210設(shè)置的輔助加熱元件212,其中所述的加 熱元件212被配置成保持沿呼氣支路202的溫降基本為線性，從而控制氣體的相對濕度，控 制氣體相對露點溫度的溫度，或是上述的任意組合。
[0089] 加熱元件212可被加濕系統(tǒng)100中的控制器122或通過其他方式選擇性控制。控 制器122被配置成控制加熱元件210W接收系統(tǒng)中傳感器的反饋信號，進而對加熱元件212 的電源進行邏輯控制，從而相應(yīng)傳感器反應(yīng)的溫度調(diào)節(jié)控制加熱元件212,等等。在一些實 施例中，控制器122包括被配置成向加熱元件212提供電力的電源。例如，控制器122可W 通過傳輸變化的功率、電流、電壓或是W上的組合給加熱元件212來控制由加熱元件212傳 遞的熱量?？刂破?22可W通過脈沖寬度調(diào)制實現(xiàn)對加熱元件212的控制?？刂破?22可 W采用實質(zhì)上恒定的功率直到呼氣支路210內(nèi)部達到所需的溫度。在一些實施例中，呼氣 支路210包括一個或是多個被配置成向控制器或是使用者提供有關(guān)呼氣支路210中氣體特 征的傳感器，所述的氣體參數(shù)包括，其中氣體特征包括沿呼氣支路210中上任意一點或多 個點的溫度、相對濕度、絕對濕度、或是上述的任意組合。在一些實現(xiàn)方式中，加熱元件206 可W是限定電阻加熱器的加熱線。
[0090] 在一些實施例中，呼氣支路210包括結(jié)合在加熱元件212上的絕熱層。在一些實 施例中，加熱元件210被配置成提供分區(qū)加熱，W使呼氣支路210的不同部分能夠接受不等 量的熱量。上述目的可W通過，例如，采用多個加熱線或是不同纏繞密度、或節(jié)距間距的單 個加熱線來實現(xiàn)。
[0091] 定制溫麼譜的示例呼氣專路
[0092] 圖2示出了狀如沿呼氣支路位置函數(shù)的氣體溫度平面圖。標注為"對照"的兩虛 線平面圖示出了被配置成使用透氣性材料干燥氣體的一些呼氣支路。標注為"改善的干燥" 的四條實線繪圖示出了使用此處描述的實施例的結(jié)果。它們代表了流經(jīng)呼氣支路的氣體干 燥提高或是優(yōu)化的情況。標注為"凝水"的六條平面圖代表支路內(nèi)或呼吸機內(nèi)出現(xiàn)凝雨效 應(yīng)或凝水情況的呼氣支路的溫度譜。運些呼氣支路中從呼氣支路始端到距始端大約300mm 或是400mm的溫降超過大約0. 009°C/mm或是0.ore/mm,且支路的總溫降超過大約10°C 或是介于大約3°C至大約10°C。
[0093] 表1列出了關(guān)于圖2中的兩組"對照"和4組"改善的干燥"平面圖的絕對濕度 和露點濕度值的信息。表格中列出出口氣體的入口絕對濕度（"AHIn")和出口絕對濕度 ("AHOut")W及露點溫度（"DPT")。
[0094] 表1示例呼氣支路的絕對濕度和露點溫度
[0095] 樣晶 AHTIn帕夢L]AHOut[齡g/L]DPT^Cj 對照]__44.1__35.0__32.7 ____ 對照 2__43.4__28.3__28.7 提商 I____m__26.5 提高 2 45.3 26.5__27.5 提離 3__4^__2^__27.4 提局 4 43.2 24.9 26.4
[0096] 示例呼氣專路
[0097] 示例呼氣支路實施例在W下描述。此處描述的及圖中所闡述的不同的實施例旨在 闡述實現(xiàn)減少呼吸機中凝水和/或呼氣支路凝雨效應(yīng)的目標的不同的實現(xiàn)方式。許多可能 的不同改變或置換不超出此處描述示例的范圍。因此，應(yīng)當理解的是W下實施例不應(yīng)被解 釋為限定本披露的范圍，本披露的保護范圍不局限于所列舉的實施例。
[0098] 通常，示例呼氣支路設(shè)計被配置成處理從呼氣支路到環(huán)境或是外環(huán)境的能量福射 引起的呼氣支路入口過快的溫降的情況，該情況會導(dǎo)致的相應(yīng)部分支路的凝水。當外部溫 度相對較低，流速相對較小和/或是外部相對濕度相對較高時（引起呼氣支路透氣性下降 的因素），運種情況較為普遍。在上述情況下，減小溫度變化率是有利的。
[0099] 相關(guān)地，如果是在呼氣支路透氣性減小或是受限的條件下，相對高的地出口溫度 有利于控制支路出口（例如，連接呼吸機或是氣體源入口處）的凝水。例如，當內(nèi)部相對濕 度較高，或是流速較高時，呼氣支路的透氣性會下降。
[0100] 因此，此處描述的示例呼氣支路被配置成解決諸多可能引起凝水的狀況。運些設(shè) 計可W被修改為更令人希望地處理某一種情況，或是加強對與某個問題相關(guān)的效率的提 高。此處描述的呼氣支路可被配置成處理外部溫度較低，流速較低或是外部相對濕度較低 的情況。
[0101] 圖3示出了帶有變化絕熱層214的可控制沿支路氣體溫度的呼氣支路210。單個 導(dǎo)管的幾個不同部分的絕熱值不同。圖3中W不同尺寸的絕熱材料214示出絕熱值。但是， 絕熱元件214的物理尺寸不必沿長度減小，沿長度的物理尺寸可W是基本一致的。為了提 高絕熱元件214的隔熱效果，可W增加絕熱材料214的厚度、絕熱材料214的密度，或是采 用不同絕熱材料。絕熱值可被配置成提供在多種溫度、相對濕度和/或流速范圍下相對線 性或是微凹的溫度譜。在一些實施例中，絕熱段沿支路是不離散的，基本連續(xù)的，或是被配 置成一部分絕熱段基本連續(xù)而另一部分的絕熱值離散變化。絕熱層的數(shù)量可W是任何適合 的數(shù)字，包括例如，2、3、4、5、6、7、8、10、15、20、50中的數(shù)量或是更多。
[0102] 圖4示出了包括通過兩段透氣性絕熱層214控制支路始端和終端溫降的呼氣支路 210。之所W運種配置是有利的，是因為絕熱材料214被用于氣體冷卻相對較快的位置。絕 熱層214的絕熱值、材料特性W及配置位置可被配置成提供此處所述的優(yōu)點。運也包括額 外的絕熱區(qū)段。
[0103] 圖5顯示了帶有不同段節(jié)距間距不等的多個加熱線212或是變化節(jié)距間距的單個 加熱線212或二者組合的呼氣支路210。運里體現(xiàn)了主動的溫度控制機構(gòu)。如此，加熱線 212可通過所述的控制機構(gòu)與控制器122偶聯(lián)，此處的描述參見圖1。類似地，圖4-9所述 的加熱線也可W用加熱線控制。
[0104] 加熱線212可被配置成位于支路外部且沿支路的間距不同。在近患者端，間距可 W較近從而產(chǎn)生相比近支路出口端更多的熱量。在一些實施例中，可在不同區(qū)域采用不同 纏繞密度來實現(xiàn)近線性的溫度譜。在一些實施例中，具有不同間距的區(qū)段的數(shù)量可W是2、 3、4、5、6、7、8、10、15、20、25、50或是更多，或是纏繞間距實質(zhì)上隨距患者端的距離平穩(wěn)增 長。在一些實施例中，加熱線212包括多個、單獨的可被同時和/或單獨控制的加熱元件。
[0105] 圖6示出了具有螺旋加熱線212的呼氣支路210,該螺旋加熱線212的節(jié)距間距在 不同區(qū)段不同。加熱線212可被設(shè)置在支路內(nèi)部。纏繞配置參見與圖5相似的配置。在一 些實施例中，加熱線212包括多個、單獨的可被同時和/或單獨控制的加熱元件。
[0106] 圖7示出了具有直加熱線的干燥型呼氣支路210,在該加熱線內(nèi)具有節(jié)距間距變 化的區(qū)。節(jié)距間距變化可W類似于參考圖5和圖6在此描述的纏繞密度而配置。在一些實 施例中，加熱線212包括多個、單獨的可被同時和/或單獨控制的加熱元件。
[0107] 圖8示出了具有多個加熱器區(qū)段的呼氣支路210,其中系統(tǒng)被配置獨立控制加熱 線212的不同區(qū)段。如圖所示，加熱器被劃分為幾區(qū)段，每個區(qū)段可W由控制器122通過連 接器216a和21化選擇性控制。運里可設(shè)置更多的配套連接器的區(qū)段，此處描述不局限于 帶有兩個連接器的=個區(qū)段。
[010引連接器216a和21化偶聯(lián)在第一和第二加熱區(qū)段，使得控制器可W選擇性地對呼 氣支路210的不同區(qū)段加熱。連接器216a、21化被配置成與加熱線212分段電偶聯(lián)W確保 控制器122對加熱線212的控制。連接器216曰、21化被配置成電偶聯(lián)溫度傳感器（圖中未 顯示）從而確保控制器122能接收它們各自的輸出。連接器216a、21化包括能確保加熱線 212的選擇性控制的電子元件。例如，連接器216a、21化包括在第一工作模式下使電流通 過加熱線212中的第一區(qū)段，而在第二工作模式下使電流通過加熱線212中的第一區(qū)段和 第二區(qū)段的電子元件。連接器216a、21化所包括的電子元件包括但不限于例如，電阻、二極 管、晶體管、繼電器、整流器、開關(guān)、電容、電感、集成電路、微控制器、微處理器等等。在一些 實施例中，連接器216a、21化被配置成位于呼氣支路210內(nèi)部，并且實質(zhì)上與外部元件屏蔽 開。在一些實施例中，一些連接器216a、21化上的電子元件被配置成與呼氣支路210內(nèi)部 的濕氣物理性隔離，從而減少或預(yù)防由于暴露于潮濕引起的損壞。在一些實施例中，連接器 216a、21化包括相對廉價的無源電子元件W降低成本和/或提高可靠性。
[0109] 圖9示出了具有加熱線212的干燥型呼氣支路210,該加熱線212在患者端向回反 折用于控制干燥型呼氣支路210前端溫降。折疊的程度被配置成提供所希望的或有利的靠 近支路210患者端的溫度譜。例如，限制患者入口的起始溫降有利于在此處提供額外的熱 量從而減少或預(yù)防近入口的凝雨效應(yīng)。
[0110] 圖10示出了干燥型呼吸回路210,其結(jié)合變化絕熱層214與具有變化節(jié)距的加熱 線212。該實施例類似于圖3和圖6中元件的結(jié)合。相對恒定的絕熱值和相對恒定的纏繞 密度的區(qū)段不必重合。絕熱值和/或纏繞密度之間的轉(zhuǎn)化可W是變化的且互相獨立于的。 該實施例示出了消極和積極的控制方案都可W用于呼氣支路210。 ?！璢非圓祥脖巧/或《脖專路
[0112] 圖11至15示出了采用非圓柱腔或是多腔設(shè)計的一些實施例。此處所使用的多腔 支路被廣義地定義為具有多于一個腔的支路，運樣氣體流過一個腔時與該氣體流過任何其 他的腔時被至少一個壁分隔。非限定的多腔設(shè)計的實施例如圖11AU1B、12、14和15所示。 此處所使用的非圓柱支路被被廣義地定義為具有非圓柱形狀的腔的支路。非限定的多腔設(shè) 計的實施例如圖IlCUlD和13所示。具體的實施例包括上述要素的組合。例如，具有包括 一個或者W上的非圓柱腔的多腔設(shè)計的支路。
[0113] 在一些實施例中，多腔支路包括扭絞的或編織在一起的多個導(dǎo)管。運種設(shè)計有利 于減小支路中的氣體體積流速，因為流動在每個腔中的氣氣流是等效的單腔支路的=分之 一。較低的流量能增大液體從內(nèi)腔周圍蒸發(fā)的概率。運種配置同時也利于增大氣體在支路 中的停留時間，運是由于部分由于扭絞或編結(jié)單獨導(dǎo)管的長度變長了，而支路的整體長度 是較短的標準商用長度。延長停留時間能增加一定體積流速下支路的透氣性，同時也增大 液體從內(nèi)腔周圍蒸發(fā)的概率。
[0114] 盡管下面描述的支路參見呼氣支路210,但應(yīng)該理解的是此支路是通過增加停留 時間而適宜在多種向患者輸送或從患者輸出濕氣的環(huán)境中使用的支路。
[011引圖11A-11B示出了不同的多腔配置。多腔支路210包括兩個或W上的W不同方式 及不同幾何配置結(jié)合在一起的單獨導(dǎo)管211。在一些實施例中，導(dǎo)管211之間物理分隔從而 提高導(dǎo)管壁的透氣性。在一些實施例中，支路210包括包裹著成束的導(dǎo)管211的絕熱材料 214,如圖IlB所示。圖IlA和IlB示出了幾種幾何配置，但是也可能存在其他的配置。例 如，圖11C-11D所示的支路210不包括多個單獨導(dǎo)管，但是被配置成采用不同截面形狀W增 大停留時間。特別地，圖IlD示出了許多不同的截面形狀可能包括規(guī)則的和不規(guī)則的形狀。 此外，任何一種上述多腔實施例都可能包括絕熱材料214,如圖1ID所示。在一些實施例中， 導(dǎo)管211的形狀沿支路長度的形