[发明专利]呼吸补助设备

说明书

本申请是申请日为2001年3月20日、申请号为201010124852.3、发明名称为“呼吸补助设备”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种加湿系统的使用，该加湿系统被特别用于为接受机械呼吸换气或呼吸支持的病人提供呼吸补助，但是并不仅限于这种功用。

背景技术

现有技术中已经有了数种向需要呼吸补助的病人提供加湿气体的方法。这些现有技术中的加湿器通常包括一个压缩空气(或其它混合气体)源、一个容纳一个水源和一个用于使水汽化的加热装置的加湿容器、和一个用于将加湿气体输送给病人或使用者的导管。

例如美国专利No.4,038,980描述了一个“急骤蒸发”加湿器，其中水滴落在一个下部热块加热器上，从而产生用于呼吸的湿气。该专利提到“可以采用一种装置，使之对相对湿度的传感装置产生响应，从而自动调节水的供应速率”，然而他们推荐对水的流动速率进行手动控制。这样，该专利包括一个湿度传感器和对水流速率的控制，而不是对电加热量进行控制。

美国专利No.5,092,326也描述了一个湿度传感器在加湿器中的应用。该发明描述了一个高频换气系统，该系统使用了一个加热的加湿器和一个湿度传感器，其中这些组件都与一个中心微处理器相连接。该发明公开了一个为供应向导气管的混合气体加湿的设备，并且一个微处理器对供给混合气体的湿气量进行控制。尽管该专利公开了一个位于病人导气管处的湿度传感器，但没有对将被采用的加湿设备的实际结构进行描述。

美国专利No.5,769,071描述了一种加湿器，该加湿器包括一个热湿交换器(HME)、水向HME的供应、加热元件和湿度传感器。该湿度传感器可以通过水的供应速率或者温度(通过加热元件)对湿度进行控制。在该专利中，湿度传感器也被布置在病人的导气管处。

美国专利No.5,988,164描述了一种与一个加湿器配合使用的加热呼吸导管系统。这种系统采用了一个相对湿度传感器(位于病人附近)，用于对加热呼吸回路所提供的加热量进行控制，从而使气体具有恒定的相对湿度。该加热呼吸回路可以使用电加热，或通过一个导管中的温热的再循环水进行加热。该发明还描述了一种根据相对湿度传感器的输出值对电加热丝或热水管进行控制的方法。

上述美国专利No.4,038,980和5,769,071所描述的加湿器中的加湿容器都被布置在病人的附近。其不利之处在于，增加了病人附近的设备的重量、热量和复杂程度，这不但不方便，而且还可能会使病人感到不适。在上面提及的现有技术中，只有美国专利No.5,988,164特别描述了放置在距离病人较远处的加湿容器。

采用了距离病人较远的加湿容器的现有技术系统中也存在着一些缺点。人们通常认为当气体离开这种现有技术加湿器时，该气体中的水蒸汽已达到饱和(100％相对湿度)。然而没有任何根据可以保证离开这种加湿器的气体确实已达到了水蒸汽的饱和。在某些情况下(例如，当进口的气体已经被加热时)，离开这种加湿器的气体的相对湿度就会明显小于100％。这是因为该气体通常被控制达到一个理想的出口气体温度，而在此情况下该出口气体温度与入口空气的温度相差不大。

现有技术系统中的另一个缺点是在用于将病人与呼吸辅助设备相连接的导管(有时被加热)中可能出现凝结现象。如果温度沿这种导管的分布不均匀并且使该导管的某些部位的温度低于这些部位的气体温度，那么就容易产生这种凝结现象。

这种现有技术系统的第三个缺点是，当气体以100％的相对湿度离开加湿器时，该气体必须立即受到某种形式的导管加热器的加热，否则其中的热量将通过导管壁散失掉，这将导致水分的凝结，并因此导致气体中所含的绝对湿度量的下降。

现有技术系统的第四个缺点是需要一个距离病人很近的传感器，这将会增加病人导气管处的设备的重量和体积。

现有技术系统的第五个缺点是，不连续的或变化的流动速率将会使加湿器产生的绝对湿度不均匀。这是因为流动速率的变化比任何可以应用在这种加湿器中的控制回路的变化都要迅速。以较高的流动速率流经加湿器的气体几乎没有时间被加热或加湿，而以较低的流动速率流经加湿器的气体的温度和绝对湿度都将会过高。因此，很难保证这种现有技术系统中的导管在输送这些高湿度的气团时不产生水分凝结以及由此导致的绝对湿度的降低。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种加湿系统，该加湿系统可以通过某种方式克服上述的缺点，或者至少能够为公众提供一个有用的选择。