专利名称：用于在呼吸治疗中提供湿气的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种正压呼吸治疗，更具体而言，涉及一种用于正压呼吸治疗的湿润i殳备和方法。
背景技术：
气道正压装置通常通过鼻子将包括空气和其他可呼吸气体的加压空气输送到患者，以防止患者在睡眠时上气道梗塞。加压空气通常通过放置在患者鼻子和/或嘴上的罩以及以大约4厘米至20厘米水柱压力范围内的压力来施加。气道正压装置已经成为用于治疗慢性睡眠窒息、慢性肺阻塞和打鼾的优选设备。现在市场上可以买到许多种气道正压装置。
一般的气道正压装置包括流发生器、输送管和罩。在各种构型中，罩可以安装在鼻子上，有时可以安装在嘴上，可以包括在鼻子下方安装的鼻部件，可以包括插入鼻孔的鼻插或者这些构件的组合。罩通常包括一个或多个被构造为将罩固定到使用者的条。
为了治疗的原因以及也为了使用者舒适，在输送给使用者的加压空气中提供水是有益的。因此，气道正压装置可以包括一个加湿器。加湿器通常被集成到流发生器中。某些加湿器被构造为使得流发生器将加压空气吹过在流发生器内的一个储水器。然后加压的湿润空气通过输送管输送到罩。 一般地，储水器必须具有大表面面积，因此必须在流发生器内设置大储水器。此外，湿润的加压空气会随着其从流发生器到使用者而冷却，这会引起在输送管内凝结。在输送管内的凝结的聚集会增大流动阻力并且极端情况下会阻塞加压空气的输送。
因此，需要可以避免或减少在输送管内水冷凝的气道正压装置。
发明内容
根据本发明的设备和方法可以解决多种上述的需要和缺点，并且将提供本领域普通技术人员在阅读本公开内容之后可以认识到的其他改进和优点。
根据本发明的各个方面的设备，可以被构造为呼吸治疗设备。呼吸治疗设备可以包括具有出口的流发生器。流发生器通常被构造为在出口提供加压空气。呼吸治疗设备还可以包括使用者接口。使用者接口包括罩和支撑带，并且使用者接口限定接口通道。呼吸治疗设备也可以包括加湿器，该加湿器被构造为将水引入穿过接口通道的加压空气中。
本发明包括用于将水引入由呼吸治疗设备提供给使用者的加压空气中的方法。所述方法可以包括提供加湿器、流发生器和具有罩的使用者接口。使用者接口限定可以与流发生器流体连通的接口通道。所述方法可以包括使得加湿器适于将水引入接口通道中。
从以下的详细说明和从权利要求书中，本发明的其他特征和优点将会更明显。
图1A图示了根据本发明的多个方面的气道正压设备的示例性实施方案的立体图1B图示了根据本发明的多个方面的使用者接口的示例性实施方案的立体图1C图示了根据本发明的多个方面的气道正压设备的示例性实施方案的部分的横截面图1D图示了根据本发明的多个方面的使用者接口的一部分的示例性实施方案的立体6图2图示了根据本发明的多个方面的气道正压设备的示例性实施方案的示意图3图示了根据本发明的多个方面的气道正压设备的示例性实施方案的另一示意图4A图示了根据本发明的多个方面的使用者接口的一部分的示例性实施方案的侧视图4B图示了根据本发明的多个方面的使用者接口的一部分的示例性实施方案的端视图4C图示了根据本发明的多个方面的使用者接口的一部分的另一示例性实施方案的端视图5A图示了根据本发明的多个方面的气道正压设备的示例性实施方案的侧视图5B图示了根据本发明的多个方面的使用者接口的一部分的另一实施方案的截面侧视图6A是根据本发明的多个方面的控制构造的示例性实施方案的示意图6B图示了根据本发明的多个方面的使用者接口的一部分的另一示例性实施方案的侧岸见图6C图示了根据本发明的多个方面的使用者接口的一部分的另一示例性实施方案的侧视图7A图示了根据本发明的多个方面的加湿器的一部分的示例性实施方案的剖面图7B图示了根据本发明的多个方面的加湿器的一部分的第二示例性实施方案的剖面图7C图示了根据本发明的多个方面的加湿器的一部分的第三示例性实施方案的剖面图7D图示了根据本发明的多个方面的加湿器的一部分的第四示例性实施方案的剖面所有的附图都仅为了易于说明本发明的基本教导而被图示；在已经阅读和理解以下说明之后，附图在组成实施方案的各部件的数量、位置、关系和尺寸方面的扩展范围将得到解释或在本领域普通技术人
7员的认知范围内。此外，在已经阅读以下说明之后，为了与特定的力、 重量、强度、流和类似要求相一致的精确尺寸和尺寸比例将同样在本 领域普通技术人员的认知范围内。
在用于附图的各幅图中时，相同的数字标记表示相同或类似的部 件。此外，当使用术语"顶/上，，、"底/下，，、"右"、"左"、"前"、 "后，，、"第一"、"第二，，、"内侧"、"外侧，，以及类似的术语 时，这些术语应被理解为仅在于指示在附图中示出的结构并且仅用于 便于说明所图解的实施方案。类似地，当使用术语"远端"、"近端" 以及类似的术语时，这些术语应被理解为指示在附图中所示的结构， 因为它们通常对应于根据本发明的设备内的空气流。
具体实施例方式
本发明提供了呼吸治疗设备10和相关的方法，用于治疗睡眠窒息 以及其它呼吸和睡眠疾病。呼吸治疗设备10 —般被构造为从位于远处 的流发生器20将加压空气传送到躺在床上的使用者。呼吸治疗设备 IO可以包括流发生器20、加湿器90和使用者接口 40。在特定方面， 呼吸治疗设备IO也可以包括输送管30。流发生器20通常被设置为加 压空气源。当存在时，输送管30被构造为从流发生器20将加压空气 传送到使用者接口 40。使用者接口 40被构造为将加压空气从流发生 器20传送到使用者的气道。 一般地，使用者接口 40被构造为相对于 使用者头部固定，以使得当使用者睡眠时可以对该使用者进行正压治 疗。加湿器90通常被构造为在使用者接口 40处将输送给使用者的空 气湿润。在特定方面，加湿器90可以在使用者接口 40处将水传送到 空气中。在某些方面，加湿器90可以大致布置在使用者接口 40周围。
附图大致图示了根据本发明的多个方面的呼吸治疗设备10的示 例性实施方案。为了便于说明和理解本发明的不同方面，已经选择了 呼吸治疗设备10的具体图解的实施方案。这些所图解的实施方案并不 旨在限制所覆盖的范围，而相反有助于理解在此说明书和所附的权利 要求书中所使用的语言的上下文关系。因此，所附的权利要求书可以 包括不同于所图解的实施方案的本发明的变体。
根据本发明的多个方面的呼吸治疗设备10,包括被构造为给使用者提供一种或多种气道正压治疗的流发生器20。该一种或多种气道正 压治疗可以包括连续气道正压治疗(CPAP)、双水平气道正压治疗 (BPAP )、自动气道正压治疗(autoPAP )、均衡气道正压治疗(PPAP ) 和/或其它气道正压治疗，如本领域普通技术人员在阅读本公开内容之 后将认识到的。
流发生器20—般包括具有出口 24的流发生器壳体22，同时流发 生器20适于将加压空气输送到出口 24。为了将加压空气输送到出口 24，如本领域普通技术人员在阅读本公开内容之后将认识到的，流发 生器20可以包括各种马达、风扇、泵、涡轮、管子、入口、导管、通 道、消音器和其它部件中的一个或多个。控制单元26可被包括在呼吸 治疗设备10中。
控制单元26可遠于控制流发生器20的一个或多个部件。控制单 元26将一般定位在流发生器壳体22之内或之上，但是如本领域普通 技术人员在阅读本公开内容之后所认识到的，可以以其他方式定位或 布置，包括布置在远处。控制单元26可操作地连接到流发生器20的 一个或多个部件上。控制单元26可以包括一个或多个电路和/或可以 包括一个或多个微处理器以及计算机可读存储器。
控制单元26 —般被构造为将一个或多个控制信号输出到流发生 器20的不同部件和呼吸治疗设备10的其它部件。在某些方面，控制 单元26可以适于从呼吸治疗i殳备10的一个或多个部件接收一个或多 个信号。控制单元26在用公式表达一个或多个输出到不同部件的控制 信号的过程中，可以处理或以其他方式利用来自呼吸治疗设备10的部 件的信号。控制单元26可以具体地适于控制加湿器90,并且控制单 元26可以构造为响应于通过控制接口 28输入的信息来控制加湿器 90。控制单元26还可以适于控制呼吸治疗设备10的一个或多个排气 阀84以及其它部件。
在一方面，控制单元26可以响应于包括来自控制接口 28的命令 的信息来控制流发生器20。控制接口 28可以包括一个或多个按钮、 开关、触摸屏或用于控制流发生器20和相应部件的其它控制机构。控 制接口 28可以与控制单元26通信，以将信息传递到控制单元26或传 递来自控制单元26的信息。如本领域普通技术人员在阅读本公开内容之后所认识到的，控制接口 28的部分可以安装在流发生器壳体22上 或者可以以其他方式定位在设备10的部件上，或者在远处定位。
使用者接口 40通常构造为被固定到使用者并且将加压空气传送 到使用者的气道。 一般地，使用者接口 40将包括至少一个罩60以及 一个或多个将罩60固定到使用者的支撑带44。使用者接口 40可以限 定一接口通道74，该接口通道74包括至少一个罩60的腔室，以使得 加压空气通过接口通道74传送而供使用者吸入。使用者接口 40也可 以包括支架48和各种其它部件，例如垫子，该垫子允许使用者接口 40固定到使用者以及维持使用者接口 40相对于使用者的正确定位。
罩60可以构造为将流发生器20所产生的加压空气传送到使用者 的气道。在各个方面，为了给供吸入的加压空气的输送提供与使用者 的大致密封连接，罩60可被定位在使用者的鼻子周围、使用者的嘴周 围或者在使用者的鼻子和嘴两者的周围。在密封连接内可以提供大于 大气压力的压力。因此，罩60的部分可以由软硅橡胶或类似的材料制 成，这些材料可以提供密封件76并且当靠着使用者的皮肤定位时是整 体舒适的。在各个方面，罩60可以包括安装在使用者鼻子以下的鼻部 件、插入使用者鼻孔的鼻插或者它们的某些组合。
罩60可以限定外罩面62和内罩面64。在某些方面，内罩面64 可以限定腔室66。在其它方面，当在使用者的脸部周围大致密封时， 内罩面64可以限定腔室66的至少一部分。罩60—般包括一个或多个 罩入口 68和一个或多个密封件76,通过该罩入口 68可将加压空气传 送到腔室66，在该密封件76周围可以将加压空气大致传送给使用者。 在某些方面，加压空气可以由使用者从腔室66吸入。在某些方面，加 压空气可以从腔室66出来，用于由使用者吸入，例如通过一个或多个 被密封件76围绕的孔出来。
接口通道74由使用者接口 40限定，以使得加压空气通过接口通 道74传送，供使用者吸入。接口通道74包括从罩入口 68到密封件 76的腔室66。接口通道74可以进一步包括至少通路138的部分，该 通路由各种管道、导管、管子、通道和其它被包括在使用者接口 40内 的结构限定，从而大致围绕使用者头部固定，并且加压空气通过该通 路可以被传送到罩入口 68。在某些方面，接口通道74可以至少远离
10近侧附接位置134延伸。近侧附接位置134是最近端的位置，在该最 近端位置处由各种管道、导管、通道和其它被包括在使用者接口 40内 的结构限定的通路138可以以大致固定的定位固定到使用者的头上。 在某些方面，支撑带44可以设置在近端附接位置134。在各种其他方 面，近端附接位置134可以在支架48处，在某个支撑结构144处，该 支撑结构又被固定到支架48或支撑带44，被固定到它们的组合，或 者是被固定到其它固定到使用者的头上的紧固装置，如本领域普通技 术人员在阅读本公开内容之后所认识到的。在某些方面，可以在通路 138周围设置保温材料，以防止水冷凝。
在某些方面，使用者接口 40可以包括流发生器20,因此流发生 器20通常固定在使用者的头周围。流发生器20可以与接口通道74连 通，以将加压空气输送给使用者以供吸入。
在其它方面，流发生器20与使用者接口 40分离。然后输送管30 可以固定到流发生器20的出口 24，以将加压空气从流发生器20输送 到使用者接口 40。在一个方面，输送管30可被构造为细长软管。输 送管30可以由轻型塑料制成，并且通常具有棱紋构型。由输送管30 限定的输送管通道36可以在输送管30的近端32和远端34之间延伸。 输送管30的近端32可以适于被固定到流发生器20，同时输送管通道 36与流发生器20的出口 24流体连通。使用者接口 40可以固定到输 送管30的远端34，与输送管通道36流体连通。因此，来自流发生器 20的加压空气可以被运输进输送管30的输送管通道36中并且被输送 到使用者接口 40。输送管30的远端34—般地在连接件130处连接到 使用者接口 40。在某些方面，连接件130可以是诸如螺紋接勤nipple) 之类的刚性结构。在某些方面，连接件130可以旋转，以防止输送管 30在使用者睡眠时被该使用者扭绞。
在特定方面，使用者接口 40可以包括被构造为接口导管50的通 路138。当存在时，接口导管50可以限定接口导管近端52、接口导管 远端54和管腔56。例如，接口导管50可以是棱紋橡胶软管、塑料或 橡胶管、管道或者它们的组合。使用者接口 40被构造为使得至少接口 导管50的部分可以通常被固定到使用者的头周围。在本发明的包括输 送管30的方面，输送管30的远端34可以连接到接口导管近端52，以使得输送管通道36与管腔56流体连通，这将允许加压空气从流发 生器20经由输送管通道36输送到管腔56。在本发明的其中使用者接 口 40包括流发生器20的方面，接口导管近端52可以适合流发生器 20的出口24，以使得加压空气可以从流发生器20传送到管腔56。接 口导管远端54可以适合罩60，以使得加压空气可以从管腔56输送到 罩60的腔室66。因此，接口通道74可以包括至少接口管的管腔56 的部分以及罩入口 68,以及到密封件76的腔室66。
可以设置一个或多个包括孔、气窗、槽或其它开口的排气孔80, 以从接口通道74将加压空气排放到环境大气中，尤其在使用者呼气过 程中通常从至少接口通道74的部分清除呼出的气体时，该呼出的气体 可能具有高C02浓度。在各个方面，罩60中可以包括一个或多个排气 孔80。在包括接口导管50的方面，该一个或多个排气孔80可被包括 在接口导管50内，通常靠近接口导管远端54。该一个或多个排气孔 80可以包括一个或多个排气阀84,该排气阀84可定位在至少第一阀 位置86和第二阀位置88之间，以控制穿过该一个或多个排气孔的加 压空气的释放。在第一阀位置86,排气阀84可以基本闭合，以使得 穿过排气孔80的空气流最小。当排气阀84位于第二阀位置88时，穿 过排气孔80的空气流会最大，在该位置排气阀84可以基本打开。在 特定方面，排气阀84可以基于MEMS技术来创立。在各个方面，排气 阀84可以是蝶形阀、门阀、片型阀(flap)或其它阀，如本领域普通 技术人员在阅读本公开内容之后所认识到的。
在某些方面，所述一个或多个排气阀84可以适于同步于使用者的 呼吸循环，而在至少保留空气的第一阀位置86和第二阀位置88之间 交替，该第二阀位置释放了包括加压空气和呼出空气的空气。例如， 控制单元26可以适于检测使用者的呼吸，以及适于同步于使用者的呼 吸循环而在至少第一阀位置86和第二阀位置88之间调节所述一个或 多个排气阀84。例如，所述一个或多个排气阀84在使用者呼吸循环 的吸入部分过程中可以被定位在第一阀位置86，以及在使用者呼吸循 环的呼出部分过程中可以被定位在第二阀位置88。
在某些方面，接口导管50可以适于保持相对于使用者的具体定 位，例如整体上与使用者的脸偏离，同时罩60只在鼻孔处置于使用者
12上。因此，在此方面或其它方面，接口导管50可以包括具有足够刚性 来保持相对于使用者的具体定位的刚性部分。所述接口导管50的刚性 部分可以由硬塑料或者类似的材料构造，或者可以引入各种金属丝或 者其它刚性结构元件或者它们的组合，如本领域普通技术人员阅读此 公开内容之后将认识到的。各种支撑结构144也可以固定在接口导管 50周围，以保持接口导管50的定位。如本领域普通技术人员阅读此 公开内容之后将认识到的，支撑结构144也可以包括各种调节机构， 以使得罩60的位置可以相对于使用者的鼻孔、鼻子和/或嘴来调节。
支撑带44可以被附接到接口导管50的部分，附接到又被固定到 接口导管50的结构，附接到罩60,或者附接到又被固定到罩60的结 构，以将罩60固定到使用者的头周围。支撑带44 一般是细长构件的 形式，该细长构件被构造为施加足够的张力来将接口导管50保持在使 用者的头部上，以及更具体地以保持罩60的整体定位，以在使用者睡 眠时将加压空气输送给使用者。在特定方面，支撑带44被构造为扁平 带，以在它们的表面区域令人舒适地分布力。支撑带44可以由一种或 多种可伸展的弹性材料、基本不可伸展的材料、或者其它材料形成， 如本领域普通技术人员阅读此公开内容之后将认识到的。支撑带44可 以被整体成形或者由各种机械连接来互相连接。支撑带44可以包含各 种带扣、搭扣、钩环型紧固件，例如以商标Velcrc^销售的紧固件、 或者连接支撑带44和/或允许支撑带44相对调整的其它部件。支撑带 44的各个方面可以是由使用者可调整的，尤其是为了定位接口通道50 和罩60。这些方面可以包括长度、相对位置或其它方面，如本领域普 通技术人员阅读此公开内容之后将认识到的。
在某些方面，支架48提供了大致刚性结构，包括接口导管50的 部分的使用者接口 40的部分可以固定到该大致刚性结构，并且一个或 多个支撑带44可以固定到支架48上。这可以将接口导管50的部分固 定到使用者的头上，该接口导管在支架48周围通过并且从该支架48 向远端延伸。在某些方面，流发生器20可以被至少部分地固定到所述 支架48或多个支架48上。在某些方面，可以包括支撑结构144以将 接口导管50的部分固定到使用者的头周围，以及保持接口导管50的 这些部分相对于使用者的头的定位。支撑结构144可以被固定到支架48上。
加湿器90—般被构造为将水引入穿过接口通道74的加压空气中， 以将加压空气湿润。水包括液态水、水蒸汽以及液态水和水蒸汽的组 合。可以将诸如水蒸汽、液态水滴、薄雾、微滴、雾或各种液态水和 水蒸汽的组合引入穿过接口通道74的加压空气中，以湿润加压空气。 如本领域普通技术人员阅读此公开内容之后将认识到的，可以为了治 疗、舒适或其它原因将加压空气湿润。在某些方面，水可以包括药理 学药剂或其它治疗药剂，以使得加湿器通过将药理学药剂或其它治疗 药剂引入穿过接口通道74的加压空气中而充当喷雾器。
加湿器90包括储存水的水源92。在某些方面，水源92可以位于 流发生器壳体22内。在其它方面，水源92可以与流发生器壳体22分 离，例如可以被构造到使用者接口 40中。水源92与至少一个加湿器 端口 70流体连通，该加湿器端口 70被定位为在其处将来自水源92的 水引入到接口通道74内的加压空气中。加湿器端口 70可以在沿着接 口通道74的任意处，包括在接口导管50内或者在罩60内或者在它们 的组合内。因此，加湿器端口 70被构造为允许水引入接口通道74内。 在某些方面，可以有多个加湿器端口 70，以在沿着接口通道74的各 个点引入水。水源92可以是储存器或者其它的水源。在特定方面，水 源92可以被固定到使用者接口 40。在某些方面，水源92可以包括隔 板、吸水材料或者防止晃动的其它部件。水源92可以通过水管98与 加湿器端口 70流体连通，以使得流体可以从水源92输送到加湿器端 口 70。
穿过包括水管98的各个部件的水流可以是重力驱动的，或者在某 些方面至少部分由重力驱动。在各个方面，可以使用泵96来将水从水 源92穿过水管98或穿过设备10的其它部分而运输到加湿器端口 70, 其中该泵96包括微型泵和其它将能量传递给流体的装置。也可以使用 毛细效应来将水从水源92穿过水管98运输。也可以设置泵96或一系 列泵96来在加湿器端口 70处将水引入沿着接口通道74经过的加压空 气。可以安置一个或多个流量阀168来调节在加湿器90内的水的流动， 包括在加湿器端口 70处将水引入接口通道74。流量阀168可被构造 为针阀、蝶形阀、球形阀或其它阀。例如，水可以作为喷雾、或蒸汽、或者它们的组合来引入。因此，可以设置包括喷雾器、喷孔、喷射嘴、
汽化器的各种喷嘴106、加热器154和类似的装置以及它们的组合来在加湿器端口 70引入水。在各个方面，喷嘴106、加热器154和类似的装置以及它们组合可以大致紧接加湿器端口 70定位。在某些方面，可以使用换能器158例如来产生水蒸汽、微滴、薄雾或者它们的组合，该换能器包括超声、压电陶瓷或者其它换能器。
在各个方面，可以包括一个或多个毛细泵94。在某些方面，所述一个或多个毛细泵94可以被构造为使用热来将整体处于液相的水转换成整体处于气相的水。在各个方面，毛细泵94可被构造为产生整体处于薄雾形式或处于微滴形式的水。如本领域普通技术人员在阅读本公开内容之后理解的，加热器154可以在加湿器90内以各种方式使用，以有助于将大致处于液相的水转换成大致处于气相的水。加热器154可以设置在加湿器90内的各种位置。然后可以将大致处于气相的水在一个或多个加湿器端口 70处引入接口通道74。
在某些方面，在加湿器端口 70处可以在接口通道74内设置交换材料110。交换材料110可以被构造为网格、筛孔、多孔材料、分子
来将水在表面上运送的材料。在某些方面，交换材料110可以被构造为允许加压空气流过。然后可以将水从水源92通过一个或多个水管98运输到交换材料110。交换材料110然后可以将来自一个或多个水管98的水聚集，以及水可以随着加压空气在交换材料IIO周围经过而通过蒸发而被引入加压空气中。在各个方面，交换材料110可以占据接口通道74的各个部分，以及水可以在多个位置分布在交换材料110上。在某些方面，在水中可以包括各种添加剂，例如为了增强交换材料110的毛细作用或者为了增强蒸发。在某些方面，可以为交换材料110和/或水提供热来增强蒸发。
在某些方面，加湿器端口 70可以远离排气孔80,而在某些方面加湿器端口 70可以靠近排气孔80。在各个方面，水的引入可以是周期性的。例如，水的引入可以至少与使用者的呼吸循环的阶段同步。使用者的呼吸循环的阶段可以至少包括吸入阶段和呼出阶段。例如，可以通常在呼吸循环的吸入阶段在加湿器端口 70处将水引入加压空
15气，以使得水大致被输送给使用者。通常在呼吸循环的呼气部分不引
入水，以防止水通过排气孔80释放到环境大气中。通过在最小化所浪费的呼出气体的湿润作用的同时湿润吸入的空气，同步化可以提供更大的湿润效率。在各个方面，可以将测得的水量在加湿器端口 70处引入加压空气，以控制输送给使用者的湿气。例如，可以大致在呼吸循环的吸入阶段将测得的水量在加湿器端口 70处引入加压空气。
在某些方面，水的引入可以与排气阀84的定位同步，以及也可以与使用者的呼吸循环同步。例如，当所述一个或多个排气阀84被定位在第一岡位置86时，可以将水在加湿器端口 70处引入加压空气，以使得水被保持而用于输送给使用者。当排气阀84位于第二阀位置88时没有水被引入，因为水可能会通过打开的排气孔80释放到环境大气中。在各个方面，控制单元26可被可操作地连接到所述一个或多个排气阀，并且可以被构造为控制进入到接口通道74的水的引入。控制单元26可以被构造为以本领域普通技术人员在阅读本公开内容之后将容易认识到的方式检测使用者的呼吸循环的阶段、控制进入接口通道74的水的引入以及控制排气阀84的位置。在具有多个排气阀84的某些方面，所述阀可以被协调一致定位，以使得，例如每一排气阀84被定位在第一阀位置84。在具有多个排气阀的其它方面，可将所述阀不协调地定位，以使得，例如某些排气阀84可以被定位在第一阀位置84而在所述多个排气阀84中的其它排气阀可以被定位在第二阀位置86。在各个方面， 一个或多个排气阀84可以被定位在与第一阀位置84和第二阀位置86均不同的位置。
除了包括加湿器90之外，呼吸治疗设备10的某些方面可以包括热和湿气交换器，该交换器可以减少加湿器90所引入的水量，以满足患者需要。所述热和湿气交换器一般包括吸湿性处理的材料[HME材料]，以从呼出的空气中收集热和水，以温暖和湿润随后由使用者吸入的气体。在某些实施方案中，固E材料可以远离排气孔80定位，以防止水通过排气孔80损失。例如，HME材料可以被放置在由罩60所限定的腔室66的一部分内。
在工作时，使用者接口 40可以固定到使用者的头以及相对于使用者的鼻子和/或嘴定位的罩60。在某些方面，输送管30可以被固定到使用者接口 40，以及固定到流发生器20的出口 24。然后可以启动呼吸治疗设备10。呼吸治疗设备10将湿润的加压空气输送到使用者，以提供呼吸治疗。
图1A大致示出了根据本发明的呼吸治疗设备10。如所示出的，呼吸治疗设备IO包括流发生器20、输送管30和使用者接口 40。在此实施方案中，流发生器20具有被构造进流发生器壳体22中的控制接口 28。此外，在此实施方案中，流发生器20包括加湿器90的部分。
如图1A所示，输送管30的近端32附接到流发生器20的出口 24。在此实施方案中，可以从在流发生器20内的水源92运输水，以及通过水管98在加湿器端口 70处将水引入经过接口通道74的加压空气，该水管可以位于输送管30内。图1C中图示了输送管30的横截面，该图示出了在输送管通道36内的水管98。在此实施方案中，水管98适于在使用者接口 40处将水从水源92运输到在接口通道74内的加湿器端口 70。如图1D所示，然后水通过喷嘴106引入接口通道74。在其他实施方案中，水管98可以在输送管30之外，并且可以通过例如各种带扣、夹子和预模制的钩子或夹子固定到输送管30。
在此实施方案中，使用者接口 40内的通路138由接口导管50限定。在图中，输送管30的远端34在连接件130处附接到接口导管近端52。接口导管50固定到支撑结构144，该支撑结构又固定到支架48,以形成使用者接口 40的一部分。接口导管50的远离近侧附接位置134的那部分通常固定到使用者的头，并且可以通常以相对于使用者的头的特定定位固定。如所示出的，接口导管50从支架48以悬臂的方式向外延伸并且成角度，以使得罩60可以在使用者的鼻孔周围密封，而接口导管50不接触使用者的脸。使用者接口 40包括支撑带40，该支撑带40可用来将使用者接口 40固定在使用者的头周围。在图1A中，接口导管远端54被图解为附接到罩60。罩60被构造为在使用者的鼻孔周围密封，以及通常在大致靠近鼻孔处接触使用者的脸。
图1B图解了包括被固定到使用者的头周围的使用者接口 40的呼吸治疗设备10的部分的立体图。图1B中也图解了加湿器90的包括水源92的方面。在此实施方案中，在使用者接口 40内的通路138由接口导管50限定。在此图中，接口导管50邻近使用者延伸，并且接口导管近端52通过连接件130附接到输送管30的远端34。接口导管远端54接合到罩60。如所示出的，罩60被构造为在密封件76处密封在使用者的鼻孔周围。接口导管50由远离近侧附接位置134的支撑结构144整体保持在一个特定的定位。如所示出的，近侧附接位置134在支架近端47附近，在此接口导管50固定到支架48。接口导管50以其固定地保持整体远离使用者的脸的方式，从支架48以悬臂的方式向外延伸。在此实施方案中，只有罩60的部分通常在鼻孔周围接触使用者的脸。因此，至少远离近侧附接位置134延伸的接口导管50的部分与使用者接口 40成整体，并且限定接口通道74的一部分。排气孔80也设置在通常朝向接口导管远端54的接口导管50内，该接口导管远端通常清除呼出的空气。支撑带44附接到支架48，以将使用者接口 40固定到使用者的头周围。在此实施方案中，水源92附接到支架48,以为加湿器90提供水的来源。如在此图中所描绘的，接口通道74可以在接口导管近端52处开始，以包括接口导管50的管腔和罩60的腔室66,并且终止在罩60与使用者的鼻孔的交叉点处。
在图1B的实施方案中，包括水源92的加湿器90的部分被固定到支架48。在此实施方案中，水然后可以从水源92通过水管98运输到加湿器端口 70。在此具体实施方案中，加湿器端口 70靠近近侧附接位置134，并且加湿器端口 70靠近排气孔80。水可以在加湿器端口70处被引入沿着接口通道74经过的加压空气。在其他实施方案中，加湿器端口可以远离近侧附接位置134，在罩60内，或者在沿着接口导管50的任意位置。
图2图解了包括加湿器90的呼吸治疗设备10的部分的实施方案。在此实施方案中，通路138由被固定到罩60的使用者接口 40的一部分限定。在此实施方案中，限定通路138的使用者接口 40的所述部分可整体被构造为固定到使用者的头，以使得通路138整体处于相对于使用者的头的固定定位。如所示出的，罩60被构造为在使用者的鼻孔周围密封，以将加压空气输送给使用者用于吸入。加压空气沿着接口通道74经过，穿过罩入口 68，进入腔室66，以及穿过由密封件76包围的孔69出来进入使用者的鼻孔，该接口通道74包括由使用者接口40的所述部分限定的通路138。在此附图或随后的附图中的箭头可以
18大致上指示加压空气流或者水流。在此实施方案中，用于释放过量的
加压空气的排气孔80位于通路138内，整体上在罩60附近。在此实施方案中，排气孔80被构造为在接口导管50的圆周周围的一系列孔。接口通道74的一部分整体上在接口导管远端54附近，并且也图示了腔室66。
如图2所示，水可以从水源92通过水管98输送到毛细泵94。水源92可以定位在呼吸治疗设备10周围的任何便利位置。在图解的实施方案中，设置了一个或多个泵96来将液相的水从水源92通过水管98泵送到毛细泵94。如所示出的，毛细泵94将水整体上作为蒸汽在引入点引入经过接口导管50的管腔56的加压空气中，同时该引入点被相应地构造。水然后可以沿着接口通道74通过接口导管50的剩余部分输送，穿过罩60,在吸入点连同来自流发生器20输送的加压空气一起进入使用者的鼻孔。在此实施方案中，引入点远离排气孔80，因此在引入点引入的水可以更容易进入使用者的鼻孔并且更不容易通过排气孔80逸出。
图3图解了包括加湿器90的呼吸治疗设备10的部分的另一实施方案。在此实施方案中，输送管30的远端34在连接件130处被固定到罩60,该连接件130整体上形成罩入口 68。在此实施方案中，连接件可以允许输送管旋转，以避免在输送管内的纽结或扭曲，同时允许包括罩60的使用者接口 40保持相对于使用者大致固定的定位。如所示出的，罩60被构造为固定在使用者的鼻子和嘴周围，以使得使用者可以通过鼻子或者通过嘴呼吸加压空气。罩60包括围绕罩60的周缘的密封件76以接触使用者的脸。在此实施方案中，支撑带44附接到罩60以整体密封地将罩60固定到使用者的脸。在此实施方案中，罩60包括被构造为一系列孔的排气孔80,这些孔被布置在軍60周围，用于在使用者的呼气过程中释放加压空气。加压空气沿着输送管通道36经过并且在连接件130的近端处进入使用者接口 40，穿过罩入口68,以及进入腔室66内，在该腔室处使用者可以呼吸加压空气。在此实施方案中，在罩60密封地固定到使用者的脸时，腔室66部分地由罩60的内表面限定并且部分地由使用者的脸限定。在此实施方案中，接口通道74可以从罩入口 68穿过腔室66延伸。如图3所示，水可以通过泵96从水源92穿过水管98输送到毛细泵94。在此实施方案中，毛细泵94靠近加湿器端口 70定位在罩60上。毛细泵94将水引入接口通道74，在该接口通道74处水可以与加压空气混合并被使用者吸入。在此实施方案中，第二加湿器端口 70包括可以将液态水转换成微滴和/或水蒸汽的换能器158,该微滴和/或水蒸汽然后被引入接口通道74。
图4A、 4B和4C图解了由被引入使用者接口的接口导管所限定的通路138的一部分。所示出的接口导管50的部分包括整体布置在加湿器端口 70周围的交换材料110。在此实施方案中，加湿器90将水从水源92引入到交换材料IIO上。如图4B的截面图所示，交换材料IIO位于接口导管50的管腔56内，并且被构造为使得加压空气可以穿过交换材料110沿接口通道74经过，以将水从交换材料110蒸发。在一个替代实施方案中，如图4C所示，交换材料IIO可以圆周放置在管腔56周围。如所示出的，水可以通常通过蒸发从交换材料110引入加压空气中。在这些实施方案中，若干水管98在加湿器端口 70处整体上在接口导管50的圆周的周围布置，以将水引入到交换材料IIO上。交换材料11Q可以通过毛细作用收集水。在各种实施方案中，水管98可以沿着接口导管50整体纵向分布以及圆周分布。
图5A和5B图解的实施方案包括流发生器20,该流发生器20整体在支架48周围附接到使用者接口 40。设置了多个支撑带44,以将包括流发生器20的使用者接口 40固定到使用者的头周围。在此图示的实施方案中，从流发生器壳体22延伸到罩60的通路138由接口导管50限定，并且被保持在相对于使用者的头的大致固定的定位。接口导管50被显示为从流发生器壳体22延伸并且弯曲，以在使用者的脸上经过而不接触使用者的脸，并且整体上相对于包括脸的使用者的头处于固定定位。如所示出的，接口导管远端54固定到罩60。在此实施方案中，接口通道包括通路138、罩入口 68和罩60的腔室66。如所示出的，在接口导管50内沿着接口通道74包括有排气孔80。在此实施方案中，罩60可以在使用者的鼻孔周围密封，以输送用于由使用者呼吸的加压空气。
在图5A和5B所图示的实施方案中，加湿器90的部分位于流发生器22内。加湿器90的这些部分可以包括水源92和输送水的一个或多 个泵96。在此实施方案中，通路138被构造为接口导管50。水管98 远离流发生器20在由接口导管50限定的管腔56内延伸，以将水引入 接口通道74内。如所示出的，水管远端104在管腔56内远离排气孔 80定位。在此实施方案中，水可以被引入在流发生器壳体22内的水 管98，由水管98穿过管腔56的部分输送，以及被引出水管远端104 而进入穿过管腔56的加压空气，以将加压空气湿润。水管远端104限 定了加湿器端口 70并且可以被构造为喷嘴106以如所示出的通过喷 雾，或者以本领域普通技术人员在阅读本公开内容之后所理解的各种 其它方式引入水。湿润的加压空气然后可以穿过罩60并进入使用者的 气道。在各种实施方案中，水管98可以被构造为在沿着接口通道74 的任意位置将水引入该接口通道74。
图6A、 6B和6C图解了控制单元26,该控制单元26与定位在排 气孔80处的排气阀84、靠近加湿器端口 70的泵96、通常为加湿器 90、流发生器20以及控制接口 28通信。通信可以是有线的，可以是 诸如通过蓝牙⑧(Bluetooth )或其它无线协议的无线，或者是它们的 组合。在此实施方案中，加湿器端口 70在接口导管50内，远离排气 孔80。如所示出的，控制单元26至少检测吸入和呼出，以将阀的闭 合和由泵96产生的水脉冲的引入同步于吸入，以及将阀的打开同步于 呼出。在其它实施方案中，控制单元26可以检测呼吸循环的其它特征， 并且将阀84与呼吸循环的各个部分同步。控制单元26可以接收来自 使用者接口 28的输入并且也可以通常以本领域普通技术人员在阅读 此公开内容之后所认识到的各种方式控制流发生器20和控制加湿器 90。
在吸入过程中，如图6B所示，加压空气整体上朝向接口导管远端 54传递。如所示出的，排气阀84在吸入过程中置于第一阀位置86， 并且来自喷嘴106的喷射形式的水的脉冲被引入加压空气，该加压空 气由控制单元26所控制的通过泵96沿着接口通道74传递。水的脉冲 将加压空气湿润。湿润的加压空气然后可以沿着接口通道74传递以供 使用者吸入。
在呼出过程中，如图6C所示，至少一部分由使用者呼出的空气可以进入接口导管50的管腔56。在呼出过程中，控制单元26将排气阀 84定位在第二阀位置88,以使得与加压空气一起的呼出空气可以然后 穿过排气孔80排出。在呼出过程中没有引入水，因为这些水会被输送 出排气孔80而进入环境大气。
图7A、 7B、 7C和7D图示了加湿器90的部分的实施方案。图7A 所示的实施方案图示了泵96,该泵被构造为穿过包括喷嘴106的加湿 器端口 70而将水引入接口通道74。在图7B所示的实施方案中，在引 入接口通道74之前可以用加热器154将水加热。在此实施方案中，加 湿器端口 70包括多个被构造为孔口的喷嘴106。图7C所示的实施方 案包括换能器158。水流经换能器158并且穿过加湿器端口 70而被引 入。在图7D所示的实施方案中，穿过水管98的水流可以是重力驱动 的。在此实施方案中，穿过喷嘴106进入接口通道的水的引入可以由 流量阀168调节。
本发明也提供了用于将水引入由呼吸治疗设备10所提供的加压 空气的方法。所述方法包括提供呼吸治疗设备10，该呼吸治疗设备包 括流发生器20和使用者接口 40，该流发生器20用于产生加压空气， 该使用者接口包括用于将加压空气输送给使用者以供吸入的罩60。罩 60限定了腔室66的至少一部分。罩60包括罩入口 68和密封件76。 所述方法可以包括穿过由使用者接口 40限定的接口通道74传送加压 空气以供使用者吸入。接口通道74包括腔室66。接口通道74可以进 一步包括由各种管道、导管、管子、通道和包括在使用者接口 40中 的其它结构所限定的通路138的至少一部分，从而被整体地固定到使 用者的头的周围，以及加压空气可以通过所述至少一部分被传送到罩 入口 68。所述方法可以包括提供加湿器90,以及将该加湿器90构造 为将水引入经过接口通道74的加压空气。所述方法可以进一步包括将 水引入接口通道74。
一些方法也可以包括提供输送管30,该输送管用于将加压空气从 流发生器20输送到由使用者接口 40所限定的接口通道74。在某些方 面，可以沿着接口通道74在多个加湿器端口 70处将水引入。在某些 方面，所述方法可以包括提供水源92。在特定方面，所述方法可以包 括提供一个或多个泵96，以将水从水源92输送到加湿器端口 70。在特定方面，所述方法可以包括提供一个或多个毛细泵94。各个方面可 以包括提供一个或多个泵96，以将水引入接口通道74。各个方面可以 包括提供一个或多个换能器158,以将水引入接口通道74。各个方面 可以包括提供一个或多个加热器154，以供水引入接口通道74中使用。 各个方面可以包括提供一个或多个流量阀168,用于调节进入接口通 道74的水的引入。各个方面可以包括提供一个或多个毛细泵94,用 于将水引入接口通道74。在某些方面，所述方法可以包括提供交换材 料IIO，该交换材料110整体上置于接口通道74内，将水施加到交换 材料110,以及蒸发和/或以其它方式将水从交换材料110引入穿过接 口通道74的加压空气。在某些方面，所述方法可以包括提供喷嘴106 和将水穿过喷嘴106引入穿过接口通道74的加压空气。在各个方面， 所述方法可以包括整体上以气相、整体上以液相或者整体上以液相和 气相的组合，将水引入穿过接口通道74的加压空气。
特定方面可以包括在接口通道74内提供一个或多个排气孔，以及 远离所述一个或多个排气孔80、靠近所述一个或多个排气孔80，或者 既靠近也远离所述一个或多个排气孔80来将水引入。某些方面可以进 一步包括提供一个或多个排气阀84,也可以包括由控制单元26来控 制所述一个或多个排气阀84,以在第一阀位置86和第二阀位置88之 间变换所述的一个或多个排气阀84。控制单元26可以被构造为检测 使用者吸入和使用者呼出，以整体上同步于使用者吸入和使用者呼出 而在第一阀位置86和第二阀位置88之间变换所述一个或多个排气阀 84。控制单元26也可以被构造为在使用者吸入过程中将水引入接口通 道74中。
前文论述仅仅公开和描述了本发明的示例性实施方案。在阅读本 说明书之后，本领域普通技术人员将容易地从这些论述、以及从附图 和权利要求书中理解到，可以在它们中进行各种变化、改型和变体而 不脱离如所附的权利要求书所限定的本发明的主旨和范围。
权利要求
1. 一种呼吸治疗设备10，包括流发生器20，该流发生器20包括出口24，该流发生器20被构造为在出口24提供加压空气；使用者接口40，该使用者接口40包括罩60和支撑带44，该使用者接口40限定接口通道74；以及加湿器90，该加湿器90被构造为将水引入接口通道74。
2. 如权利要求1所述的呼吸治疗设备10，进一步包括 所述接口通道74远离近侧附接位置134延伸。
3. 如权利要求1所述的呼吸治疗设备10，进一步包括 接口导管50,该接口导管50限定近端52、远端54和管腔56，至少该接口导管50的一部分可固定到使用者的头部，所述接口通道 74包括所述管腔56。
4. 如权利要求3所述的呼吸治疗设备10，进一步包括 包括管腔56的所述接口通道74远离近侧附接位置134。
5. 如权利要求1所述的呼吸治疗设备10，进一步包括 包括罩入口 68和密封件76的罩60,所述軍60限定腔室66的至少一部分，所述接口通道74包括从该罩入口 68到该密封件76的腔室 66。
6. 如权利要求1所述的呼吸治疗设备10，进一步包括水管98，该水管98被构造为将水从水源92输送到加湿器端口 70。
7. 如权利要求6所述的呼吸治疗设备10，进一步包括 泵96，该泵96被构造为在水管98的至少一部分内运输水。
8. 如权利要求1所述的呼吸治疗设备10，进一步包括 通过加湿器90被引入接口通道74的水整体处于气相。
9. 如权利要求1所述的呼吸治疗设备10，进一步包括 通过加湿器90被引入接口通道74的水整体处于液相。
10. 如权利要求1所述的呼吸治疗设备10,进一步包括 通过加湿器90被引入接口通道74的水是液相和气相的混合。
11. 如权利要求1所述的呼吸治疗设备10，进一步包括 通过加湿器90被引入接口通道74的水整体上处于微滴的形式。
12. 如权利要求1所述的呼吸治疗设备10，进一步包括 加湿器90整体上同步于呼吸循环的阶段而将水引入接口通道74。
13. 如权利要求1所述的呼吸治疗设备10,进一步包括 加湿器90整体上同步于呼吸循环的吸入阶段而将水引入接口通道74。
14. 如权利要求1所述的呼吸治疗设备10，进一步包括 加湿器90将测得的水量引入接口通道。
15. 如权利要求1所述的呼吸治疗设备10，进一步包括 加湿器90包括交换材料110，该交换材料110位于接口通道74内，以使得被引入交换材料110的水蒸发到穿过接口通道74的加压空 气中。
16. 如权利要求15所述的呼吸治疗设备10，进一步包括 泵96，该泵96通过水管98将水供应给交换材料110。
17. 如权利要求1所述的呼吸治疗设备10,进一步包括 喷嘴106,水穿过该喷嘴106被引入接口通道74。
18. 如权利要求17所述的呼吸治疗设备10,进一步包括 泵96,该泵96将水穿过喷嘴106而引入接口通道74。
19. 如权利要求1所述的呼吸治疗设备10，进一步包括 毛细泵94，该毛细泵94被构造为将水引入接口通道74。
20. 如权利要求1所述的呼吸治疗设备IO,进一步包括 换能器158，该换能器158被构造为将水引入接口通道74。
21. 如权利要求1所述的呼吸治疗设备IO,进一步包括 流量阀168，该流量阀168被构造为调节进入接口通道74的水的引入。
22. 如权利要求1所述的呼吸治疗设备10，进一步包括 加热器154,该加热器154被构造为将整体处于液相的水转换成整体处于气相的水，该整体处于气相的水被引入接口通道74。
23. 如权利要求1所述的呼吸治疗设备IO,进一步包括 朝卩气孔80;排气阀84,该排气阀84与排气孔80相适应，该排气阀84可定 位在至少第一阀位置86和第二阀位置88，该排气阀84整体上同步于呼吸循环的一个或多个阶段而定位在至少笫一阀位置86和第二阀位 置88;以及加湿器90整体上同步于呼吸循环的一个或多个阶段而将水引入 接口通道74。
全文摘要
本发明提供呼吸治疗设备(10)，该呼吸治疗设备将水引入在各种气道正压治疗过程中被输送给使用者(12)的加压空气中。所述呼吸治疗设备可以被构造为进行一个或多个气道正压治疗，包括连续气道正压治疗(CPAP)、双水平气道正压治疗(BPAP)、自动气道正压治疗(autoPAP)、均衡气道正压治疗(PPAP)和/或其它气道正压治疗。所述呼吸治疗设备可以包括使用者接口(40)和加湿器(90)，该使用者接口限定了一接口通道(74)，以将加压空气输送到使用者以供吸入，该加湿器通常在接口通道处将水引入加压空气中。
文档编号A61M16/00GK101466428SQ200780021424
公开日2009年6月24日 申请日期2007年4月10日 优先权日2006年4月10日
发明者布鲁斯·鲍曼, 斯蒂文·S·博德威克, 霍莉·拉金 申请人:艾伊欧麦德有限公司;斯蒂文·S·博德威克;布鲁斯·鲍曼;霍莉·拉金