亚美体育官方app下载用于湿度控制的系统和方法与流程

　　亚美体育官方app下载用于湿度控制的系统和方法与流程1.本申请是发明名称为“用于湿度控制的系统和方法”、国际申请日为2015年12月21日的国际申请pct/us2015/067146进入中国国家阶段的中国发明专利申请号3.3的分案申请。

　　3.本申请要求2014年12月31日递交的美国专利申请no.14/587,898的权益，该美国专利申请的全部内容通过援引并入本文。

　　4.患有呼吸系统疾病的患者通常用呼吸辅助设备治疗，该设备向患者输送补充的呼吸气体。这种设备可以使用高流量治疗(hft)将气体递送到患者。hft设备经由诸如鼻插管的界面以高流速向患者输送呼吸气体，从而增加患者的吸入氧气(fio2)的份额、减少患者的呼吸作用、或者二者兼具。这有助于患者从呼吸系统疾病中恢复，例如呼吸窘迫或支气管痉挛。由于医疗原因(例如，为了维持表面活性剂缺乏患者的组织的柔韧性，或为了保持粘膜完整性)或为了减少患者的不适，一些hft设备加热并加湿所输送的呼吸气体。

　　5.与经由高流量系统输送呼吸气体相关的挑战是来自加热和加湿的呼吸气体的水分的冷凝。通气回路中的冷凝既带来临床挑战又带来机械挑战。冷凝物可能积聚在气体回路中，从而限制通过系统的流量。气体回路中积聚的冷凝液运动到患者体内可能带来吸入危险。此外，冷凝物可能聚集和停滞，从而对患者构成生物性危害。

　　6.在提供加湿呼吸气体的许多设备中，气体流速可以变得足够低，使得通过该设备的气体在加湿区域中花费更多的时间。结果，离开设备朝向患者的气流的湿度水平可以接近100％的相对湿度。当加湿气体在患者界面处冷却时，其湿气会凝结并且在携带气体的管中形成液滴。在其中加湿可以接近100％的相对湿度的较低流速下，这种不希望的冷凝变得更有问题。如果允许液滴停滞，液滴可能带来健康风险，这是因为液滴可以促进有害微生物的生长。此外，液滴可能积聚并阻碍气流，甚至被输送到患者的呼吸道，从而潜在地引起不适或其他健康问题。另一方面，增加加湿设备的流速可能不利地减少气体的加湿，从而阻碍加湿呼吸气体的益处。干燥呼吸气体在高流速下可能会使患者不适，这是因为干燥气体可能会使患者的气道干燥。并发症在于，构造成以高流速输送加湿呼吸气体的蒸汽传送系统可能导致在低流速下发生过度冷凝。

　　7.一种解决方案是提供分开的专用蒸汽传送单元，一个用于以高流速操作，另一个用于以低流速操作。使用分开的蒸汽传送单元使高流量治疗系统的使用复杂化，这是因为其要求医护专业人员关闭系统并且切换蒸汽传送单元。蒸汽传送单元的切换还可能会中断患者的治疗。

　　8.提出了用于使用蒸汽传送单元加湿呼吸气体的系统、方法和设备。一方面，一种方法提供第一蒸汽传送单元，其具有气体通路和液体通路；将液体输送到液体通路；将气体输

　　送到气体通路；通过将蒸汽从液体通路中的液体输送到气体通路中的气体来加湿气体；以第一相对湿度和较高气体流速将加湿气体排出到蒸汽传送单元之外；并且将通过第一蒸汽传送单元的气体流速降低到小于较低气体流速，同时防止相对湿度超过第一相对湿度的量大于可接受的限度。可接受的限度可以预先设立并预编程到蒸汽传送单元控制系统中，并且可以包括指示何时超过该限度的指示器。可接受的限度可以包括约10％或更少的相对湿度。限度可以为8％、6％、4％或更少。在一些实施方式中，该方法还包括：使气体的一定份额经过与气体通路并行的旁通通路，并与气体流速变化相反地自动改变经过旁通通路的气体份额。该方法还可以包括：阻塞气流通过气体通路的一部分，并且通过改变气体通路的被阻塞部分来调节相对湿度。

　　9.本文公开的系统、设备和方法在一定范围的流速下控制呼吸气体的湿度。系统、设备和方法阻碍或防止在低气体流速下呼吸气体的过度加湿，同时阻碍或防止在高流速(例如，8l/min、10l/min、15l/min、20l/min、30l/min、35l/min、或其他类似的流速)下湿度的显著下降。这通过使用蒸汽传送单元完成。在低流速(例如，30l/min、20l/min、15l/min、10l/min、8l/min、或其他类似的流速)下，流经蒸汽传送单元的气体比在高流速下具有更多的时间接收湿气。因此，本文公开的系统、设备和方法在低流速下限制呼吸气体的湿度。这可以通过各种方式完成。可以通过允许一定份额的输入气体旁通加湿来限制湿度。还可以通过改变暴露于输入气体流的加湿元件的数量或通过改变暴露于液体流的加湿元件的数量来限制呼吸气体的湿度。在高流速下，流经蒸汽传送单元的气体具有更少的时间来接收蒸汽并被加湿，因此在高流速下存在加湿不足的更大风险。因此，在高流速下，本文公开的系统、设备和方法还优选地将输出气体的相对湿度保持在期望的相对湿度水平。通过使单个蒸汽传送单元能够在高流速和低流速两种流速下操作，该系统、设备和方法可以消除当流速在高流量和低流量之间改变时切换蒸汽传送单元的需要。

　　10.在一些实施方式中，旁通通路用于改变加湿。响应于流速的增加，旁通通路自动地接受更少份额的进入气体。旁通通路可以是阀控制的，或者不是阀控制的。在某些实施方式中，操纵阀门以选择旁通加湿的气体份额、或以选择暴露于气流的加湿元件的总数量、或二者兼具。在一些实施方式中，通过改变被允许经过加湿元件的液体的量来控制加湿，通过控制流速或通过阀或二者来改变被允许经过加湿元件的液体的量。

　　11.在优选实施方式中，湿度控制系统与高流量治疗(hft)一起使用。然而，湿度控制系统也可以与其他类型的呼吸治疗和呼吸治疗设备一起使用，包括例如低流量氧疗、持续正压气道治疗(cpap)、机械通气、氧气罩，文氏管罩和气管切开术罩，仅举几个例子。

　　12.在一个方面中，提供了通过蒸汽传送单元实现受控加湿的系统和设备。在实施例中，用于加湿呼吸气体的蒸汽传送单元包括：具有气体入口和气体出口的壳体；设置在壳体内的多个管，每个管限定了通路，所述通路用于气体从通路的上游端部到通路的下游端部的流动；和能够定位在第一位置与第二位置之间的阀。当处于第一位置时，阀阻塞气流通过所述多个管中的第一子集，当处于第二位置时，阀阻塞气流通过所述多个管中的不同于第一子集的第二子集。在一些实施方式中，所述多个管包括第一组和第二组，其中第一组的管是多孔的，第二组的管是无孔的。第一位置可以对应于未受阻塞的多孔管与未受阻塞的无孔管的第一比率，第二位置可以对应于未受阻塞的多孔管与未受阻塞的无孔管的第二比率。在一些实施方式中，第一比率大于第二比率。在某些实施方式中，第一比率大于约50，第

　　二比率小于约25。在一些实施方式中，包括在第一子集中的管的第一数量大于包括在第二子集中的管的第二数量。

　　13.在某些实施方式中，阀能够定位在多个中间位置处，其中所述多个中间位置位于第一位置与第二位置之间。气体入口可以定位成将气体引导到管的每个通路的上游端部，气体出口可以定位成从管的每个通路的下游端部引导气体。在一些实施方式中，壳体包括定位成朝管的外表面引导液体的液体入口和定位成从壳体引导液体的液体出口。在某些实施方式中，管包括第一组和第二组，其中第一组和第二组的管是多孔的。在一些实施方式中，第二组的管被构造成防止液体接触第二组的管的外表面。

　　14.根据另一个方面，提供用于使用蒸汽传送单元加湿呼吸气体的方法。在实施例中，该方法包括：将气体输送到设置在壳体内的多个管；朝所述多个管的外表面引导液体；阻塞气流通过所述多个管中的子集；和通过调节被阻塞的管的子集使得不同的管被阻塞来调节从蒸汽传送单元输出的气体的湿度水平。例如，增加被阻塞的管的数量可以降低输出的气体的湿度水平，而减少被阻塞的管的数量可以增加输出的气体的湿度水平。在一些实施方式中，第一组管是多孔的，第二组管是无孔的。在一些实施方式中，所述多个管包括若干个未受阻塞的多孔管和若干个未受阻塞的无孔管，并且调节被阻塞的管的子集包括将未受阻塞的多孔管的数量与未受阻塞的无孔管的数量的比率从第一比率改变为第二比率。在一些实施方式中，第一比率大于约50，第二比率小于约25。在某些实施方式中，第一比率为约75、100、200、500或任何合适的数。在一些实施方式中，第二比率为约20、10、8、6、4、2或任何合适的数。在某些实施方式中，调节被阻塞的管的子集包括改变被阻塞的管的总数，因此存在更多或更少的被阻塞的管。在一些实施方式中，以大于8升/分钟的流速输送气体。在某些实施方式中，液体被引导到所述多个管中的第一组的外表面，并且不被引导到所述多个管中的第二组的外表面。

　　15.根据另一个方面，提供系统和设备来控制加湿。在实施例中，用于加湿呼吸气体的蒸汽传送单元包括壳体、蒸汽传送室和旁通气体通路。壳体包括液体入口、液体出口、气体入口和气体出口。蒸汽传送室设置在壳体内，并且包括将气体入口联接到气体出口的第一气体通路、将液体入口联接到液体出口的液体通路、和将第一气体通路与液体通路分开的多孔膜。旁通气体通路设置在壳体内并且将气体入口联接到气体出口。旁通气体通路包括收缩部并且构造成接收由气体入口接收的气体的一定份额。收缩部的尺寸设定成使得由旁通通路接收的气体份额随着进入气体入口的气体流速的增加而减少。在一些实施方式中，收缩部的横截面面积是固定的。在某些实施方式中，多孔膜包括多个中空纤维膜。在一些实施方式中，第一气体通路由所述多个中空纤维膜的内壁限定。在某些实施方式中，液体入口形成在壳体中并且定位成朝中空纤维膜的外表面引导液体，液体出口定位成从壳体引导液体。

　　16.根据另一方面，用于使用蒸汽传送单元加湿呼吸气体的方法包括：将气体输送到具有蒸汽传送装置和旁通气体通路的蒸汽传送单元，其中该气体以一气体流速输送；使该气体的一定份额经过旁通气体通路；和与气体流速的变化相反地自动改变经过旁通气体通路的气体份额。该方法还可以包括保持蒸汽传送单元的固定内部尺寸。在某些实施方式中，使气体的一定份额经过旁通气体通路包括使气体经过收缩部，其中收缩部的尺寸设定为使得由旁通气体通路接收的气体份额随着气体流速的增加而减少。

　　17.在一些实施方式中，该方法包括将液体输送到蒸汽传送装置。在某些实施方式中，蒸汽传送装置包括第一气体通路和液体通路，其中气体被输送到第一气体通路，液体被输送到液体通路。蒸汽传送装置可以包括多个中空纤维膜。在某些实施方式中，输送液体包括朝所述多个中空纤维膜的外表面引导液体。在一些实施方式中，气体以高流速输送。可以以8l/min、10l/min、20l/min、30l/min、35l/min的流速或任何合适的流速输送气体。

　　18.还提供了用于使用蒸汽传送单元加湿呼吸气体的方法。该方法包括：提供具有气体通路和液体通路的第一蒸汽传送单元；将液体输送到液体通路；将气体输送到气体通路；通过将蒸汽从液体通路中的液体输送到气体通路中的气体来加湿气体；以第一相对湿度和大于约35升/分钟的气体流速将加湿气体排出到蒸汽传送单元之外；和将通过第一蒸汽传送单元的气体流速减少到小于约20升/分钟，同时防止离开蒸汽传送单元的加湿气体的相对湿度超过第一相对湿度的量大于一规定限度，其中所述限度为约10％或更小的相对湿度。该限度可以是8％、6％、4％或任何其他合适的限度。

　　19.在一些实施方式中，方法还包括使气体的一定份额通过与气体通路并行的旁通通路。在某些实施方式中，该方法包括与气体流速的变化相反地自动改变经过旁通通路的气体份额。随着流速增加，气体的更少份额经过旁通通路，而当流速降低时，气体的更多份额经过旁通通路。在一些实施方式中，该方法包括：阻塞气流通过气体通路的一部分；和通过改变被阻塞的气体通路的部分来调节相对湿度。通过改变被阻塞的气体通路的部分，可以增加气体通路中未受阻塞的多孔管与未受阻塞的无孔管的比率，因此相对湿度增加。可替代地，可以降低未受阻塞的多孔管与未受阻塞的无孔管的比率，因此相对湿度降低。在某些实施方式中，将气体输送到气体通路还包括将气体输送到设置在气体通路内的多个中空纤维膜。在一些实施方式中，将液体输送到液体通路还包括朝所述多个中空纤维膜的外表面引导液体。在某些实施方式中，限度为约8％的相对湿度。在一些实施方式中，限度为约6％的相对湿度。在某些实施方式中，限度为约4％的相对湿度。在一些实施方式中，第一相对湿度显著低于饱和(例如，70％、80％、85％、90％、95％、或99％)。

　　20.根据另一方面，一种用于加湿呼吸气体的蒸汽传送单元，包括：具有气体入口和气体出口的壳体；设置在壳体内的多个管，每个管限定一通路，所述通路用于气体从通路的上游端部到通路的下游端部的流动；和定位成朝管的外表面引导液体的液体入口，其中，所述多个管包括第一组管和第二组管，并且其中，第一组管是多孔的。在一些实施方式中，第二组管是无孔的。在某些实施方式中，第二组管是多孔的。在一些实施方式中，第一组管被构造成接触液体，第二组管被构造成与液体分开。在某些实施方式中，包括在第一组中的管的数量大于包含在第二组中的管的数量。在一些实施方式中，包括在第一组中的管的数量大于或约等于包括在第二组中的管的数量的三倍。

　　21.具有收缩部的旁通通路可以添加到上述任何实施方式或实施例中。例如，具有用于调节暴露于气流的管的子集的阀的蒸汽传送单元还可以包括具有收缩部的旁通通路。这种蒸汽传送单元既允许自动地又允许手动地调节输出湿度。旁通通路可以与蒸汽传送单元或蒸汽传送单元的一部分并联地被添加。

　　22.此外，上述任何实施方式可以包括非活动管的子集，这些非活动管为无孔的、或与液体流隔离的、或二者兼具。通过将这种非活动管包含在蒸汽传送单元中，允许一部分进入

　　气体旁通加湿。流向非活动管的流量可以是恒定的，或者可以通过阀、收缩孔口、或二者控制。如果使用阀和收缩孔口两者，则阀和收缩孔口可以串联使用、并联使用、或二者兼具。

　　23.在阅读本公开之后，本领域技术人员会想到变形和修改。所公开的特征可以与本文所述的一个或多个其他特征任何组合和子组合(包括多个从属组合和子组合)地实施。上文描述或示出的各种特征(包括其任何部件)可以组合或集成在其他系统中。此外，某些特征可以省略或未被实施。

　　24.在结合附图考虑下文详细描述的同时，上述及目的和优点将变得显而易见，附图中同样的附图标记始终表示同样的部件，其中：

　　36.图20示出了相对湿度随图19的蒸汽传送单元的气体流速变化的曲线示出了根据某些实施方式的加湿系统的示意图；

　　40.图24示出了根据某些实施方式的用于通过阻塞管的子集而控制呼吸气体的湿度的说明性方法；

　　43.为了提供对本文描述的系统、设备和方法的全面理解，将描述某些说明性实施例。尽管本文描述的实施例和特征被特别地描述为结合高流量治疗系统使用，但是应理解，下文概述的所有部件和特征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设备，包括机械通气、持续正压气道治疗(cpap)、氧气罩、文氏管罩、低流量氧气治疗、气管切开术罩等等。

　　44.本文所述的系统、设备和方法控制从呼吸气体加湿系统输送的呼吸气体的相对湿度。该系统、设备和方法使用单个蒸汽传送单元阻止或防止低气体流速下呼吸气体的过度加湿，同时阻止或防止高流速下的湿度明显下降。在一些实施方式中，流经蒸汽传送单元的

　　气体的一定份额旁通加湿。在这些实施方式中，旁通加湿的气体份额与流速相反地变化。因此，在较低流速下总流量的更多份额被旁通以防止可能导致冷凝的过度加湿，而在高流速下气体的更少份额被旁通使得高流速下湿度保持为对于患者的舒适性而言可接受的高水平。被接受到旁通通路的总流量的份额可以通过使用旁通通路中的收缩部而自动减小，收缩部的尺寸设定成在流速增加时接受总流量的更少份额。可以使用旋转阀或滑动阀手动地控制旁通通路。在一些实施方式中，暴露于气流的加湿元件的总数量是变化的，以控制高流速和低流速下的湿度水平。在这些实施方式中，在高流速下更多的加湿元件暴露于气流，而在低流速下较少的加湿元件暴露于气流。通过使单个蒸汽传送单元能够既在高流速下又在低流速下操作，该系统、设备和方法可以消除对用于高流速和低流速的分开的蒸汽传送单元的需要。

　　45.图1a示出了根据某些实施方式的用于湿度控制的蒸汽传送单元100。图1b示出了蒸汽传送单元100的横截面图200。蒸汽传送单元100包括壳体102，所述壳体具有纵向轴线内的多个管108a

　　e可以是可渗透水蒸汽的中空纤维膜，但是其对于液态水是不可渗透的或有些不可渗透的。流入入口104的气体进入上腔室134并且分流到相应的管108a

　　e中，其中流动并行地发生。然后，气体在底腔室136中组合，然后流出气体出口106。位于管108a

　　e被粘结至塞子116和118。塞子116和118基本上是盘形的，并且与壳体102的纵向轴线中。塞子可以通过干涉配合而被保持，粘结或焊接至壁123和125，或者使用任何合适的附接件而连接到壁123和125，或者前述的组合。塞子116和118支撑管108，同时还封闭其中循环液体的区域111a

　　46.蒸汽传送单元100还包括提供从气体入口104到气体出口106的通路的旁通通路109。旁通通路包括收缩部122，该收缩部提供对通过旁通通路109的气体114的流动的阻力。收缩部122由环形突起121限定，该环形突起将旁通通路的内径从初始直径152缩小到受限直径150。受限直径的尺寸大体设定成使得由收缩部122引起的流动阻力大致随着速度的平方而线性增加。在优选实施方式中，受限直径为约0.75mm

　　1.5mm。在示例性实施例中，受限直径约为0.040英寸(1.016mm)。突起121大约位于气体入口104和气体出口106之间的中间，其取向垂直于壳体102的纵向轴线a与旁通通路的下游部分109b分开。突起121可以定位成更靠近气体入口104或更靠近气体出口106。在某些实施方式中，收缩部122的取向倾斜于壳体102的纵向轴线可以通过如下方式形成：制造将旁通通路109的上游部分109a与旁通通路109的下游部分109b分开的壁(未示出)，然后在壁上钻一小孔。旁通通路109通过无孔壁123而与其中循环液体的区域111分开。由于壁123是无孔的，所以蒸汽不会从循环液体传送到经过旁通通路109的气体114中。

　　气流的第二份额114经过旁通通路109并作为旁通气体124离开。经过管108的第一份额112在加湿区域110中被加湿，而经过旁通通路109的第二份额114不被加湿。第一份额112分别作为加湿气体119a

　　e，并在底腔室136中组合以形成加湿气体120。加湿气体120和旁通气体124在出口106附近组合以形成输出气体126。

　　48.当进入入口104的气体流速增加时，由旁通通路109中的收缩部122引起的对通过旁通通路109的气流的阻力增加，并且在大多数情况下大于由多个管108a

　　e的壁上的摩擦拖曳，而因进入和离开效应引起的损失相对较小。相反，对通过收缩部122的气流的阻力通常是由于进入和离开效应(例如，与进入收缩部122的气体的压缩和离开收缩部122的空气的膨胀相关联的损失)。因摩擦拖曳引起的流动阻力随速度线性变化，而因进入和离开效应引起的流动阻力随速度的平方而增加。因此，当通过气体入口104的流速增加时，收缩部122的阻力比多个管108a

　　e。相反，当通过气体入口104的流速减小时，经过旁通通路109的气体份额114相对于经过多个管108a

　　e的气体份额112增加。因此，经过旁通通路109的气体份额114与通过气体入口104的气体流速相反地变化。

　　49.收缩部122允许在不显著改变离开气体出口106的气体126的相对湿度的情况下改变通过气体入口104的流速。来自旁通通路109的气流124在出口106之前与气流126组合，以将离开气体出口106的输出气体126的相对湿度降低到低于饱和(100％相对湿度)。加湿气体120与旁通气体124的组合因此可以降低输出气体126的相对湿度，以降低在低流速下不希望的冷凝风险。当通过气体入口104的流速减小时，气流120的湿度增加，但是旁通气体124的份额也增加。因此，通过旁通加湿的气体份额114的增加来抵消低流速下湿度的增加。因此，旁通通路109有助于阻止或防止低流速(例如，通过气体入口104的流速30l/min，20l/min，10l/min，8l/min，5l/min，或任何类似的流速)下的冷凝。

　　50.相反，当通过气体入口104的气体流速较高时，经过蒸汽传送单元100的气体在加湿区域110中花费较少的时间。因此，气流120可能不会达到100％的相对湿度。因此，不怎么需要将旁通气体124与加湿气体120混合以防止高流速下的冷凝。由于存在收缩部122，在高流速下，旁通气体124的份额相对于加湿气体120的份额减少。因此，当流速增加时，经过蒸汽传送单元100的更多气体被加湿以抵消通常在高流速下发生的加湿的减少。通过与变化的流速相反地改变旁通气体124的份额，收缩部122在低流速下降低了冷凝的风险，同时在高流速下不会过度地减少加湿。此外，自动实现湿度控制，并且不需要电子传感器、致动器、反馈控制系统或阀。相反，旁通通路109和收缩部122的内部尺寸在操作期间保持固定。

　　51.图2示出了根据某些实施方式的用于湿度控制的蒸汽传送单元300。蒸汽传送单元300包括壳体302，所述壳体具有气体入口304、气体出口308、液体入口312和液体出口316。壳体302包围多个管320a

　　h在其端部337和338处分别由塞子330和336支撑。塞子330和336是盘形的并且通过壳体302的壁350和351保持在适当位置。塞子330和336还限定液体区域321的上边界和下边界以封闭液体区域321。因此，塞子330和336将液体区域321与气体经过的上腔室332和下腔室344分开。液体区域321与液体入口314和液体出口318流体连通。

　　52.在使用中，气体306经过气体入口304进入顶腔室332。气体然后通过管入口326和328进入多个管320a

　　f，并在加湿区域334中被加湿。第一子集322中管的数量足以允许经过其的气体被加湿到接近100％的相对湿度。增加多孔管320a

　　f的数量使得加湿气体份额340具有更高的相对湿度(例如，更接近100％)，而减少多孔管320a

　　f的数量使得加湿气体份额340具有较低的相对湿度。当气体流入加湿区域334时，经加热的液体314进入液体入口314并且经过液体区域321。在液体区域321中，液体在管320a

　　f的长度发生。在经过液体区域321之后，液体318离开液体出口316。进入管入口328的气体经过第二子集324的无孔管320g

　　h，但旁通气体份额342仍然被在液体区域321中循环的液体加热。加湿气体份额340和旁通气体份额342分别离开管320a

　　h的第一子集322和第二子集324的底部区域338，并且在底腔室344中混合。这形成了相对湿度基本上不随气体流速的变化而显著变化的混合输出气体310，其相对湿度大致等于多孔管的百分比。例如，当管320a

　　53.混合输出气体310通过气体出口308离开蒸汽传送单元300。通过允许旁通气体342与加湿气体344混合，可以减少输出气体310的湿度水平，以防止输出气体310中的湿气在输出气体310冷却时在下游流动路径(未示出)中冷凝。然而，与有关图1a和图1b讨论的旁通通路109不一样，旁通气体342的份额随着流速改变而保持大致恒定。这是因为当通过气体入口306的气体流速增加时，由第一子集326的多孔管320a

　　h引起的流动阻力相同的比率增加。因此，当通过气体入口304的气体流速变化时，加湿气体340与旁通气体342的比率保持大致恒定。

　　f的气体更快地通过加湿区域334，并且具有较少的时间从液体区域321中的液体接收蒸汽。因此，在高流速下，如果不存在足够量的管，输出气体310的相对湿度可能会下降。管数量的增加会增加vtc的尺寸和成本。因此，可优选的是具有用于在高流速下选择性地阻塞无孔管320a

　　55.图3和图4示出了根据某些实施方式的具有这种用于选择性地阻塞管404和406的阀410的蒸汽传送单元400。蒸汽传送单元400类似于图2中的蒸汽传送单元300，并且包括壳体402、第一子集的管404和第二子集的管406。第一子集的管404和第二子集的管406在功能上类似于第一子集322的管320a

　　h。第一子集的管404和第二子集的管406由分隔件408分开。液体流入入口414并沿管404和406的外表面流动，然后从液体出口412离开。壳体402具有上端部分402a和下端部分402b。阀410定位成抵靠壳体402的下端部分402b。阀410可以通过紧固件(未示出)抵靠下端部分402b而被保持。阀410被允许沿

　　垂直于壳体402的纵向轴线，并且露出壳体402的下端部分的横截面426。阀410包括校准凹口410、408和406，这些凹口允许用户通过将凹口410、408或406中的一个与壳体400的底边沿456对准而选择输出气体的所期望的相对湿度。阀410还包括凸片454，用户可以朝壳体402推动凸片或者将凸片拉离壳体，以相应地增加或减小被阻塞的横截面424。因此，阀410允许气体416流经管406，但阻塞气体流经管404。管406是多孔的，因此当液体420从壳体402的下端部分402b流动到上端部分402a时，流经壳体402的液体420通过管406中的孔(未示出)将蒸汽传送给气体416。因此，液体420加湿经过管406的气体416，气体416作为加湿气体417离开管406。进入气体416由气体入口提供，加湿气体417通过气体出口离开，但是为了清楚起见，这些气体端口在图3和4中被省略。

　　56.在图4中，阀410被设定成使得其允许气体416经过管416并且允许气体418经过管404。阀410的设定通过沿轴线b的横截面428来进行。相对于图3所示的构造，图4中的阀410已经沿着轴线位移。该位移可以通过将凸片454压向壳体402而实现。在优选实施方式中，手动地提供该位移，但是阀410也可以通过电子控制系统自动地位移。如上文讨论的，气体416在其经过管406时被加湿并且作为加湿气体417离开壳体402的上端部分402a。相反，管404是无孔的，因此气体418在其流经管404时不被加湿并且作为旁通气体419离开壳体402的上端部分402a。在一些实施方式中，管404是多孔的，但是液体被防止接触管404以防止气体418在其经过管404时被加湿。例如，管404可以用灌注混合物覆盖以防止液体接触管404。

　　57.加湿气体417和旁通气体419组合以形成与图2中的输出气体310类似的输出气体(未示出)。输出气体的相对湿度在加湿气体417的相对湿度和旁通气体419的相对湿度之间。输出气体的相对湿度取决于阀410的位置。如果阀410被设定成使得其阻塞通过所有管404的流动，那么将没有旁通气体419与加湿气体417混合。结果，输出气体的相对湿度将大致等于加湿气体417的相对湿度。在一些实施方式中，加湿气体417的相对湿度较高(例如70％、80％、90％、95％、99％或接近100％)。如果阀410被设定成允许流动通过更多的管404，那么在输出气体中包含更多份额的旁通气体419，并且输出气体的相对湿度水平下降。因此，管404用作旁通通路，类似于蒸汽传送单元100的旁通通路109。通过允许管404在低流速下打开并且在高流速下被阀410阻塞，可以在低流速下减少冷凝，同时在高流速下保持高湿度并且防止湿度的显著下降。湿度的显著下降可能是相对湿度降低40％、30％、20％、15％、10％、5％，或相对湿度的类似降低。

　　58.在某些实施方式中，管404如同管406那样是多孔的。在这种实施方式中，气体419在经过管404时被加湿，类似于气体409在经过406时被加湿那样。通过改变由阀410阻塞的管404和406的总数量控制输出气体的湿度水平。由阀410阻塞的管404和406的总数量的增加减少了暴露于气流416和418的管404和406的总数量。这降低了可用于将蒸汽传送给气体的表面积，从而降低了输出气体的相对湿度。在这些实施方式中的一些中，当气体流速高于一阈值时，管404和406都暴露于气流，而在气体流速低于该阈值时，管404被阀410阻塞。该阈值可以是约8l/min、20l/min、30l/min、40l/min或任何合适的流速。暴露于气流的管404和406的数量的改变可以通过沿着轴线的滑动可以通过用户手动进行或者通过电子控制系统自动进行。在一些实施方式中，当阀410被设定成使得所

　　有管404和406都暴露于气流416和418时，用于加湿的有效面积为约100平方厘米，当阀410被设定成使得管404被阀410阻塞时，用于加湿的有效面积为约50平方厘米。由于输出气体的湿度随着通过壳体402的气流416和418的流速增加而趋于下降，因此在高流速下允许更多管暴露于气流416和418可以抵消湿度的这种下降。相反，随着通过壳体402的气体流速降低，输出气体的相对湿度趋于上升。因此，使用阀410减少暴露于气流的管404和406的数量可以减少输出气体的湿度，这可以防止过度的湿度引起冷凝。因此，可以使用单个蒸汽传送单元400来通过使用阀410而在低流速和高流速两者下提供足够的湿度。

　　59.尽管通过控制通过管404和406的气流416和418来控制蒸汽传送单元400的输出气体的湿度，但是在一些实施方式中，是通过改变暴露于液体流420的管404和406的数量来控制输出气体的湿度。例如，在一些实施方式中，可以使用阀(未示出)来改变暴露于液体流420的管404和406的数量。阀允许用户选择进入液体入口414的液体420是否在分隔件408的两侧被接受。分隔件408允许围绕管406的液体流420与围绕管404的液体流420隔离开。可以通过使用阀来改变暴露的管的数量和类型。在第一位置，阀可以允许液体420围绕管406流动。在第二位置，阀可以允许液体420围绕管406和408流动。当只有管406暴露于液体流420并且管404和406都暴露于气体流时，只有一半的输出气体被加湿。当管404和406都暴露于液体流420时，所有输出气体都被加湿。因此，通过改变暴露于液体流420的管404和406的数量，可以控制输出气体的湿度。

　　60.图5示出了图3和图4的蒸汽传送单元400的阀410的透视图。阀410包括阀体602和凸片604。阀体包括凹口606、608和610以及分别对应的标签612、614和616。当阀410被设定成使得凹口606、608或610与蒸汽传送单元400的壳体402的底边沿456对准时，标签612亚美体育app官方网站、614和616指示蒸汽传送单元400的输出气体所获得的相对湿度。将凹口606、608或610与壳体402的底边沿456对准使外壳402的下端部分402b的横截面保持敞开，例如图4中的横截面430。

　　61.在使用中，凸片604由用户操纵以调节用于阻塞气流的阀体602的区域。用户可以选择所期望的湿度水平，并且将阀410移动到使用标签612、614和616与之对应的位置。例如，为了选择75％的所期望的相对湿度，凹口606如图4所示将与蒸汽传送单元400的底边沿456对准，保持暴露壳体402的下端部分402b的横截面430。通过按压凸片604，由阀410阻塞的区域428增加(以减少湿度)，直到具有所期望湿度水平的凹口与壳体402的底边沿456对准。通过拉动凸片604以使阀410位移远离壳体402，由阀410阻塞的区域428可以类似地减小(以增加湿度)。随着阻塞气流的区域减小，更多的旁通气体被混合到输出气体中，并且输出气体的湿度水平下降。因此，通过定位凹口606、608和610，阀410允许精确地手动控制输出气体的湿度水平。尽管凹口606、608和610指示75％、50％和25％的相对湿度水平，但是阀可以用任何合适数量的凹口标记，以指示任何合适的相对湿度水平，包括超过75％的相对湿度水平。例如，阀410上指示的相对湿度水平可以包括80％、90％、95％、99％和接近100％。在一些实施方式中，阀410可以被自动地控制。例如，阀410可以通过机电控制系统致动。机电控制系统可以使用湿度传感器来监测输出气体的湿度并相应地调节阀410。

　　62.尽管蒸汽传送单元400的阀410是滑动阀，但是可以使用阀构造。图6示出了根据某些实施方式的具有用于选择性地阻塞管716和718的旋转阀708的蒸汽传送单元700。蒸汽传送单元700包括旋转阀708和壳体702，该壳体具有纵向轴线内设置有第一组多孔管716和第二组无孔管718，每个管沿着纵向轴线内纵向延伸。在一些实施方式中，管718是多孔的，但是液体被防止接触管718以防止加湿通过其的气体。旋转阀708包括凸片712、边沿710和盖部714。盖部714防止气流720经过盖部714后面的管的子集(未示出)。旋转阀708的边沿710联接到壳体702的第二端部部分706。旋转阀708与壳体702的第二端部部分706之间的联接允许旋转阀708如箭头713所示相对于壳体702围绕纵向轴线可以手动地旋转或者通过电子控制系统自动地旋转。

　　63.在使用中，气体720沿着纵向轴线流经未被盖部714阻塞的管716和718的内部。流经多孔管716的气体作为加湿气体721离开蒸汽传送单元700，而流经无孔管的气体作为旁通气体722离开蒸汽传送单元。使旋转阀708围绕纵向轴线旋转改变了被阻塞的管的子集(未示出)，并且可以改变未受阻塞的多孔管716与未受阻塞的无孔管718的比率。未受阻塞的多孔管716与未受阻塞的无孔管718的比率决定了与加湿气体721混合以形成输出气体(未示出)的旁通气体722的量。因此，通过旋转阀708，可以控制输出气体的相对湿度。

　　11示出了图6的蒸汽传送单元700的仰视图，该蒸汽传送单元具有定位成各种取向的旋转阀708。在图7中，旋转阀被定位成使得盖部714完全阻塞通过无孔管718(未示出)的流动。结果，经过蒸汽传送单元700的所有气体都将被加湿。因此，输出气体可以具有约100％的相对湿度。在图8中，阀708相对于图7的位置已经旋转角度902。结果，允许气流通过无孔管718中的一些。因此，经过蒸汽传送单元700的气体的一定份额未被加湿并且作为旁通气体离开。在图8中，未受阻塞的多孔管716与未受阻塞的无孔管718的比率约为19。换句线％被旁通。小百分比的旁通气体的混合相对于图7略微降低了图8中的输出气体的相对湿度。在图9中，阀708已经相对于图8旋转，以暴露更多的无孔管718。未受阻塞的多孔管716与未受阻塞的无孔管718的比率约为9。因此，经过蒸汽传送单元700的气体的约90％被加湿，而10％作为旁通气体被旁通。图9相对于图8更多旁通气体的混合相对于图8降低了图9中的输出气体的相对湿度。在图10中，阀已经比图9更进一步旋转。结果，未受阻塞的多孔管716与未受阻塞的无孔管718的比率进一步降低，约为5.7。图10中的输出气体是约85％的加湿气体和15％的旁通气体。最后，图11示出了在所描绘的特定阀构造的情况下处于输出气体具有最低可能湿度的位置的阀708。在图11中，未受阻塞的多孔管716与未受阻塞的无孔管718的比率为5，输出气体为约80％的加湿气体和20％的旁通气体。因此，图7

　　16示出了根据某些实施方式的具有旋转阀708的蒸汽传送单元1300的仰视图。蒸汽传送单元1300包括多孔管1316。不同于图6

　　11所示的蒸汽传送单元700，蒸汽传送单元1300不包括无孔管。而是，蒸汽传送单元1300包括不接受气流的堵塞区段1318。在图12中，阀708被定位成允许气流通过所有或几乎所有的管1316。因此，图12中的阀708的位置对应于使用具有图12

　　16描绘的特定设计的蒸汽传送单元1300可能实现的最大加湿。在一些实施方式中，当阀708处于图12所描绘的位置时，可用于蒸汽传送的有效面积为100平方厘米。

　　66.在图13中，阀708已经旋转以暴露堵塞区段1308的一部分并且阻塞多孔管1316的一部分。结果，相对于图12，在图13中，暴露于通过蒸汽传送单元1300的气流的管1316的总数量减少。在图13中，设置在蒸汽传送单元1300内的管1316的约95％暴露于气流。在图14中，阀708被定位成使得管1316的90％暴露于气流。在图15中，阀708被定位成使得管1316的85％暴露于气流。最后，在图16中，管1316的80％暴露于气流。因此，通过旋转该阀708，可以使变化数量的多孔管1316暴露于气流。在低流速下，气体更慢地经过管1316，并且具有更多的时间用于进行加湿。如果流速低于一定速率(例如，30l/min、20l/min、8l/min或其他类似流速)，输出气体可能会变得过度湿润，并且在输出气体略微冷却时导致在回路下游冷凝。为了抵消这种影响，可以旋转该阀708以减少暴露于气流的管1316的数量。结果，可以防止输出气体达到过高的湿度水平。

　　67.在高流速下，气体更快地经过多孔管1316，从而允许更少的时间用于加湿。结果，在高流速下(例如，8l/min、20l/min、30l/min或其他类似流速)，输出气体可能具有较低的湿度水平。在高流速下输送湿度不足的呼吸气体(例如，湿度99％、95％、90％、80％或处于某一类似的湿度水平)可能因使患者的呼吸道干燥而导致患者不适。为了防止高流速下加湿减少，阀708可以定位成允许气流通过高百分比或全部的多孔管1316。因此，通过调节暴露于气流的管1316的总数量，可以控制输出气体的湿度以防止低流速下的冷凝并且防止高流速下的加湿不足。

　　68.图17示出了根据某些实施方式的具有可旋转壳体1908的蒸汽传送单元1900的分解图。蒸汽传送单元1900类似于图6所示的蒸汽传送单元700。蒸汽传送单元1900包括具有纵向轴线和端盖1902的壳体1908。端盖1902配合壳体1908的下端部1908b，使得壳体1908可以相对于端盖1902旋转。沿壳体1908的纵向轴线是无孔的，管1930是多孔的。无孔管1920分散在多孔管1930当中。在一些实施方式中，多孔管与无孔管的比率为1:4。

　　69.端盖1902包括盖部1904和开口1906，所述盖部用于阻塞管1920和1930的位于盖部1904后面的部分，所述开口用于接受通过管1920和1930的其余部分的气流1903。端盖1902的功能类似于图6中的阀708，但是端盖1902相对于加湿系统(未示出)保持静止，同时壳体1908及管1920和1930旋转。由于无孔管1920分散在多孔管1930当中，相对于端盖1902旋转壳体1908及管1920和1930不会显著改变与端盖1902的开口1906对准的多孔管1930与无孔管1920的比率。

　　70.在使用中，进入气体1901流经与端盖1902中的开口1906对准的管1920和1930。与此同时，液体(未示出)在壳体1908内于管1920和1930之间循环。液体在其流经与端盖1902中的开口1906对准的多孔管1920时将蒸汽传送给气体1901。由于无孔管1920分散在多孔管1930当中，所以相对于端盖1902旋转壳体1908及管1920和1930不会显著改变暴露于进入气体1903的流动的多孔管1930与无孔管1920的比率。因此，传送给气体1901的蒸汽量和输出气体1903的相对湿度不会因相对于端盖1902旋转壳体1908及管1920和1930而受到显著影响。

　　71.当壳体1908相对于端盖1902旋转时，标签1912和1914也旋转。光学传感器1962检测在其视线中的标签。因此，旋转壳体1908改变了哪个标签暴露于光学传感器1962。光

　　学传感器基于检测到的标签配置用于整个加湿系统(未示出)的流量设定。光学传感器可以是相机、条形码扫描器、红外传感器或任何合适的传感器。如图17所示，高流量标签1912与光学传感器1962的视线对准。结果，光学传感器1962检测到存在高流量蒸汽传送单元并且将加湿系统配置成用于在高流速下操作。当检测到高流量蒸汽传送单元时，可以允许加湿系统以比检测到低流量蒸汽传送单元时更高的流速操作。当标签1912和1914旋转成使低流量标签1914与光学传感器1962的视线检测到存在低流量蒸汽传送单元并且将加湿系统配置成用于在低流速下操作。通过控制哪个标签暴露于光学传感器1962，可以使高流量治疗系统能够在高流量或低流量设定下使用单个蒸汽传送单元1900。这使得能够将蒸汽传送单元1900改造成与现有的高流量治疗系统一起使用，现有的高流量治疗系统构造成利用用于高流量和低流量的分开的蒸汽传送单元操作。

　　72.图18示出了根据某些实施方式的具有可旋转壳体2008的蒸汽传送单元2000的分解图。蒸汽传送单元2000类似于图17所示的蒸汽传送单元1900和图6所示的蒸汽传送单元700。蒸汽传送单元2000包括具有纵向轴线和端盖2002的壳体2008。端盖2002与壳体2008的下端部2008b配合，使得壳体2008可以相对于端盖2002旋转。沿着壳体1908的纵向轴线是多孔的，管2020被堵塞以防止气体流动。不同于蒸汽传送单元1900中分散的无孔管1920，被堵塞的管2020成组在一起。在一些实施方式中，多孔管与被堵塞的管的比率为1:3。

　　73.端盖1902包括盖部1904和开口1906，所述盖部用于阻塞管2030的位于盖部1904后面的部分，所述开口用于接受通过管2030的其余部分的气流2003。(管2020被设计为被堵塞，因此它们不需要端盖堵塞通过它们的气流。)端盖1902的功能与图17的端盖类似。端盖1902相对于加湿系统(未示出)保持静止，而壳体2008及管2020和2030旋转。被堵塞的管2020成组在标有高流量标签2012的壳体2008的低流量侧2011。

　　74.在使用中，进入气体2001流经与端盖1902中的开口1906对准的管2030。同时，液体(未示出)在壳体1908内于管2020和2030之间循环。液体在其流经与端盖1902中的开口1906对准的多孔管2020时将蒸汽传送给气体2001。由于被堵塞的管2020成组在壳体2008的低流量侧2011上，所以当壳体2008的低流量侧2011与端盖1902中的开口1906对准时，较少的多孔管1920暴露于气流2001。在一些实施方式中，在高流速下暴露于气流2001的多孔管2030的数量是在低流速下暴露于气流2001的多孔管的数量的两倍。可用于蒸汽传送的表面积在高流速下可以是100平方厘米，在低流速下可以是50平方厘米。尽管在蒸汽传送单元2000中管2020被堵塞，但是在一些实施方式中，管2020是无孔的并且接受气流。因此，当壳体的低流量侧2011与端盖1902中的开口1906对准时，传送给气体2001的蒸汽量和输出气体2003的相对湿度显著较低。

　　75.当壳体2008及管2020和2030相对于端盖1902旋转时，标签2012和2014也旋转。光学传感器1962检测在其视线中的标签，并且基于检测到的标签来配置整个加湿系统(未示出)的流量设定。光学传感器可以是相机、条形码扫描器、红外传感器或任何合适的传感器。如图17所示，高流量标签2012与光学传感器1962的视线对准。结果，光学传感器1962检测到存在高流量蒸汽传送单元并且将加湿系统配置成用于在高流速下操作。此外，当壳体2008如此定位时，壳体的高流量侧2007上的管暴露于气流2001。当检测到高流量

　　76.当被堵塞的管2020与端盖1902的开口1906对准时，低流量标签2008定位在光学传感器的视线中。当这种情况发生时，光学传感器检测到存在低流量蒸汽传送单元，并且将加湿系统配置成用于在低流速下操作。加湿系统的配置可以包括设定用于使气体2001流经蒸汽传送单元2020以防止输出气体2003加湿不足的最大流速。标签2012和2014允许加湿系统基于管2020和2030的定位对应于高流量配置还是低流量配置来调节其设定。这使得蒸汽传送单元2000能够以高流速和低流速两者操作。在一些实施方式中，光学传感器可以检测高流速配置和低流速配置之间的中间位置，并且可以相应地调节加湿系统的设定。

　　77.图19示出了具有不同的输出湿度水平的说明性旁通单元2100、2120、2140和2160。旁通单元2100包括第一蒸汽传送单元2102和第二蒸汽传送单元2104。第一蒸汽传送单元包括气体入口2106、气体出口2108、液体入口2114和液体出口2116。第二蒸汽传送单元包括气体入口2110、气体出口2112、液体入口2118和液体出口2119。第二蒸汽传送单元的气体入口2110连接到第一蒸汽传送单元2102的上游端部2101，第二蒸汽传送单元2104的气体出口2112连接到第一蒸汽传送单元2102的下游端部2103。

　　78.在使用中，第一蒸汽传送单元2102的气体入口2106联接到气体源，输出气体离开气体出口2108。流入气体入口2106的气体并行地流经蒸汽传送单元2102和2104两者。同时，液体进入液体入口2114并从蒸汽传送单元2102的液体出口2116出来，但是没有液体经过第二蒸汽传送单元2104的液体入口2118。结果，流经第一蒸汽传送装置2102的气体被加湿，而经过第二蒸汽传送装置2104的气体不被加湿。来自第一蒸汽传送单元2102的加湿气体和来自第二蒸汽传送单元2104的旁通气体在第一蒸汽传送单元2102的下游端部2103中混合以形成输出气体。经过第一蒸汽传送单元2102的气体与经过第二蒸汽传送单元2104的气体的比率决定了输出气体的相对湿度。蒸汽传送单元2102与蒸汽传送单元2104具有相同数量的设置在其壳体内的管(未示出)以及相同的内部流动阻力。因此，流经第一蒸汽传送单元2102的气流量大致等于流经第二蒸汽传送单元2104的气流量。结果，经过旁通单元2100的气流的50％被加湿，而气流的50％不被加湿。因此，如果经过第一蒸汽传送单元2012的气体具有约100％的相对湿度并且经过第二蒸汽传送单元的气体具有约0％的相对湿度，则输出气体的相对湿度为约50％。

　　79.旁通单元2120和2140的构造与旁通单元2100类似，区别在于每个旁通单元2120和2140包括蒸汽传送单元的不同组合。旁通单元2120包括高流量蒸汽传送单元2122和低流量蒸汽传送单元2124。低流量蒸汽传送单元2124的设置在其壳体内的管(未示出)的数量是高流量蒸汽传送单元2122的一半。因此，低流量蒸汽传送单元2124的流动阻力是高流量蒸汽传送单元2122的约两倍。因此，旁通单元2120使其气体输入的三分之二(约67％)被加湿，并使其气体输入的三分之一(约33％)旁通加湿。结果，由旁通单元2140产生的输出气体的相对湿度可以为约67％。旁通单元2140包括高流量蒸汽传送单元2142和低流量蒸汽传送单元2144。低流量蒸汽传送单元2144的设置在其壳体内的管(未示出)的数量是高流量蒸汽传送单元2142的四分之一。结果，低流量蒸汽传送单元2144的流动阻力是高流量蒸汽传送单元2142的约四倍。因此，进入旁通单元2140的气流的80％被加湿，而气流的20％旁通加湿。因此，通过连接成对的独立蒸汽传送单元，旁通单元2100、2120和2140可以实现低于100％的各种相对湿度输出水平。

　　80.图19还示出了包括单个蒸汽传送单元2162和旁通管2164的旁通单元2160。蒸汽传送单元2162包括气体入口2166、气体出口2168、液体入口2174和液体出口2176。进入气体入口2166的气体的第一份额(未示出)经过蒸汽传送单元2162，并且被进入液体入口2174的液体加湿。进入气体入口2166的气体的第二份额(未示出)经过旁通管2164并旁通加湿。加湿气体与旁通气体在蒸汽传送单元2160的下游端部2163中混合，并且作为输出气体离开气体出口2168。旁通管2164包括直径为0.040英寸(约1mm)的小孔口(未示出)。该孔口致使经过旁通管2164的气流的份额随着流速增加而减小。结果，在低流速下更多份额的气体经过旁通管2164，而在高流速下更少份额的气体经过旁通管2164。响应于流速改变旁通气体的份额有助于防止低流速下的过度加湿从而防止或减少冷凝，同时在高流速下不会显著降低湿度。

　　81.申请人构建并测试了旁通单元2100、2120、2140和2160。为了对比，还测试了现有技术的蒸汽传送单元(由vapotherm,inc.,exeter,nh提供的高流量蒸汽传送盒)。图20示出了测试结果。为了构建旁通单元2100、2120和2140，成对的蒸汽传送单元被连接以允许相连接的蒸汽传送单元的两个气体入口之间和两个气体出口之间的流动连通。两个蒸汽传送单元中只有一个被供应水流，而另一个蒸汽传送单元的液体入口和液体出口被密封。

　　82.表1表示旁通单元2100、2120和2140的构造。第一列通过附图标记表示旁通单元。第二列表示被加湿的气体的百分比和旁通加湿的气体的百分比。加湿蒸汽传送单元列标识连接至用于加湿的水源的蒸汽传送单元。旁通蒸汽传送单元列表示用于旁通加湿蒸汽传送单元的蒸汽传送单元的类型。高流量蒸汽传送单元的管的数量是低流量蒸汽传送单元的两倍。此外，用于制造旁通单元2140的低流量蒸汽传送单元2144的管的50％被堵塞。因此，在旁通单元2140中使用的低流量蒸汽传送单元2144的可利用管的数量是高流量蒸汽传送单元2102、2122和2142的四分之一。通过连接不同的成对的独立蒸汽传送单元以制造旁通单元2100、2120和2140，实现了不同的加湿气体百分比与旁通气体百分比的比率。

　　84.旁通单元加湿％/旁通％加湿蒸汽传送单元旁通蒸汽传送单元210050％/50％高流量高流量212067％/33％高流量低流量214080％/20％高流量低流量，其中50％被堵塞

　　85.使用高流速蒸汽传送单元2162和具有0.25英寸(6.35mm)的外径的旁通管2164制造旁通单元2160。将该管粘结到蒸汽传送单元2162的外部。通过在蒸汽传送单元2162连接到旁通管2160的位置处在蒸汽传送单元2162中钻出直径为0.040英寸(1.02mm)的孔而形成孔口(未示出)。

　　86.使用电容湿度传感器(sensirion)收集图20中绘制的湿度数据。对于每个旁通单元并且对于现有技术的蒸汽传送单元，在连接到可利用气体出口的输送管的远侧端部处测量湿度。气体流速最初设定为40l/min，并且允许蒸汽传送单元达到稳定状态。在达到稳定状态后，开始数据测录，并且流速每30秒减少1l/min的量。

　　87.图20示出了对于图19的旁通单元2100、2120、2140和2160以及对于现有技术的蒸汽传送单元而言相对湿度随气体流速变化的曲线表示以l/min测量的总气体流速。y轴2204表示输出气体的百分比相对湿度。湿度曲线分别对应于现有技术的蒸汽传送单元、旁通单元2160、旁通单元2140、旁通单元2120和旁通单元2100。现有技术的蒸汽传送单元的湿度曲线l/min的流速，相对湿度显著高于90％，而对于30

　　40l/min范围内的流速，相对湿度下降得较陡峭。现有技术的蒸汽传送单元在低流速下的高相对湿度会导致在输出气体略微冷却时发生冷凝。相较于现有技术的系统，湿度曲线表现出更一致的湿度水平。在低流速下，湿度曲线均呈现大致等于经过对应旁通单元的加湿蒸汽传送单元的气体的百分比的相对湿度。例如，湿度曲线％的相对湿度，并且该曲线％经过加湿蒸汽传送单元(图19中的蒸汽传送单元2102)。类似地，湿度曲线％的相对湿度，并且该曲线％经过加湿蒸汽传送单元。

　　88.相对湿度曲线都向下倾斜，这是因为随着流速的增加，气体更快地经过加湿蒸汽传送单元并且具有较少的时间来接收湿气。然而，湿度曲线的斜率比湿度曲线的斜率小。因此，旁通单元2100、2120、2140和2160比现有技术的系统实现了更加一致的加湿。对应于具有孔口设计的旁通单元2160的湿度曲线显示了最小的斜率，并因此显示了最一致的湿度水平。曲线在低流速(例如，15l/min)下显示约85％的相对湿度或更低的相对湿度并且在高于35l/min的流速下显示75％至80％之间的相对湿度。在所测量的约40l/min的最高流速下，湿度曲线显示了相对湿度在现有技术系统的湿度曲线％内。因此，具有孔口设计的旁通单元2160在低流速下呈现的相对湿度足够低以防止过度加湿和冷凝，同时在高流速下呈现与现有技术的系统相当的湿度水平。因此，旁通单元2160表明：具有带有孔口设计的旁通通路可以在高流速和低流速两者下实现可接受的性能。

　　89.本文公开的系统、方法和设备可以结合到用于高流量治疗系统的加湿系统中，例如图21中示意性地表示的加湿系统2300。加湿系统2300将经加热和加湿的呼吸气体80输送给患者，并且包括基部单元10和流体路径模块20。所示的基部单元10包括用于操作加湿系统2300的并且被构造成分别接收呼吸气体50a和50b，例如医用空气和氧气。可替代地，可以远离基部单元10。此外，还可以使用气体，例如氦气、一氧化氮(ino)或任何合适的气体或气体组合。当通过基部单元10接收不同类型的气体时，气体50a和50b可以通过气体混合装置84混合以形成混合气体60，该混合气体被输送到流体路径模块20。尽管对于系统2300可以使用两种不同的气体，但是本领域技术人员将认识到，系统2300可以仅使用一种气体，例如空气或纯氧，在这种情况下可以省略气体混合装置84。

　　90.流体路径模块20可释放地安装到基部单元10，并且构造成从基部单元10接收气体60以及从外部水源接收液体70。在示例性实施方式中，通过流体路径模块20接收的液体70被容纳在储器32中，以使基部单元10的潜在污染最小化以及启动用于循环液体70的泵。容纳在储器32中的液体70可以由来自基部单元10的热导体62加热。蒸汽传送单元99可释放地安装到流体路径模块20，并且将来自储器32的液体70与混合气体60组合，以向患者提供经加热和加湿的呼吸气体80。蒸汽传送单元99包括用于湿度控制的设备，并且可以类似于上述蒸汽传送单元100、300、400、700或1300或旁通单元2100、2120、2140或2160。在通过调节蒸汽传送单元99(例如，蒸汽传送单元700)来控制湿度水平的实施方式中，允许接入(access to)蒸汽传送单元99而不需要从基部单元10移除蒸汽传送单元99。蒸汽传送单元

　　99允许加湿呼吸气体80的湿度水平在气体流速的整个较宽范围(例如，5l/min至40l/min)内保持在可接受的范围内。在低流速下，加湿呼吸气体80的湿度水平保持在低于会导致冷凝的水平。此外，在高流速下，加湿呼吸气体80的湿度水平保持足够高以提供足够的湿度水平以使患者舒适。因此，通过将用于控制湿度的蒸汽传送单元99结合到系统2300中，可以控制加湿呼吸气体80的湿度。

　　91.图22示出了根据某些实施方式的加湿系统2300的前透视图，图23示出了加湿系统2300的侧透视图。加湿系统2300包括基部单元10，该基部单元包含操作加湿系统2300的并且构造成在没有液体内部地流经基部单元10或与流体路径模块20交换的情况下操作。在一些实施方式中，基部单元10完全干燥，这样最小化对控制加湿系统2300的电子器件的潜在损坏和对基部单元10的细菌污染。

　　92.基部单元10能够经由图3所示的安装机构95安装到诸如iv杆的支架90上。在示例性实施方式中，基部单元10的后板2包括托架95b和旋钮95a，该旋钮操纵托架95b以将基部单元10可释放地固定到支架90。例如，当旋钮95a旋转时，托架95b可以在支架90上被紧固或松开，从而使加湿系统2300相对于支架90固定或松开。

　　93.基部单元10的后部还包括带有过滤器的气体入口端口，例如端口1a，其构造成连接到气体供应管线(未示出)。气体供应管线将气体(例如，医用空气和氧气)从便携式罐、压缩机或壁出口供应到基部单元10中。在示例性实施方式中，供应到基部单元10的气体可以被过滤和混合以提供无污染的气体混合物。例如，气体混合装置(在图22和23中未示出)可以安装在基部单元10内，以混合供应到基部单元10中的气体。

　　94.基部单元10的侧部包括可以滑动打开或关闭以暴露或覆盖基部单元10的部件接收部分19的门3。如图22所示，门3可以完全滑动关闭，以覆盖部件接收部分19使之不可见。如图23所示，门3滑动打开以暴露基部单元10的部件接收部分19。当门3打开时，流体路径模块20可以可释放地安装至部件接收部分19或从部件接收部分19移除，例如使用手柄21。引导件44从部件接收部分19的侧部延伸，以将流体路径模块20对准并固定到基部单元10。图23示出了部分地安装在基部单元10上的流体路径模块20。

　　95.当流体路径模块20安装到基部单元10上时，流体路径模块20定位成从基部单元10接收气体。基部单元10的气体出口(未示出)接合流体路径模块20的气体入口(未示出)以形成气密通道，通过入口端口1a接收的气体可以通过该气密通道传送到流体路径模块20。流体路径模块20还构造成经由液体入口24从液体供应管线接收液体。液体可以被供应到流体路径模块20，例如经由悬挂在加湿系统2300上方的无菌水袋(未示出)。无菌水袋可以通过管尖部(未示出)刺穿，水通过重力经由液体供应管线从水袋进给到流体路径模块20中。在本申请的受让人拥有的美国专利no.7,654,507中公开了示例性的管尖部，该专利的全部内容通过援引并入本文。液体存储在流体路径模块20中的储器32(在图21中示意性地示出)内，该储器设置成从水袋接收液体以及接收再循环液体。流体路径模块20中的液体不流经基部单元10。包含在流体路径模块20中的液体在蒸汽传送单元99中蒸发并与来自基部单元10的气体组合以生成加湿呼吸气体。如图23所示，输送管85可释放地联接到流体路径模块20的呼吸气体出口25，以向患者输送加湿呼吸气体。

　　96.如图22进一步示出的，加湿系统2300具有前面板4，该前面板包括显示面板5，例如液晶显示器(lcd)或发光二极管(led)显示器，该显示面板提供加湿系统2300的用户设定和

　　状态条件的视觉指示。用户设定可以包括用户可调的设定，例如待输送给患者的呼吸气体的温度6a、流速6b和氧饱和度6c。用户设定可以例如经由用户界面7进行调节。用户界面7包括按钮8a、8b、led 9a、9b和旋钮11，用于调节和监测加湿系统2300的操作状态。在一些实施方式中，可以使用用户界面来针对流速配置蒸汽传送单元99，而不用从基部单元移除蒸汽传送单元99。例如，如果蒸汽传送单元99包括用于阻塞蒸汽传送单元99内的管的子集的阀，那么用户界面可以允许用户控制阀并因此改变由蒸汽传送单元99阻塞的管的子集。通过将蒸汽传送单元99配置成用于在高流速和低流速下操作，同时蒸汽传送单元99保持在加湿系统2300内部，可以使用单个蒸汽传送单元来在较宽范围的流速下操作。当流速在高流速和低流速之间交替时，使用单个蒸汽传送单元可以防止与现有技术的系统中切换蒸汽传送单元相关联的治疗中断。

　　97.图24示出了根据某些实施方式的用于通过阻塞管的子集来控制呼吸气体的湿度的说明性方法2600。该方法2600可以使用蒸汽传送单元400、蒸汽传送单元700、蒸汽传送单元1300或任何合适的蒸汽传送单元执行。在步骤2602中，将气体输送至设置在壳体内的多个管。气体可以以高流速(例如5l/min、8l/min、10l/min、15l/min、20l/min、30l/min、40l/min或任何合适的流速)输送。在一些实施方式中，所述多个管中的第一组是多孔的，所述多个管中的第二组是无孔的。在步骤2604中，朝所述多个管的外表面引导液体。在步骤2606中，阻塞通过所述多个管的子集的气流。在步骤2608中，通过调节被阻塞的管的子集来调节从蒸汽传送单元输出的气体的湿度水平。在一些实施方式中，通过将未受阻塞的多孔管的数量与未受阻塞的无孔管的数量的比率从第一比率变为第二比率来调节被阻塞的管的子集。在某些实施方式中，第一比率大于50，第二比率小于25。在一些实施方式中，通过改变被阻塞的管的总数量来调节被阻塞的管的子集。通过调节被阻塞的管的子集，可以控制输出的气体的湿度水平。

　　98.图25示出了根据某些实施方式的用于自动控制呼吸气体的湿度的说明性方法2700。该方法2700可以由蒸汽传送单元100、旁通单元2160或任何合适的蒸汽传送单元执行。在步骤2702中，将气体输送到具有蒸汽传送装置和旁通气体通路的蒸汽传送单元。液体也可以被输送到蒸汽传送装置以加湿呼吸气体。在某些实施方式中，蒸汽传送装置包括用于加湿呼吸气体的多个中空纤维膜。在步骤2704中，使进入气体的一定份额经过旁通气体通路。经过旁通气体通路的气体份额旁通蒸汽传送装置。在步骤2706中，经过旁通气体通路的气体份额与气体流速的变化相反地自动改变。因此，当气体流速增加时，旁通气体的份额降低。相反地，当气体流速降低时，旁通气体的份额增加。蒸汽传送单元的内部尺寸随着流速的变化而保持固定。因此，旁通气体的份额的变化不是通过操纵阀来实现的，而是旁通通路的固定尺寸的函数。

　　99.在一些实施方式中，使气体的一定份额通过旁通气体通路包括使气体通过收缩部，该收缩部的尺寸设计成使得由旁通气体通路接收的气体份额随着气体流速的增加而降低。在某些实施方式中，收缩部的直径为0.040英寸(1mm)。通过自动改变被旁通的气体份额，输出气体的湿度水平可以保持在可接受的范围内而不需要人为干预。

　　100.图26示出了根据某些实施方式的用于控制呼吸气体的湿度的说明性方法2800。该方法2800可以通过使用蒸汽传送单元100、300、400、700或1300或者旁通单元2100、2120、2140或2160执行。在步骤2802中，提供具有气体通路和液体通路的第一蒸汽传送单元。在步

　　骤2804中，将液体输送到液体通路。在步骤2806中，将气体输送到气体通路。在步骤2808中，通过将蒸汽从液体通路中的液体输送给气体通路中的气体来加湿气体。在步骤2810中，加湿气体以大于35升/分钟的气体流速并以第一相对湿度从蒸汽传送单元离开。在一些实施方式中，气体被加湿到较高的相对湿度(例如，70％、70％、75％、80％、85％、90％或任何合适的相对湿度)。在步骤2812中，通过第一蒸汽传送单元的气体流速减少到小于20升/分钟，同时防止输出气体的相对湿度超过第一相对湿度的量大于一限度，例如10％的相对湿度。该限度可以是任何合适的小的数值(例如20％、15％、12％、8％、7％、6％或5％的相对湿度)。防止输出气体的相对湿度超过99.5％可以防止冷凝。通过在防止输出气体的相对湿度大幅度变化的同时降低流速，可以使用单个蒸汽传送单元用于高流速和低流速下的治疗，从而以低于饱和的一致的相对湿度输送气体。因此，使用单个蒸汽传送单元可以消除或减少由改变蒸汽传送单元引起的治疗中断。

　　101.上述内容仅仅是对本公开的原理的说明，并且系统、设备和方法可以通过所描述的实施例之外的实施例来实现，所描述的实施例是为了说明而非限制的目的而呈现的。应理解，本文所公开的系统、设备和方法虽然被示出为用于在高流量治疗系统中使用，但是可以应用于待用于通气回路中的系统、设备和方法。

　　102.在阅读本公开之后，本领域技术人员会想到变形和修改。例如，加热旁通加湿的气体可以是有益的。由于加湿气体被加热，与未加热的旁通气体的混合可能导致输出气体的温度降低，这取决于被旁通的气体份额。加热旁通气体可以导致输出气体温度不取决于被旁通的气流份额。所公开的特征可以与本文所述的一个或多个其他特征任何组合和子组合(包括多个从属组合和子组合)地实施。上文描述或示出的各种特征(包括其任何部件)可以组合或集成在其他系统中。此外，某些特征可以省略或未被实施。

　　103.能够由本领域技术人员确定改变、替代和变形的实例，并且可以在不背离本文公开的信息的范围的情况下进行。本文引用的所有参考文献的全部内容通过援引并入本文并且成为本申请的一部分。

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