专利名称：患者回路中温度的自动控制的制作方法许多个体患有睡眠过程中的呼吸紊乱。睡眠呼吸暂停是世界范围内数百万人患有的这类睡眠呼吸紊乱的普遍范例。一种类型的睡眠呼吸暂停是阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)，其是这样的状况在其中，睡眠不断被由于气道的阻塞而引起的呼吸无力而打断；通常是上呼吸道或咽喉区域。气道的阻塞通常被认为是至少部分由于稳定上呼吸道段的肌肉的总体松弛，从而允许组织使气道塌陷造成的。另一种类型的睡眠呼吸暂停综合症是中枢性呼吸暂停，其是由于缺少来自大脑呼吸中枢的呼吸信号而导致的呼吸中断。呼吸暂停状况，无论是0SA、中枢性的或者由OSA和中枢性呼吸暂停的组合的混合性呼吸暂停，都被定义为呼吸的完全或接近中断，例如峰值呼吸气体流减小90%或者更多。罹患睡眠呼吸暂停的那些人在睡眠过程中间歇地经历着睡眠片段化和完全或接近通气中断，以及潜在的严重程度的氧合血红蛋白下降。这些症状可以临床上转变为极度白天嗜睡、心律不齐、肺动脉高压、充血性心力衰竭和/或认知功能障碍。睡眠呼吸暂停的其他结果包括右心室功能障碍、清醒过程中以及睡眠过程中的二氧化碳潴留，以及连续减小的动脉氧分压。睡眠呼吸暂停患者将会因为这些因素，以及因为当驾驶和/或操作潜在危险的设备时增加事故风险而处于过高死亡率的危险中。即使患者没有遭受完全或接近完全的气道阻塞，也已知，在仅有气道部分阻塞的情况下，也能够发生诸如从睡眠扰醒的不良反应。气道的部分阻塞通常导致被称作呼吸不足的浅呼吸。呼吸不足通常被定义为峰值呼吸气体流减小50%或者更多。其他类型的睡眠呼吸紊乱包括，但不限于，上气道阻力综合症(UARS)和气道颤动，诸如咽壁颤动，通常称作打鼾。因此，在诊断患有诸如0SA、中枢性呼吸暂停或UARS的呼吸紊乱的患者的过程中，准确地检测患者的呼吸暂停和呼吸不足的发生是很重要的。已经充分了解到，通过向患者气道施加正空气压(PAP)来处置睡眠呼吸紊乱。这种正压有效地“支撑”气道，从而维持通向肺的开放通道。在一种类型的PAP治疗中，被称为持续正空气压(CPAP)，递送至患者的气体的压力在整个患者呼吸循环中是恒定的。也已知，通过提供正压治疗来增加患者的舒适度，在所述正压治疗中，递送至患者的气体的压力随着患者的呼吸循环而变化，或根据患者的努力而变化。这种压力支持技术被称为双水平压力支持，在其中，递送至患者的吸气气道压力(IPAP)高于呼气气道压力(EPAP)。常常在PAP机器和用户接口之间或者与PAP机器和用户接口一体提供增湿器，以对由PAP机器生成的否则相对干燥的压缩空气增湿。在增湿器内，允许水蒸发以在贮液器内产生蒸汽，同时呼吸气体通过水的表面。在贮液器内增加的水蒸汽提高了向递送至用户的气体提供更多湿度的能力。在加热通过类型的增湿器中，这种气体流湿度的增加伴随着气体流温度的升高。当PAP机器周围温度低于气体流温度时，能够在患者呼吸回路的内部形成凝结。目前已知，加热患者呼吸回路，以便减少在患者呼吸回路上和/或在患者呼吸回路内的凝结的形成。在当前的系统中，通过在努力过程中向患者回路提供恒定量的热来加热患者回路，以维持恒定的温度。然而，当前系统并非基于包括PAP机器周围的环境状况的各因素自动控制患者呼吸回路的加热。
在一个实施例中，提供了一种自动控制压力支持系统的患者回路的温度的方法，该方法包括确定(直接测量或估计/推导)与所述压力支持系统周围的环境状况相关的一个或多个环境参数，诸如环境温度和/或环境湿度；至少基于所述一个或多个环境参数确定期望温度；并基于所述期望温度控制与所述患者回路操作性关联的加热设备的操作。在另一实施例中，提供了一种压力支持系统，该压力支持系统包括压力发生系统、操作性耦合到所述压力发生系统的患者回路、构造成对由所述压力发生系统生成的加压气体流增湿的增湿器、与所述患者回路操作性关联的加热设备，以及操作性耦合到所述压力发生系统和所述加热设备的控制器。所述控制器适于使用刚刚描述的方法控制所述患者回路的温度。在又一实施例中，提供了一种用于具有患者回路的压力支持系统的患者回路加热系统，其包括被构造成与所述患者回路操作性关联的加热设备，以及操作性耦合到所述加热设备的控制器。所述控制器适于通过确定与所述压力支持系统周围的环境状况相关的一个或多个环境参数、至少基于所述一个或多个环境参数确定期望温度，以及基于所述期望温度控制所述加热设备的操作来控制所述患者回路的温度。参考附图考虑以下描述和权利要求，本发明的这些和其他目的、特征和特性，以及相关结构元件的操作方法和功能，以及各部分的组合和制造的经济性，将变得更加显而易见，所有附图都形成本说明书的一部分，其中，不同附图中的类似的附图标记表示对应的部分。然而，应该清楚地理解，附图仅仅是为了说明和描述的目的，并非意在作为对本发明的限制的限定。图I为根据一个具体的、非限制性实施例的压力支持系统的示意图，其中，本发明可以在其多种实施例中实施；图2为示出了根据本发明的一个具体的、非限制性实施例的自动控制患者回路的温度的方法的流程图；以及图3为根据一个备选的具体的、非限制性实施例的压力支持系统的示意图，其中，本发明可以在其多种实施例中实施。图2为流程图，其示出了自动控制根据本发明的一个具体的、非限制性实施例的患者回路的方法。图2所示的方法可以通过对控制器64的适当的编程，在图I中所示的示范性压力支持系统50中(或在另一合适的压力支持系统中)实施。出于例示性的目的，所述方法将在本文中被描述为在压力支持系统50中实施。所述方法开始于步骤100，其中，确定压力支持系统50周围的环境温度和环境湿度。在示范性实施例中，环境温度由环境温度传感器76测量并且环境湿度由环境湿度传感器78测量。或者，可以省略环境温度传感器76和环境湿度传感器78，并且可以使用许多已知的反馈估计/推导方法中的任何方法，从压力支持系统50的操作参数(例如，压力水平)和/或从由压力支持系统50测量/感测的数据(诸如，但不限于，由温度传感器65和湿度传感器67测量的温度和湿度)估计或导出环境温度和环境湿度。接下来，在步骤105，确定由压力支持系统50输出的并进入递送管路56的气体的温度和湿度。在示范性实施例中，由温度传感器65测量这种气体流温度并由湿度传感器67测量这种气体流湿度。或者，可以省略温度传感器65和湿度传感器67，并且可以使用许多已知的前馈估计/推导方法中的任何方法，从压力支持系统50的操作参数以及从由环境温度传感器76测量的环境温度和/或由环境湿度传感器78测量的环境湿度估计或推导出气体流温度和气体流湿度。在美国专利申请公开No. 2008/0308100中描述一种这样的合适方法，在此通过引用将其公开并入本文。接下来，在图示的实施例的步骤110，基于如下内容确定包括递送管路56的患者回路的期望温度(i)所确定的环境温度和环境湿度，(ii)所确定的气体流温度和气体流湿度，以及(iii)患者回路的一个或多个物理/操作特性。对于(iii)，患者回路的物理特性可以包括导热性、患者回路管道的长度或表面积中的一个或多个，并且所述患者回路的操作特性可以包括呼吸气体通过所述患者回路管道的实际流速或估计流速。如在本文其他处注意到的，在示范性实施例中，所述期望温度是所述患者回路(特别是递送管路56)要实现的防止在患者回路中的水分沉降(即，具有无凝结的患者回路，特别是递送管路56)所需的最小温度。获知空气和水的性质以及使用上述和(iii)的数据，可以以本领域技术内的多种不同的方式确定/计算(不用过多实验)所述最小温度。因此，这样的方法将不在本文中详细描述。在一个示例性方法中，可以以下面的方法确定/计算所述最小温度。获知环境温度和/或环境湿度以及气体流温度和/或气体流湿度，递送管路56的温度能够被维持在如使用心理(psychrometric)数据确定的气体流的露点或饱和温度之上。紧接步骤110，所述方法进行至步骤115，其中，由控制器64基于所确定的期望温度控制所述患者回路(特别是递送管路56)的加热。在示范性实施例中，控制器64向加热控制单元72输出适当的控制信号/参数(例如，当前水平、占空比、PWM控制等，依赖加热控制单元72的特性)，以使加热线圈74尝试将患者回路(特别是递送管路56)加热至所述期望温度。之后，在步骤120，做出关于治疗是否完成的确定。如果答案为是，那么所述方法结束。如果答案为否，那么所述方法返回至步骤100并在整个治疗会话内不断地重复。
如何确定所述期望温度的许多变化也是可能的。例如，可以经将单个环境状况(例如，仅温度或湿度)与气体流状况和患者回路的物理和/或操作特性中的一项或全部两项结合采用。另外，可以单独采用一个或多个环境状况(即，没有气体流状况和患者回路的物理和/或操作特性)。备选的环境状况，诸如大气压，可以被测量或估计，并且可以单独被采用或者与本文中描述的其他环境状况一起被采用。处在本发明范围之内的其他变化也是可能的，并且对于本领域技术人员是显而易见的。图3为根据一个备选示范性、非限制性实施例的压力支持系统80的示意图，其中，可以在其多种实施例中实施本发明。压力支持系统80与压力支持系统50具有许多相同的部件，并且相似的组件利用相似的参考符号标记。然而，如图3所示，在压力支持系统80中，加热控制单元72、温度传感器65、湿度传感器67、环境温度传感器76以及环境湿度传感器78并非操作性地耦合至控制器64。而是，那些部件作为自固定系统82的部分来提供，其能够有选择地耦合至排出压力支持系统84或用作排出压力支持系统84的附件。加热控制元件72操作性地耦合至加热线圈74并控制加热线圈74。加热线圈74可以有选择地操作性地耦合至递送管路56。另外，加热控制元件72在这一实施例中包括处理部分，其可以是例如微处理器、微控制器或者一些其他合适的处理装置；以及存储部分，其可以在所述处理部分的内部或者操作性地耦合至所述处理部分，并提供用于存储数据和软件的存储介质，所述软件能够由所述处理部分执行以控制系统82的操作，包括至少基于如在本文中详细描述的基于从温度传感器65、湿度传感器67、环境温度传感器76以及环境湿度传感器78接收的信息的特定环境状况，自动控制患者回路的温度。因此，本发明提供了一种自动患者回路温度控制的方法，其始终向所述患者回路提供适当量的加热以避免/限制或完全消除所述患者回路内的凝结，这一过程不用考虑在其中使用所述压力支持系统的房间内环境状况的改变以及任选地诸如气体流状况的其他状况。通过这样做，自动患者回路温度控制通过不维持恒定患者回路温度来将递送至患者的气体的对流加热最小化。而且，通过最优地控制由经加热的患者回路维持的温度，所述患者回路的能耗能够被最小化。而且，在气体流状况根据来自压力支持系统50的治疗改变而改变时，自动患者回路温度控制维持合适的管路温度。尽管本发明已基于当前被认为最实际和优选的实施例出于说明性的目的进行了详细描述，应该理解，这样的详细描述只用于说明性的目的并且本发明不局限于该公开的实施例，而是相反地，意为涵盖在所附权利要求的精神和范围内的修改和等价布置。例如，应该理解，本发明想到了，在可能的范围内，任何实施例的一个或多个特征能够与任何其他实施例的一个或多个特征相组合。


一种自动控制压力支持系统(50)的患者回路(56、58)的温度的方法，包括确定(直接测量或估计/推导)与所述压力支持系统周围的环境状况有关的一个或多个环境参数，诸如环境温度和/或环境湿度，至少基于所述一个或多个环境参数确定期望温度，以及基于所述期望温度控制与所述患者回路操作性关联的加热设备(70)的操作。而且，一种实施所述方法的压力支持系统。