用于对气体进行加湿的系统的制作方法

本实用新型涉及一种用于对气体进行加湿的系统。

背景技术：

患有呼吸系统疾病的患者可以利用呼吸辅助装置来进行治疗，例如向患者递送补充呼吸气体的装置。这种装置可以使用高流量治疗 (HFT)来向患者递送气体。HFT装置经由诸如鼻插管之类的界面向患者递送高流速呼吸气体以增加患者的吸氧分数(FiO2)或者减少患者的呼吸作业或者二者兼备。一类这些装置使用隔膜来对递送给患者的气体进行加湿。这些系统需要在特定压力下递送气体，以便补偿气体在通过该系统时所经历的压降。

遗憾的是，在一些环境中，使用传统系统不容易获得HFT所需的高压气体。此外，许多患者可能希望在舒适的家中或非临床环境中进行治疗。

而且，即使患者得以使用高压气体源或者能够以其他方式加压气体，也需要对气体进行加热和加湿以减少患者的不适。与经由高流量系统递送呼吸气体相关的挑战是管理运送给患者的加热和加湿气体。在加热和加湿呼吸气体输送期间，加热和加湿呼吸气体中的湿气会冷凝并形成液滴。通气回路中的冷凝现象带来了临床和机械两方面的挑战。冷凝物可能会在气体回路中积聚，从而限制流动通过系统。气体回路中积聚的冷凝液体进入患者体内可能会有吸入风险。另外，冷凝物可能会聚集并滞留，造成生物危害。

防止冷凝的一种方案是使用加热水套或使用管道内布置的加热电线加热将加湿呼吸气体从供给单元运送到患者界面的管道。不幸的是，由于管道中的水的重量，带有加热水套的管道可能会很重。带有加热水套的管道也有狭窄的气体通道，进一步增加了系统的流动阻力。此外，带有加热水套的管道需要能够使加热流体通过管道循环的泵，这增加了呼吸治疗系统的总体复杂性和成本。另外，带有加热电线的管道需要连接到电力源，这也增加了呼吸治疗系统的复杂性和成本。在不加热管道的位置的电线之间的空间可能会导致管道内的冷凝。最后，如果电线过热，管内存在的加热电线还可能带来安全隐患。

在患者附近放置加湿装置还可能会减少在供给管道内聚集冷凝物的发生。在患者附近加湿呼吸气体，减少了从加湿器向患者输送加湿呼吸气体所需的管道长度，并减少了使加湿呼吸气体损失热量的管道的累积表面积。虽然加湿呼吸气体在更短的距离上保持更多的热量到达患者以及冷凝物更少，但是，由于加湿器散出热量，管道、电线等等缠绕的风险，以及与在患者附近移动热源(比如热锅)相关的燃烧风险，在患者附近放置加湿器是困难的，上述任何一个都可能增加患者经受的危险和/或不适。

技术实现要素：

因此，在此公开了减少和/或消除患者经受的危险和不适的用于对呼吸气体进行加热和加湿的系统、方法和装置。例如，这些系统、方法和装置通过使用大直径的无孔隔膜减少了传统加湿器操作期间所经历的压降。大直径隔膜允许气体容易地移动通过隔膜，减少了移动气体所需的压力并从而减小了压降。通过减小压降，这些系统、方法和装置可以在没有传统系统所需的高压气体源的环境(例如患者的家) 中使用，这可以大大增加这些系统、方法和装置的舒适性和可行性。

在另一个示例中，这些系统、方法和装置通过将蒸汽传输单元移动到患者附近来减少加湿气体的冷凝。例如，这些系统、方法和装置将气体和流体分别递送到蒸汽传输单元以便减小雨洗效应(rain out) 以及与之相关的用于这些系统、方法和装置中大部分管道的机械和临床挑战。例如，所述蒸汽传输单元配置成靠近患者界面定位，以便在长输送长度上不会冷凝加湿气体的情况下对呼吸气体进行最优的加热和加湿。通过从基本单位分别输送气体和流体，气体在进入加湿器之前不会暴露于流体。由于气体在接近用户时才被加湿，所以大大减少了可能发生冷凝的区域。此外，由于加湿气体现在接近用户，因此减少了加热和加湿气体能够冷却并允许湿气在递送到患者之前冷凝的管道长度。因此，通过将蒸汽传输的位置移动到患者附近，减少了操作过程中可能发生的冷凝量，并且减少了系统对控制冷凝和雨洗效应的需要。

此外，该系统提供了具有光滑轮廓的加湿器，该光滑轮廓保护加湿器在使用过程中不受破坏，并减少靠近用户的管道的体积和缠结。例如，蒸汽传输单元被设计成柱体，在端部处的端口上附接有气体管道和流体管道。这将管道放置成远离蒸汽传输单元的侧面，使得它们较少可能被缠结、扭结或移位，以及最小化对用户的任何妨碍。进一步，输送加热流体的流体管道可以设置在气体管道内，以便在输送期间使流体与基本单元隔离，防止温度下降，并保护流体管道不受缠结或扭结。

作为增加的有益效果，这些系统和装置是为成本有效和高效率制造而设计的。通过降低制造成本，可以降低这些系统和装置对患者的成本。例如，为成本有效和高效率制造加湿器，蒸汽传输单元及其他部件(例如，大直径无孔隔膜)的尺寸和形状设计成易于挤出成型。此外，轴向设计限制了必须装配在一起的部件和必须用于形成加湿器的模具的数量。

这些系统、方法和装置还允许基本单元和/或加热源远离患者。例如，如上所述，因为蒸汽传输单元靠近患者放置并且气体在被加湿后仅行进较短距离到达患者，所以大大降低了加湿之前冷凝和/或雨洗效应的风险。相应地，可以使基本单元更远离患者，因为增加气体在加湿之前的行进长度不会增加冷凝的风险。此外，使基本单元更远离患者可以使基本单元结合更成本有效的部件和/或结合减少患者不适的部件。例如，与高压气体源相对，还可以在系统中使用鼓风机，其可以降低系统噪声、提供更好的患者体验、以及增加加湿器的可利用性。

这些系统、方法和装置还通过使用大直径无孔隔膜降低了患者的生物危害风险。例如，正如上面所讨论的，通过降低压降，大直径隔膜通过提供更容易的气体通道和更大的流体可以吸收的表面面积而允许使用鼓风机。无孔隔膜还带来防止细菌进入递送给患者的加湿气体的有益效果，从而增加患者的安全性。

此外，这些系统、方法和装置允许蒸汽传输单元靠近患者放置，而不是与患者接触。通过在来自蒸汽传输单元的加湿气体周围使用水套，减少了气体的冷却量和冷凝量。患者的舒适度也会增加，因为使蒸汽传输单元远离身体降低了来自蒸汽传输单元的热感并增加了治疗期间的活动范围。

在一个方面中，一种用于对气体进行加湿的系统，包括：本体，所述本体沿第一轴线从第一面延伸到第二面；位于所述第一面处的第一腔，流体通过所述第一腔进入所述本体；位于所述第一面处的第二腔，流体通过所述第二腔离开所述本体；和位于所述本体内部的第一无孔隔膜，所述第一无孔隔膜从所述第一面延伸到所述第二面，其中移动通过第一无孔隔膜的气体由所述流体加湿。

在一些实施方式中，第一腔和第二腔与第一轴线基本平行。在一些实施方式中，第一腔和第二腔具有不同的长度。在一些实施方式中，第一腔包括允许流体在本体内部时接触第一无孔隔膜的孔口。在一些实施方式中，第一无孔隔膜具有大约0.5毫米到2.0毫米的直径。在一些实施方式中，第一无孔隔膜的内径可以是0.65毫米。在一些实施方式中，第一无孔隔膜是可渗透的。

在一些实施方式中，该系统包括位于本体内部并且从第一面延伸到第二面的第二无孔隔膜。第二无孔隔膜在第一和第二面处粘结到第一无孔隔膜。流体可以在第一方向上移动通过该系统，气体可以在与第一方向基本平行的第二方向上移动。在一些实施方式中，该系统还包括连接到第一腔的第一流体通道、连接到第二腔的第二流体通道以及第一气体通道，流体通过第一流体通道被递送到本体，流体通过第二流体通道被从本体移除，气体通过第一气体通道被递送到本体。第一流体通道和第二流体通道可以位于第一气体通道内。在一些实施方式中，该系统包括在第一面处将本体连接到第一气体通道的第一端盖。第一流体通道和第二流体通道可以穿过第一端盖。在一些实施方式中，该系统还包括第二气体通道，该第二气体通道将加湿气体从本体递送给患者。在一些实施方式中，该系统还可以包括位于第二气体通道处的水套。当加湿气体从本体递送给患者时水套对加湿气体进行加温。

在另一个方面中，一种用于制造加湿器部件的方法，包括将多个无孔隔膜插入到挤出成型本体的第一腔中，该第一腔在轴向方向上从挤出成型本体的第一侧延伸到挤出成型本体的第二侧。该方法还包括在挤出成型本体的第一侧和挤出成型本体的第二侧处将所述多个无孔隔膜粘结在一起，将第一流体通道连接到在轴向方向上从挤出成型本体的第一侧延伸的第二腔，以及将第二流体通道连接到在轴向方向上从挤出成型本体的第一侧延伸的第三腔。

在一些实施方式中，第一流体通道和第二流体通道位于第一气体通道内，第一气体通道将气体递送到第一腔。在一些实施方式中，第一腔通过位于第一侧与第二侧之间的内部开口通到挤出成型本体的内部区域。该内部开口可以通过穿透挤出成型本体的第三侧并在穿透之后将挤出成型本体的第三侧密封而由第一腔形成。

在一些实施方式中，第四腔在轴向方向上从挤出成型本体的第一侧延伸到挤出成型本体的第二侧而不通到内部区域。在一些实施方式中，将所述多个无孔隔膜粘结在一起还可以包括将第一盖安装到挤出成型本体的第一侧以及将第二盖安装到挤出成型本体的第二侧。除了在内部开口处之外，第一盖和第二盖的放置可以完全封闭挤出成型本体的第一腔。将所述多个无孔隔膜粘结在一起另外还可以包括将灌封材料注入到挤出成型本体中。在一些实施方式中，将所述多个无孔隔膜粘结在一起可以包括使挤出成型本体进行离心运动以将灌封材料沉积在挤出成型本体的第一侧处靠近第一盖和沉积在挤出成型本体的第二侧处靠近第二盖。在一些实施方式中，挤出成型本体、第一腔和第二腔包括单一挤出成型件。第二腔可以由第一内部通道限定，第三腔可以由第二内部通道限定。第一内部通道和第二内部通道可以位于挤出成型本体内并且粘结至所述多个无孔隔膜。

所披露的特征可以与这里描述的一个或多个其他特征以任何组合和子组合(包括多个从属组合和子组合)实施。上面描述或说明的各个特征，包括它们的任何部件，可以组合或集成在其他系统中。此外，某些特征可以省去或者不实施。

附图说明

在结合附图考虑下面的详细描述之后，前述及其他目的和优点将变得明显，其中贯穿所有附图，相似的参考字符表示相似的部件，并且其中：

图1示出了说明性呼吸治疗系统；

图2示出了用于对递送给附近患者的呼吸气体进行加湿的说明性轴流式加湿器；

图3示出了附接到图2的轴流式加湿器的流体腔的说明性视图；

图4示出了轴流式加湿器的说明性横截面视图；

图5示出了与患者递送插管连接的图1的轴流式加湿器的说明性视图；

图6示出了说明性轴流式加湿器，其具有沿不与气体流相反的方向的流体流；

图7示出了说明性轴流式加湿器，其具有替代的流体流返回孔口；

图8示出了说明性轴流式加湿器，其具延长的流体通道和气体通道，用于在距患者一段距离处使用；

图9示出了说明性呼吸治疗递送系统，其包括水套；

图10示出了轴流式加湿器的说明性挤出成型本体；

图11示出了轴流式加湿器的说明性挤出成型本体，其具有二次切割；

图12示出了轴流式加湿器的说明性挤出成型本体，其具有插入的纤维束；

图13示出了轴流式加湿器的说明性挤出成型本体，其安装有盖；

图14示出了轴流式加湿器的说明性挤出成型本体，其具有注入的灌封材料；

图15示出了轴流式加湿器的说明性挤出成型本体，其移除了盖；

图16示出了轴流式加湿器的说明性挤出成型本体，其具有切割端部；以及

图17示出了轴流式加湿器的说明性横截面视图，该加湿器在横向剖开的本体的一侧上具有两个腔。

具体实施方式

本申请要求2015年12月29日提交的美国专利申请号14/983，225 的优先权，其全部内容通过引用并入在此。

为了提供对这里所述的系统、装置和方法的全面了解，将描述某些说明性实施方式。虽然这里描述的这些实施方式和特征被特定描述为与高流量治疗系统结合使用，但是，应理解的是，下面概述的所有部件和其他特征都可以以任何合适的方式彼此组合并且可以适于和应用于其他类型的呼吸治疗和呼吸治疗装置，包括低流量氧气治疗、持续正压通气治疗(CPAP)、机械通气、氧气面罩、文丘里面罩和经气管切开面罩。

这里所述的系统、方法和装置通过使蒸汽传输单元靠近患者而减少了加湿气体(例如呼吸空气)的冷凝。蒸汽传输单元配置成靠近患者界面定位，用于对呼吸气体进行最佳的加热和加湿，在长的输送长度上没有加湿气体的冷凝。通过从基本单元分别输送气体和流体(例如水)，气体在进入加湿器之前不暴露于水蒸汽。结果，该系统、方法和装置减少了加热和加湿呼吸气体在到达患者之前必须行进的距离。这减少了加热和加湿气体能够冷却并允许湿气冷凝的管道长度。因此，通过使蒸汽传输的位置靠近患者，减少了在操作期间可能产生的冷凝量，并且减少了系统对控制冷凝的需要。通过使用不允许细菌从流体输送到气流中的无孔隔膜进一步增加了患者的安全性。因为气体和流体直到它们进入蒸汽传输系统并且接着仅通过无孔隔膜才接触，这导致将更安全的加湿呼吸气体提供给患者。

这里描述的系统、方法和装置还限制了蒸汽传输单元的成本和系统需求。蒸汽传输单元具有轴流式设计，其中气体管道和流体管道在端部处附接，这将单元的体积减到最小并且还容易挤出成型。蒸汽传输单元中使用的纤维隔膜是大直径纤维，其除了在对气流加热和加湿有效之外还是成本有效的，并且容易挤出成型。此外，该系统配置成在较低压力下运行，从而允许在基本单元处使用鼓风机以用于更安静地操作以及在没有可利用的高压空气源的地方使用。

此外，该系统提供了具有光滑轮廓的加湿器，光滑轮廓使患者舒适性最大化。蒸汽传输单元设计为柱体，在端部处的端口上附接有气体管道和流体管道，并且没有侧向端口或管道。这将管道远离蒸汽传输单元的侧面放置，使得它们较少可能缠结、扭结或移位。此外，输送加热流体的流体管道可以设置在气体管道内部以便在输送期间使流体与基本单元隔离并防止温度降低。这进一步允许将基本单元远离患者。

另外，该系统设置成允许蒸汽传输单元更远离患者放置。通过在从蒸汽传输单元到患者的气体管道周围使用水套防止气体冷却和冷凝。通过使蒸汽传输单元远离身体增加了患者舒适性，从而导致来自于蒸汽传输单元的热感降低并增加了治疗期间的活动范围。

图1示出了说明性呼吸治疗系统，其包括基本单元170、轴流式加湿器101和用于将加湿气体递送给患者162的插管160。基本单元 170包括鼓风机192、加热器194、泵196和供气部198。第一气体通道146连接到基本单元170，通过第一气体通道146和在第一气体通道146内的第一流体通道(未示出)提供气体和加热流体。第一气体通道146可以用作用于第一流体通道(未示出)中的流体的隔离器。气体和流体例如通过医用级管道从基本单元170行进到加湿器101，在加湿器中气体和流体通入本体106中，在本体中加热流体与通过无孔隔膜(未示出)的气体相互作用，从而对气体进行加热和加湿。然后使用插管160或其他气体治疗递送装置向患者162提供加热和加湿气体。

基本单元170包括鼓风机192以驱动气体通过第一气体通道146 到达本体102。无孔隔膜可以由多个纤维构成。气体移动通过的本体 102中的无孔隔膜(未示出)的纤维的大直径允许使用鼓风机192。小直径纤维隔膜通常需要高压空气源，例如积聚空气以推动气体穿过隔膜。有利地，使用鼓风机代替高压气源在保持高流量的同时减少了与治疗有关的噪声。另外，使用鼓风机192的基本单元170更便于携带，从而允许家庭使用或者在室内空气或其他高压源不可用的环境中使用。鼓风机192还可以在家庭使用情形中与来自附接至供气部198的便携式罐的氧气一起使用。替代地或者附加地，气源可以是气体混合器、机械通气器、高流量治疗系统、氧气浓缩器或氧气罐。加湿器还可以与持续正压通气(CPAP)或气泡CPAP系统一起使用。

从供气部198向第一气体通道146提供气体并通过鼓风机192驱动气体。气体和流体可以在被输送到加湿器101之前在基本单元170 中的加热器194处被加热。流体由泵196驱动通过第一流体通道(未示出)。为了便于在患者护理环境中使用，泵196可以是一次性的，并且在使用之前可以插入到基本单元170中。加热气体和流体被从基本单元170输送到加湿器101，在加湿器中加热流体对气体进行加湿。然后通过插管160向患者162提供气体。

加湿器101靠近患者162定位以减小加热和加湿气体从加湿器 101到达患者162行进的距离。加热气体和加热流体在气体被加湿之前从基本单元170到加湿器101行进一段管道长度。这防止来自于气体的湿气在长的管道长度上冷凝，并且还减小了加热和加湿气体从加湿器101到患者162移动的管道长度，气体在该管道上可能会冷却。在基本单元170与加湿器101之间输送期间不需要对加热气体进行隔离，因为其不含有湿气，在第一气体通道146中不存在由于热量损失而发生冷凝的风险。气体在基本单元170与加湿器101之间的输送不需要水套或其他隔离机构，防止了气体压力的下降。因此，通过使加湿器101靠近患者162定位，保持了气体压力，同时减少了操作期间产生的冷凝量并且减少了对控制冷凝的额外系统的需要。靠近患者 162使用轴流式加湿器101能够使患者162舒适且安全地接受呼吸治疗。

基本单元170还可以包括用户输入界面199，其允许用户选择与治疗相关的值，例如温度和湿度调节、流量和定时器，以及允许用户打开和关闭该单元。在一些实施方式中，基本单元170可以包括控制电路。控制电路可以经由输入/输出路径接收来自一个或多个传感器 (例如测量流速、温度、湿度等等的传感器)的数据。控制电路可以用于发送和接收命令(例如来操作加湿器)。控制电路可以基于任何合适的语言和/或操作系统并且可以执行存储在存储器中的用于加湿器的指令。患者还还可以使用诸如按键、键盘、声音命令等等之类的任何合适的用户界面向控制电路发送指令(例如指令基本单元递送气体)。基本单元170还可以包括显示器和/或扬声器，其可以作为独立装置提供或者可以与基本单元170的其他元件集成在一起。例如，显示器和/或扬声器可以基于当前状态或测量(例如流速、温度、湿度等等)发出警报。

图2示出了用于对递送到附近患者的呼吸气体进行加湿的说明性轴流式加湿器200。该轴流式加湿器包括：本体202，所述本体具有从第一面206到第二面208的第一纵向轴线204；具有孔口222的第一腔210；第二腔214；以及第一无孔隔膜218和第二无孔隔膜230，第一和第二无孔隔膜(218，230)具有在第一面206处和在第二面208 处的粘结连接部。第一腔210设计成允许流体在流体进入路径212处进入本体202。流体在流体进入路径212处进入本体202的第一腔210 中并沿着第一流体方向236行进通过第一腔210到达第一腔210的孔口222，在该位置处流体离开第一腔210进入本体202中并与第一和第二无孔隔膜(218，230)相互作用。在离开第一腔210后，在一些实施方式中，流体可以改变流动方向成第二流体流动方向238以朝向第二腔214和流体离开路径116移动。当流体与第一和第二无孔隔膜(218，230)相互作用时，流体对通过第一和第二无孔隔膜(218，230) 的气体进行加湿。气体沿着本体202的长度继续通过第一和第二无孔隔膜(218，230)并在第二面208处离开本体202。

流体被通过第一流体通道242输送到本体102。流体在基本单元 (例如基本单元170(图1))处被加热并被输送通过第一流体通道242，所述第一流体通道可以是塑料医用管道。流体在第一端盖248处进入本体201，在第一端盖处，第一腔210在第一端盖孔口250处连接到第一流体通道144。加热流体通过第一腔210进入本体202并在孔口 222处离开第一腔210。流体与本体202内的纤维状第一和第二无孔隔膜(218，230)相遇。气体从基本单元(未示出)流动通过第一气体通道246、通过位于第一面206处的第一端盖248并进入第一和第二无孔隔膜(218，230)中。气体沿着本体202的长度在第一纵向轴线 204的方向上行进通过第一和第二无孔隔膜(218，230)。当气体通过第一和第二无孔隔膜(218，230)时气体被流体加湿并被夹带在气流中。气体可以获得25mg/L到45mg/L的湿度或者任何其他合适的湿度。在一些实施方式中，优选的湿度是35mg/L。气体在第二面208 处离开本体202。加湿气体流过插管适配器258进入插管260中以递送给患者。

第一和第二无孔隔膜(218，230)可以是中空纤维状隔膜，气体从加湿器本体202的第一面206通过所述隔膜流到第二面208。为了使气体能够更容易地通过隔膜，可以使用具有较大的内径(例如0.65 mm)的隔膜。大的隔膜直径允许使用鼓风机，以使呼吸治疗系统便于携带。大的纤维直径还减小了通过挤出成型制造的成本，因为大直径的纤维具有更大的每单位长度表面积，因此实现相同的气体流量和加湿需要更少的纤维。

第一和第二无孔隔膜(218，230)另外还可以具有较薄的壁，从而实现对气体温度的更精确控制。通过薄壁纤维的气体由流体加热和加湿以达到与加湿流体的温度类似的温度。无孔隔膜的壁例如可以是 35/1000mm、40/1000mm、50/1000mm；然而，蒸汽压力需要随着壁厚的增加而增大。具有2mm外径的无孔隔膜纤维可以具有厚度为0.1 mm的壁。由于大直径纤维和薄壁，要被加热的流过无孔隔膜的气体的压降仅有0.01psi，这允许该系统可以使用鼓风机而不是室内空气操作。在该系统中还可以使用直径更大或更小的纤维，例如直径为0.5 mm到4mm的无孔纤维。在一些实施方式中，本体101可以容纳更少的无孔隔膜，因为较大直径的纤维的较大表面积保持了无孔隔膜的所需的表面积。另外或者替代地，可以增大本体的尺寸以适应更大直径的无孔隔膜和/或以确保无孔隔膜的所需的表面积。

在流体已经从第一腔210移动通过本体202并且对通过第一和第二无孔隔膜(218，230)的气体进行加湿之后，流体朝向第一面206 行进并在第二腔214处沿着流体离开路径216离开本体202。流体在第一端盖248的第二孔口252处穿过第一面206处的第一端盖248进入第二流体通道244中。在一些实施方式中，第一和第二流体通道 (242，244)被包含在第一气体通道246内。这保护第一和第二流体通道(242，244)免于扭结或免于从本体202移位，同时还使加热流体与第一和第二通道(242，244)周围的空气隔离。此外，通过将第一和第二流体通道(242，244)容纳在第一气体通道246内，还减小了它们变得缠结或损坏的可能性。

当气体通过第一和第二无孔隔膜(218，230)时，该气体由穿过本体202通过第一和第二无孔隔膜(218，230)的流体加湿。在一些实施方式中，第一和第二无孔隔膜(218，230)可以制造为吸水塑料，所述吸水塑料允许水或其他流体吸到塑料中并通到隔膜的内部。无孔隔膜将允许流体通过、但可以构造成阻止细菌或其他有害物质进入隔膜内部的气体中。流体通过第一和第二无孔隔膜(218，230)进入隔膜的内部中并被夹带到气流中。加湿气体从第二面208处的第一和第二无孔隔膜(218，230)的端部出来并进入到第二气体通道254中，该第二气体通道连接到插管260，该插管在插管适配器258处附接至本体202。

无孔隔膜允许加热流体与隔膜内部的气体相互作用以便对气体进行加热和加湿。无孔隔膜对于气体是可渗透的，但对于液体是不可渗透的。因此，水蒸气被容许透过隔膜，而液态水不能透过。水蒸气可以透过隔膜并被夹带在气流中，从而对气体进行加湿和加热。此外，隔膜是无孔的，如此在隔膜中不存在直接的开口使得液态水可以行进穿过隔膜。

图3示出了附接到图2的轴流式加湿器200的外部的第一和第二流体通道(342，344)的说明性视图。第一和第二流体通道(342，344) 在第一面306处附接至轴流式加湿器的本体302。第一和第二流体通道(342，344)可以以各种布置方式连接到第一面306，包括将第一流体通道342紧挨着第二流体通道344沿着纵向轴线304的方向连接在第一面306处的本体302的一侧上，如该图所示。第一和第二流体通道(342，344)可以在第一面306上在相对的位置处或者以任何其他合适的配置方式连接到本体(302)。与在本体302的侧面处附接流体管线的加湿器相比，在第一面306处将第一和第二流体通道(342， 344)连接到本体302允许轴流式加湿器300保持流线型和不太笨重的形状。流线型形状通过减小在治疗期间定位在患者身体上或附近的体积增加了患者舒适性。在本体302的第一面306处连接第一和第二流体通道(342，344)还进一步减小了使用期间第一和第二流体通道(342， 344)将被缠结、扭结或意外断开连接的可能性。另外，在本体302 的第一面306处附接第一和第二流体通道(342，344)不需要本体302 的侧面上的侧向端口，从而允许本体302更容易通过挤出成型来制造。

无孔隔膜(318，330)的端部在本体302的第一面306处是可见的。无孔隔膜(318，330)布置在本体302中，从第一面306延伸到第二面308。无孔隔膜(318，330)构造为中空纤维，气体可以穿过该中空纤维。

在使用期间，流体沿着流体进入路径312通过第一流体通道342 进入本体302中。流体沿着流体离开路径316从本体302离开，从本体302离开后进入第二流体通道344中。第一和第二流体通道(342， 344)可以具有1mm到8mm的内径，或者具有任何其他合适的尺寸。流体通道(342，344)允许流体被输送到加湿器和从加湿器输送出来。使用之后，可以使流体返回到基本单元(未示出)以回收或处理掉。

图4示出了轴流式加湿器的说明性横截面视图。该横截面视图包括位于本体402的壁490处的与第二腔414相对的第一腔410以及第一无孔隔膜418的端部视图。本体402可以具有足以封装多个无孔隔膜(例如20、50、100、1000或任何其他合适数量的纤维)的内径474。因为无孔纤维具有较大直径，所以减小了气体行进通过纤维时的压降，并且由于气体压力将保持在整个加湿器中，气体可以通过低压鼓风机驱动通过纤维。

图5示出了与患者递送插管连接的轴流式加湿器500的说明性视图。在使用中，轴流式加湿器500靠近患者放置以便对加热气体进行加湿用以递送给患者，不会出现在长的递送管道中加湿气体冷凝的情况。气体流过第一气体通道546并进入到本体502中以从第一面506 到第二面508流过无孔隔膜518。液体通过包含在第一气体通道546 中的第一液体通道542被输送到本体502。在第一面506处，液体在第一端盖548处通过端盖549的第一孔口550进入本体502，该第一孔口将第一液体通道542连接到第一腔510。在本体502内，流体在第一腔510的孔口522处离开第一腔510。流体对通过无孔隔膜(518， 530)的气体进行加湿，并且通过进入第二腔514、朝向第一面360行进并通过端盖548中的第二孔口552流出进入同样包含在第一气体通道546中的第二流体通道544而从本体502离开。通过将第一和第二流体通道(542，544)放置在第一气体通道546内，保护第一和第二流体通道(542，544)免于扭结或从本体502变得移位。这种放置另外还减小了在将流体输送通过第一流体通道544时流体遭受的热量损失量，因为第一流体通道544被第一气体通道546中的环绕气体隔离。流体在通过第一气体通道546内的第一流体通道544时的任何热量损失起到对第一气体通道546中的气体进行加热的作用，否则在第一流体通道544不由第一气体通道546中的气体隔离的情况下将损失到外界空气中。

图6示出了具有在不与气体流相反的方向上的流体流的说明性轴流式加湿器600。图6示出的该轴流式加湿器600示出了图2的轴流式加湿器200的替代构造。流体流过第一流体通道642到达位于第一面606附近的第一端盖648，在第一面处第一流体通道642在第一端盖648中的第一孔口650处连接本体602。流体流入本体602和第一腔610中。在图6中示出的构造中，第一腔610的孔口622靠近第一面606定位，使得流体进入本体602并之后很快从第一腔610离开。第一腔610的孔口可以在制造期间通过钻穿本体602的侧面以在本体 602上形成孔口619以及第一腔610的孔口622来形成，如参照图10-16 所讨论的那样。例如，在将本体602挤出成型后，可以在本体602的侧面穿孔以形成孔口619，然后继续钻孔，形成孔口622。然后，当将第一端盖648附接到本体602时可以将孔口619密封，或者通过将合适的密封材料施加到孔口619来将该孔口密封。

流体以基本平行于本体602的纵向轴线604的流动方向进入本体 602。流体离开第一腔610并流过第一无孔隔膜618，从而对流过第一无孔隔膜618的气体进行加湿。流体在其朝向第二面608移动时可以基本在与第一流体流方向类似的方向上流过本体602。第二腔614从第一面606延伸并且具有靠近第二面608的第二腔的孔口680。一旦从第一腔610离开，流体便移动通过本体602并根据与第一流体流方向636相反的第二流体流方向638朝向第一面606进入到第二腔614 中。当加湿器在直立位置中取向、例如在床栏杆上或在直立的患者上取向时，与第一流体流方向相反的通过本体602的液体返回路径可能是更有效的。气体可以在第一无孔隔膜618中通过本体602并通过第二面608出来。然后气体可以沿着第二气体通道652行进到患者界面 (未示出)

图7示出了具有替代的流体流返回孔口的说明性轴流式加湿器 700。流体沿着第一流体通道712流到第一面706，在第一面处，第一流体通道742与第一腔710连接以进入本体702。在图7的构造中，第一腔710沿着本体702的长度延伸，第一腔710的孔口722靠近第二面708定位。第一腔710示出为对靠近第二面708的第一肩部782 处的加湿器端部的本体702的补充。流体在第一腔710的孔口722处离开第一腔710并通过第一无孔隔膜718，在第一无孔隔膜处加热流体对流过第一无孔隔膜718的气体进行加湿。流体可以流过第一腔 710，其具有平行于纵向轴线704的第一流体流方向736，在离开第一腔710后，流体可以改变方向并且基本在第二流体流方向738上流过本体702并通过无孔隔膜718。然后流体可以进入第二腔714。所示的第二腔714具有靠近第一面706的第二腔714的孔口780。第二腔714 也示出为对本体702的补充(addition)并且具有肩部784，在该肩部处第二腔714连接本体702。在一些实施方式中，第二腔714和第一腔710可以制造为连接到本体702的单独元件。在其他实施方式中，本体702及第一和第二腔(710，714)可以制造为单个单元。

通过图6和图7示出的轴流式加湿器的本体的替代流体流路径为流体流提供了从第一腔(610，710)的孔口(622，722)通过加湿器的本体(602，702)并流过无孔隔膜(618，718)到达第二腔(614， 714)的孔口(680，780)以便返回的路径。可以构想用于在加湿器中使用的从第一腔(610，710)到第二腔(614，714)的这些及任何其他合适的路径，因为最佳的流体路径可以根据用于治疗用途的加湿器的定位和取向而改变。

图8示出了说明性轴流式加湿器800，其具有延长的流体和气体路径用于在距患者一段距离处使用。加热流体沿着在第一面806处通入第一腔810中的流体进入路径812进入本体802。流体沿着第一腔 810流到第二面808，在第二面处流体通过第二端盖872流出并流入第一延长流体通道886中。流体可以在一个方向上流过第一延长流体通道886并在第二延长流体通道888中流回到本体802。一旦在本体802 中，流体就可以流过携带气体的第一腔810并对气体进行加湿。流体然后在基本与第一流体流方向836相反的第二流体流方向838上朝向第一面806流动。流体最后可以沿着流体离开路径816从本体802流出。气体在平行于本体的纵向轴线804的方向上进入本体802并行进通过第一无孔隔膜818，在第一隔膜处气体被流体加湿。气体通过第一无孔隔膜818并在第二端盖872处从第二面808流出进入到第二气体通道854中。

第一延长流体通道886和第二延长流体通道888可以配置成围绕第二气体通道854，使得第二气体通道854中的气体由第一和第二延长流体通道(886，888)中的水隔离。这减少了气体通过第二气体通道854到达患者时的热量损失并将加湿气体的冷凝减到最少。围绕和隔离第二气体通道854的第一和第二延长流体通道(886，888)的应用可以称为水套。在一些实施方式中，对第二气体通道854以及第一和第二延长流体通道(886，888)的额外的覆盖或包裹可以用于对加湿气体进行进一步隔离。水套允许加湿器800放置在距患者更大的距离处，通过保持恒定温度不会增加从加湿器到患者的距离上加湿气体的冷凝。例如，具有水套的加湿器可以放置在床栏杆上或者在距患者一段距离处的立架上而不增加冷凝的风险。这增加了患者的舒适性，因为加湿器不需要与患者直接接触。

图9示出了说明性呼吸治疗递送系统，其包括轴流式加湿器800、水套964和用于向患者962递送加湿气体的插管966。在治疗递送系统中的示例性使用中，示出的该系统包括诸如图8中示出的加湿器。加湿器本体902通过气体通道946以及位于气体通道946内的第一和第二流体通道(未示出)连接到基本单元(未示出)。基本单元通过这些通道提供气体以及加热流体。气体通道946和流体通道进入本体 902，在该本体中气体被流体加热和加湿。加热和加湿的气体从本体 902流出，并在第二端盖972处进入第二气体通道954中。第二气体通道954由流过围绕第二气体通道的第一和第二延长流体通道(未示出)的加热流体隔离，所述第一和第二延长流体通道用作水套964。加热和加湿的气体通过在插管适配器958处连接到第二气体通道954 的插管966给至患者962，这可以显著减小横截面积以便增大气体的流速和最小化插管中的冷凝。被隔离的气体通道保持恒定温度并且减少了加热和加湿气体从本体902行进到患者962时的冷凝。本体902 因此可以附接在床栏杆处或者以其他方式不设置在患者身上。本体 902可以设置在距患者3英尺、2.5英尺、2英尺、1英尺或更小的距离处，不会发生带来问题的压力或温度下降。通过移动加湿器靠近患者但不接触患者，增加了患者的舒适度和运动范围。

图10-16示出了用于通过挤出成型制造轴流式加湿器的方法。图 10示出了诸如图1、2、3、5、6、7、8或9中示出的轴流式加湿器的说明性挤出成型本体1002。本体1002挤出成型为具有外壁1023的中空柱体，其横截面可以是圆形的，第一腔1010和第二腔1014沿着外壁1023的内部从第一侧1005到第二侧1007形成。第一和第二腔 (1010、1014)平行于本体1002的纵向轴线1004。第一和第二腔(1010， 1014)中的每个由外壁1023和第一或第二内壁(1025，1027)形成。在一些实施方式中，第一和第二腔(1010，1014)另外还可以共用一个壁(例如如图3所示)。本体1002以及第一和第二腔(1010，1014) 可以挤出成型为单个挤出成型件。

在图11中，挤出成型本体1102的第一和第二腔(1110，1114) 在柱形本体1102的内部在第一和第二内腔壁(1125，1127)处被切割。第一腔1110在第一内腔壁1125处的第一位置1129处被切割，使得第一腔1110的内部此刻暴露于本体1102的内部。第二腔1118在第二内腔壁1127处的第二位置1131处被切割，从而将第二腔1118的内部暴露于本体1102的内部。第一位置1129是第一腔1122的孔口，在随后使用期间，流体通过该孔口流入本体1102中。在一些实施方式中，通过形成穿透本体1102的外部和第一腔1110的孔来使第一腔1110的内部暴露于本体1102的内部，例如如图6所示。该孔可以随后被端盖(未示出)覆盖，或者可以以其他方式密封以便封闭本体1102的内部使之与外部隔离。

在图12中，无孔隔膜1233被插入到本体1202的内部，使得无孔隔膜填充该空间并平行于本体1202的纵向轴线1204且从第一侧1205 延伸到第二侧1207。可以利用隔片、漏斗、纸或塑料片或者通过任何其他合适的装置将成束的无孔隔膜1233插入。

图13示出了填充有无孔隔膜1333的本体1302，其中端盖1335 在第一侧1305处就位。虽然没有示出，但是在第二侧(未示出)处将第二端盖放置在本体1302的端部上以便完全封闭本体1302的内部。

图14示出了本体1402的端部，其具有端盖1435，在离心运动期间已将灌封材料1437插入到本体1402中之后，该端盖在第一侧1405 处就位。灌封材料1437是通过本体1402的端部或侧面处的注入部位 (未示出)注入的。灌封材料可以通过本体1402和第一腔中的孔注入，如图6所示。在注入之后，使本体离心运动以将灌封材料1437分布在本体1402的在第一侧1405和第二侧1407附近的端部处。灌封材料起到将无孔隔膜的端部粘结在一起以将它们保持就位的作用。灌封材料可以是PET、PETG、PETE、聚碳酸酯和/或适用于使无孔隔膜彼此粘结并就位的任何材料。

图15示出了包含通过灌封材料1437粘结在一起的无孔隔膜1533 的本体1502，其中移除了端盖。如图15所示，在端盖1453移除之后，灌封材料1437用于使无孔隔膜1533保持由端盖1435形成的形状。此外，无孔隔膜1533延伸超过本体1402，从而允许易于沿着本体1402 的横截面切割灌封材料1437和无孔隔膜1533。

在图16中，本体1602的端部(其中无孔隔膜1633通过灌封材料 1637粘结在一起)已经被切割以暴露无孔隔膜1633的中空端部。至少一部分灌封材料1637保留，使得成束的无孔隔膜1633保持粘结在一起。

通过挤出成型制造轴流式加湿器是成本有效且高效的。制造工艺简单并且允许加湿器被制造成用于患者舒适性和易于使用的无缝且光滑的柱体形状。将流体和气体连接到加湿器的端盖的使用进一步增加了光滑设计并且与通过挤出成型制造加湿器本体相容。端盖可以允许第一和第二流体通道布置在第一气体通道内。

图17示出了轴流式加湿器的说明性横截面视图，该轴流式加湿器在横向剖开的本体的一侧上具有两个腔(1710，1714)。该横截面视图示出了无孔隔膜1733的中空开口，气体可以通过该开口。该横截面视图包括在本体1790的壁处紧挨第二腔1714的第一腔1710以及第一无孔隔膜1718的端视图。第一和第二腔(1710，1714)可以根据制造上的考虑来放置。替代地，第一和第二腔(1710，1714)的布置，包括图4和17中示出的那些，可以为加湿器在患者身上或患者附近的各种取向和放置提供最佳流动。

前述内容只是对本公开的原理的说明，这些系统、装置和方法可以通过除了所述的为了说明而非限制的目的给出的实施例之外的其他方式实施。应该理解的是这里披露的这些系统、装置和方法虽然示出的是用在高流量治疗系统中的，但是它们可以应用于要在其他通气回路中使用的系统、装置和方法。

本领域技术人员在阅读了本公开之后可以做出变型和修改。所披露的特征可以与这里描述的一个或多个其他特征以任何组合和子组合 (包括多个从属组合和子组合)的方式实施。上面描述或示出的各个特征，包括它们的任何部件，可以组合或集成在其他系统中。此外，某些特征可以省去或不实施。

变化、替换和变更的示例可以由本领域技术人员确定并且能够进行而不脱离这里所披露的信息的范围。这里所引用的所有参考文献通过引用全文并入并且构成了本申请的一部分。