所述柔性管的至少一部分并且沿所述柔性管的长度的至少一部分延伸；以及 被动加热元件(218，220，222)，其与所述柔性护套体集成，所述被动加热元件被配置为存储非电能并且释放所存储的非电能作为热能以加热所述柔性管。
2.如权利要求I所述的装置，其中，所存储的非电能包括化学能，并且其中，由于所述被动加热元件内的放热氧化而释放所述热能。
3.如权利要求I所述的装置，其中，所述被动加热元件包括 过冷熔融材料，并且其中，由于所述过冷熔融材料的放热结晶而释放所述热能；或 热质，并且其中，所存储的非电能包括存储的热能。
4.如权利要求I所述的装置，还包括与所述柔性护套体集成的隔离部件，所述隔离部件被配置为将从所述被动加热元件释放的所述热能的至少一部分限制到所述柔性护套体内。
5.一种用于向被配置为给患者递送呼吸气体的柔性管(202)提供被动加热的方法，所述方法包括 将柔性护套体(206，208，210)能移除地附接到所述柔性管，使得所述柔性护套体围绕所述柔性管并且沿所述柔性管延伸；以及 从与所述柔性护套体集成的被动加热元件提供热能以加热所述柔性管，所述被动加热元件被配置为存储非电能并且释放所存储的非电能作为热能。
6.如权利要求5所述的方法，其中，通过如下的方式提供所述热能Ca)所述被动加热元件内的放热氧化，(b)所述被动加热元件内的放热结晶，或(C)释放存储的热能。
7.如权利要求5所述的方法，还包括将从所述被动加热元件释放的所述热能的至少一部分限制到所述柔性护套体内。
8.一种用于向被配置为给患者递送呼吸气体的柔性管(202)提供被动加热的装置，所述装置包括 护套器件(206，208，210)，其用于围绕所述柔性管并且沿所述柔性管延伸，所述护套器件被能移除地附接到所述柔性管；以及 加热器件(218，220，222)，其用于存储非电能并且释放所存储的非电能作为热能以加热所述柔性管，所述加热器件与所述护套器件集成。
9.如权利要求8所述的装置，其中，所述热能由于(a)所述加热器件内的放热氧化，或(b)所述加热器件中的放热结晶，而释放。
10.如权利要求8所述的装置，其中，所存储的非电能包括存储的热能。
11.如权利要求8所述的装置，还包括隔离器件，所述隔离器件用于将从所述加热器件释放的所述热能的至少一部分限制到所述护套器件内，所述隔离器件与所述护套器件集成。
12.一种用于呼吸气体递送的装置，所述装置包括 柔性管(202)，其被配置为给患者递送呼吸气体；以及 被动加热元件，其与所述柔性管集成，所述被动加热元件被配置为存储非电能并且释放所存储的非电能作为热能以加热所述柔性管。
13.如权利要求12所述的装置，其中，所存储的非电能包括化学能，并且其中，由于所述被动加热元件内的放热氧化而释放所述热能。
14.如权利要求12所述的装置，其中，所述被动加热元件包括 过冷熔融材料，并且其中，由于所述过冷熔融材料的放热结晶而释放所述热能，或 热质，并且其中，所存储的非电能包括存储的热能。
15.如权利要求12所述的装置，还包括与所述柔性管集成的隔离部件，所述隔离部件被配置为将从所述被动加热元件释放的所述热能的至少一部分限制到所述柔性管内。
全文摘要
可以向柔性管(202)提供被动加热，所述柔性管被配置为给患者递送呼吸气体。柔性护套体(206，208，210)可被能移除地附接到所述柔性管以围绕所述柔性管并沿所述柔性管延伸。与所述柔性护套体集成的被动加热元件(218，220，222)可存储非电能并且以热能的形式释放所存储的非电能以加热所述柔性管。
文档编号F24J1/00GK102933246SQ201180027357
公开日2013年2月13日 申请日期2011年4月27日 优先权日2010年6月3日
发明者J·R·普霍尔, J·J·席尔姆 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司