加湿气体输送装置及其控制方法
【专利说明】
[0001] 本申请是名称为"加湿气体输送装置及其控制方法"、国际申请日为2010年12月 23日、国际申请号为PCT/NZ2010/000263、国家申请号为201080062497.X的发明专利申请 的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及加湿气体输送装置及其控制方法。
【背景技术】
[0003] 在本领域中，许多用于帮助病人呼吸的方法和系统是已知的。持续正压通气 (ContinuousPositiveAirwayPressure) (CPAP)涉及给病人的受压气体的管理，通常是 通过像面罩的病人接口进行。持续正压通气（CPAP)通常被用于治疗打鼾和阻塞性睡眠呼 吸暂停（OSA)。更完全的呼吸支持由通风机供应。
[0004] 存在与到病人的气道的空气传输相关的问题。粘膜干燥是这种问题中的一个。粘 膜干燥是不舒适的并且在夜晚可能唤醒病人。第二天通常会发生反弹鼻塞，类似病毒感染。
[0005] 在医院的环境中，当病人在呼吸机上时，这种症状也可能发生。典型地，在这种情 况下病人被插管治疗，但是替换地，空气可以被通过其它的病人接口输送给病人，像面罩或 者鼻管。在医院环境中的病人也可能遭受粘膜干燥、反弹鼻塞以及也遭受由于插管导致的 咽喉干燥、刺激和发炎。所有这些问题都导致病人的痛苦并且可能导致更进一步的呼吸问 题。
[0006] 已经使用了许多方法，以试图解决前面描述的症状和情况。这些方法中的一些涉 及药剂以减少鼻疾病或者加热病人的房间。最常用的方法是加湿被输送给病人的气体。加 湿的气体对于减少或者最小化由输送给病人的空气或者气体而导致的问题有一定作用。加 湿器和加湿呼吸气体的方法在本领域中是已知的。大部分通常的加湿方法使用加湿室，加 湿室包括储水罐和加热板。水被加热以产生水蒸汽并且气体从加湿室中经过。气体采集并 容纳水蒸汽并且因此被加湿。加湿室只能容纳有限量的水并且需要由使用者或者在医院环 境中由医院工人重新加注。因此，使用者或者医疗工作人员需要监测室中的水位并且当需 要时添加更多的水。这可能是单调的工作并且可能被忽视。被连接在室内的水位传感器是 一个测量加湿室内的水位的方法。这个实现太困难并且可能是笨重的。水位传感器难以实 现，因为它要求在加湿器内进行电连接、传感器要求校准以及传感器可能与气体的加湿冲 突。
[0007] US2008/0142019披露了一种包括非密封呼吸接口的高流量治疗系统，该非密封呼 吸接口具有靠近其设置的传感器。该系统还包括用以加湿气体的加湿室和用以加热加湿室 的内容物的加热板。该系统包括用以控制加热板并且测量被输送的气体的压力的微处理 器。该文献披露了监测加热板的温度和功率数据，以确定在加湿室中的水位的状态并且可 以触发自动重新加注该室。
[0008] US2002/0112725披露了一种用于输送加湿气体到病人的呼吸辅助装置。该系统包 括具有加热板和用以控制加热板的加热的微控制器的加湿室。该文献披露了确定加热加湿 器的内容物到达适当温度以使气体被加湿到其合适水平所需的功率量的方法。
[0009] US2004/0079370披露了一种用在加湿系统中的流量探测器。该探测器供应了温度 和流量探测。该文献披露了，当加湿室内的水位太低时警告使用者的"水干报警"。该系统 基于加热板功率要求、加热板温度和室的温度计算导热率。控制器将这个计算出的导热率 与阈值相比较。如果阈值大于导热率，则水位太低。
[0010] 在说明书中（其中已经参考了专利说明书、其它的外部文献或者其它信息源），这 通常是为了供应用于讨论本发明的特征的背景的目的。除非特别地相反地说明，在任何司 法管辖下，对这种外部文献的参考不被解释为承认这种文献或者这种信息源是现有技术、 或者形成本领域内公知常识的一部分。
【发明内容】
[0011] 本发明的一个目的是，提供一种可以一定程度上克服问题的控制方法或者至少给 公众提供一种有用的替代方案。
[0012] 因此，本发明的第一方面概括地说可以包括一种确定加湿气体输送系统内的加湿 器室中的水位的方法，所述方法包括步骤：
[0013] 输送功率到加热器，加热器被用于加热室中的内容物，
[0014] 确定当功率被输送时在时间周期内的温度增加，
[0015] 基于被输送的功率、温度增加和时间周期确定室内的水位。
[0016] 优选地，基于温度增加的速率和被输送的功率水平来确定所述水位。
[0017] 优选地，通过查找表来确定所述室内的所述水位，所述查找表存储与在设定的时 间周期内的所述温度变化有关的值，对于所述室内的水位具有给定功率。
[0018] 替换地，通过使用用于进入物质的热能的方程并且重排所述方程以解出质量，确 定所述室内的水位。
[0019] 优选地，所述方法包括附加步骤：在启动之前，测量所述室中的内容物的温度；在 经过了所述时间周期之后测量温度；基于最终温度与初始温度之间的差来确定温度增加。
[0020] 优选地，前文描述的方法被用以在治疗开始时确定所述室中的初始水位。
[0021] 另一方面，本发明概括地说可以包括一种确定加湿气体输送系统内的室中的水位 的方法，其中，该方法包括步骤：
[0022] 输送功率到加热器以加热所述室中的所述内容物；
[0023] 在一时间周期内减少输送到所述加热器的功率；
[0024] 确定在输送至所述加热器的功率减少的同时在设定时间周期内的温度降低；
[0025] 基于所述温度降低和所述时间周期确定所述室内的水位。
[0026] 优选地，基于温度降低的速率来确定所述水位。
[0027] 优选地，所述方法包括附加步骤：在减少所述功率之前，测量所述室中的内容物的 温度；在加热器板的功率被减小了一时间周期之后，测量温度。
[0028] 优选地，通过查找表来确定所述室内的水位，所述查找表包含温度降低与所述室 内的水位之间的关系。
[0029] 优选地，所述方法用以在治疗开始时或者在治疗期间确定所述室内的水位。
[0030] 在另一方面中，本发明可以说是包括一种通过加湿气体输送系统将加湿气体输送 给病人的方法，包括步骤：
[0031] 确定在所述加湿气体输送系统内的室中的水位；
[0032] 接收并且存储病人的治疗数据，所述病人的治疗数据至少包括平均治疗时间；
[0033] 控制供应到加热器板的功率，使得在根据所述病人的治疗数据提供的最小加湿量 的同时所述室中的水量持续所述治疗时间的至少大部分。
[0034] 优选地，前文描述的方法中的任意一个可以还包括步骤：
[0035] 在治疗开始之前，测量所述室中的水位；
[0036] 在治疗开始之前或者在治疗的早期阶段，如果所述水位太低，向使用者报警。
[0037] 替换地，前文描述的方法中的任意一个还包括步骤：
[0038] 在所述病人的治疗期间，确定所述室中的水位；
[0039] 如果所述室中的水位低于最小水位，则切断输送到所述加热器板的功率。
[0040] 优选地，基于温度增加的变化速率和被输送的功率水平来确定所述室内的水位。
[0041] 替换地，基于当输送到加热器的功率被切断或者减少时温度降低的速率，来确定 所述室内的水位。
[0042] 替换地，可以通过前文中描述的方法中的任意一个确定室内的水位。
[0043] 在另一方面中，本发明可以说是包括一种适于加湿气体流的加湿装置，该加湿装 置包括：
[0044] 加湿室，所述加湿室适于容纳一定体积的水，所述加湿室包括：入口，所述入口用 于接收气体流；出口；加热器板，所述加热器板在使用中与所述加湿室接触，所述加热器板 适于加热所述加湿室和所述室内的内容物，以在所述室内产生水蒸汽；
[0045] 电子控制器，所述电子控制器适于控制被供应到所述加热器板的功率，
[0046] 所述控制器适于：
[0047] ?输送功率到加热器，所述加热器用以加热所述室的内容物；
[0048] 鲁确定当所述功率被输送时在一时间周期内的温度增加；
[0049] 鲁基于被输送的功率、所述温度增加和所述时间周期，确定所述室内的水位。
[0050] 在另一方面中，本发明可以说是包括一种适于加湿气体流的加湿装置，加湿装置 包括：
[0051] 加湿室，所述加湿室适于容纳一定体积的水，所述加湿室包括：入口，所述入口用 于接收气体流；出口；加热器板，所述加热器板在使用中与所述加湿室接触，所述加热器板 适于加热所述加湿室和所述室内的内容物，以在所述室内产生水蒸汽，
[0052] 电子控制器，所述电子控制器适于控制被供应到所述加热器板的功率，
[0053] 所述控制器适于：
[0054] ?输送功率到加热器，以加热所述室的内容物；
[0055] ?在一时间周期内减少输送到所述加热器的功率；
[0056] ?确定在输送至所述加热器的功率减少的同时时在设定时间周期内的温度降低，
[0057] 鲁基于所述减少的功率、所述温度降低和所述时间周期来确定所述室内的水位。
[0058] 在另一方面中，本发明可以说是包括一种适于加湿气体流的加湿装置，该加湿装 置包括：
[0059] 加湿室，所述加湿室适于容纳一定体积的水，所述加湿室包括：入口，所述入口用 于接收气体流；出口；加热器板，所述加热器板在使用中与所述加湿室接触，所述加热器板 适于加热所述加湿室和所述室内的内容物，以在所述室内产生水蒸汽，
[0060] 电子控制器，所述电子控制器适于控制供应到所述加热器板的功率，
[0061] 所述控制器适于：
[0062] ?确定所述加湿气体输送系统内的室中的水位；
[0063] ?接收并且存储病人的治疗数据，所述病人的治疗数据至少包括平均治疗时间，
[0064] 鲁控制供应到加热器板的功率，使得在根据所述病人的治疗数据提供最小加湿量 的同时所述室中的水量持续所述治疗时间的至少大部分。
[0065] 在另一个方面中，本发明可以说是概括地包括一种用于将加湿气体输送给病人的 加湿气体输送系统，包括：
[0066] 增压气体源；
[0067] 加湿室，所述加湿室适于在其内部容纳一定体积的水，所述加湿室具有入口和出 口，所述加湿室通过所述入口接收来自所述气体源的气体流，所述气体流在所述室内被加 湿并且通过所述出口排出；
[0068] 加热器板，所述加热器板适于加热所述加湿室的内容物；
[0069] 病人接口，所述病人接口从所述加湿室接收加湿气体并且将所述加湿气体输送给 所述病人；
[0070] 控制器，所述控制器调节输送到所述加热器板的功率以及所述气体源的流量。
[0071] 替换的实施例
[0072] 其它的替换的实施例可以包括下列方法的任何一个或者任何组合。
[0073] -个替换的实施例可以包括在系统启动时确定加湿气体输送系统内的室中的水 位的方法，该方法包括步骤：
[0074] 输送功率到加热器，加热器被用以加热室的内容物；
[0075] 测量室中的内容物达到目标温度的时间；
[0076] 基于室中的内容物达到目标温度所花的时间的量来确定室内的水位。