CN110997049A - 新生儿柔性混合医疗管 - Google Patents

Abstract

如在正气道压(PAP)、呼吸器、麻醉、呼吸机和吹入***中披露了医疗管和制造医疗管的方法。该管可以是复合结构，该复合结构由两个或更多个相异的部件制成，这些相异的部件螺旋地缠绕以形成细长管。这些部件中的一个可以是螺旋缠绕的细长中空主体，并且另一个部件是螺旋缠绕在该螺旋缠绕的中空主体的多个匝之间的细长结构部件。可替代地，该管不必由相异的部件制成。例如，由单一材料形成(例如，挤出)的细长中空主体可以螺旋地缠绕以形成细长管。该细长中空主体本身可以在其横向截面上具有薄壁部分和相对更厚或更刚性的加强部分。这些管可以被结合到各种医疗电路中，或者具有其他医疗用途。

Description

新生儿柔性混合医疗管

相关申请的交叉引用

以下申请通过援引以其全文并入本文并构成本说明书的一部分：2014年4月11日提交的名称为“MEDICAL TUBES AND METHODS OF MANUFACTURE(医疗管及制造方法)”的美国申请号14/351,344；2015年6月4日提交的名称为“MEDICAL TUBES AND METHODS OFMANUFACTURE(医疗管及制造方法)”的美国申请号14/649,801；以及2013年11月14日提交的名称为“ZONE HEATING FOR RESPIRATORY CIRCUITS(用于呼吸电路的区域加热)”的PCT申请号PCT/NZ2013/000208。

发明背景

技术领域

本披露总体上涉及适用于医疗用途的管，并且具体地涉及在适用于将气体提供给患者和/或将气体从患者移除的医疗电路中使用的管。

背景技术

在医疗电路中，不同的部件将温暖的和/或加湿的气体输送至患者并且从患者输送这些气体。例如，在一些呼吸电路中，如PAP或辅助呼吸电路，患者吸入的气体是从加热湿化器通过吸气管传递的。作为另一个示例，管可以将加湿气体(通常为CO₂)传递到吹气电路中的腹腔中。这可以有助于防止患者的内部器官的“脱水”，并且可以减少手术后恢复所需要的时间量。未加热的管允许大量热量损失至自然冷却。这种冷却可能会导致在沿该管输送温暖的、加湿的空气的长度方向上形成不需要的冷凝或“雨洗效应”。另外，当向患者、尤其是新生儿患者提供呼吸治疗时，使用者需要柔性轻质管以改善管的定位和可用性。然而，当某些呼吸波形通过呼吸管传输时，制造轻质柔性管可能导致该管经历明显的移动和移位。

发明内容

本文在各种实施例中(如在正气道压(PAP)、呼吸器、麻醉、呼吸机和吹入***中)披露了医疗管和制造医疗管的方法。在一些实施例中，该管可以是复合结构，该复合结构由两个或更多个相异的部件制成，这些相异的部件螺旋地缠绕以形成细长管。例如，这些部件中的一个可以是螺旋缠绕的细长中空主体，并且另一个可以是也螺旋缠绕在该螺旋缠绕的中空主体的多个匝之间的细长结构部件。在其他实施例中，该管不必由相异的部件制成。例如，由单一材料形成(例如，挤出)的细长中空主体可以螺旋地缠绕以形成细长管。该细长中空主体本身可以在其横向截面上具有薄壁部分和相对更厚或更刚性的加强部分。这些管可以被结合到各种医疗电路中，或可以用于其他医疗用途。

一些实施例提供了一种呼吸管。该呼吸管可以包括第一分段和第二分段。该第一分段可以具有第一柔性，而该第二分段可以具有第二柔性。该第二柔性可以与该第一柔性不同。在某些实施例中，该呼吸管可以包括将第一分段连接到第二分段的中间连接器。在某些实施例中，该呼吸管可以包括将第一分段连接到第二分段的基本上非柔性的分段。

在一些实施例中，该呼吸管可以包括护套，该护套围绕该第一分段或该第二分段中的至少一个。该护套可以在该至少一个分段的至少部分长度上延伸。在某些实施例中，该护套可以基本上沿着至少一个分段的整个长度延伸。该护套可以被构造成在气体流动通过该呼吸管期间保持柔性并抑制位移。在一些实施例中，该护套可以是网状护套、编织护套或壁式护套。该中间连接器可以固定该护套的至少一端。在某些实施例中，该中间连接器可以电气地且气动地连接该第一分段和该第二分段。该护套可以覆盖该中间连接器。

在一些实施例中，接近患者的分段更加柔性。该呼吸管的该第一分段和该第二分段可以是复合管。该复合管可以具有第一细长构件和第二细长构件。该第一细长构件可以包括螺旋地缠绕以形成该呼吸管的至少部分的中空主体，并且该第二细长构件可以螺旋地缠绕并接合在该第一细长构件的相邻匝之间。该第二细长构件可以形成该呼吸管的管腔的至少一部分。

在某些实施例中，较柔性的分段的第一细长构件的截面宽度和高度分别比较不柔性的分段的第一细长构件的截面宽度和高度更窄和更高。较柔性的分段可以具有各种修改，这些修改可以提供相对于较硬分段而言更大的柔性。一些示例修改可以包括以下各项中的至少一项：较小的内径、较小的间距、较小的第二细长构件宽度或较薄的侧壁。该较柔性的分段可以比较刚性的分段在管腔处的侧壁更薄。在某些实施例中，该较柔性的分段的第一细长构件包括接近气体管腔的侧壁，该侧壁比该较不柔性的分段的第一细长构件的接近该气体管腔的侧壁更薄。

在一些实施例中，该呼吸管是呼吸电路中的吸气管。该呼吸管的尺寸可以被确定以用于新生儿。该呼吸管可以包括被适配成连接到加湿器的加湿器端。该呼吸管可以包括被适配成连接到患者接口或Y型件的患者端。

另一个实施例提供一种呼吸管，该呼吸管包括该呼吸管的具有第一柔性的第一分段和护套。该护套可以覆盖该第一分段。该护套可以被构造成在气体流动通过该呼吸管期间保持柔性并抑制位移。在某些实施例中，该呼吸管可以包括具有第二柔性的第二分段和中间连接器。该中间连接器可以将该第一分段连接到该第二分段。在某些实施例中，该第二分段的柔性可以与该第一分段的柔性相同。在其他实施例中，该第二分段的柔性可以与该第一分段的柔性不同。

在某些实施例中，该中间连接器可以固定该护套的至少一端。该护套可以围绕该第一分段或该第二分段中的至少一个。该护套可以在该第一分段和/或该第二分段的至少部分长度上延伸。在某些实施例中，该护套围绕该第一分段或该第二分段中的至少一个，并且基本上沿着该第一分段和/或该第二分段的整个长度延伸。该护套可以围绕该第一分段和该第二分段中的每一个的至少部分长度上延伸。

在一些实施例中，该呼吸管的该第一分段和该第二分段可以是复合管。该复合管可以具有第一细长构件和第二细长构件。该第一细长构件可以包括螺旋地缠绕以形成该呼吸管的至少部分的中空主体，并且该第二细长构件可以螺旋地缠绕并接合在该第一细长构件的相邻匝之间。该第二细长构件可以形成该呼吸管的管腔的至少一部分。在某些实施例中，较柔性的分段的第一细长构件的截面宽度和高度分别比较不柔性的分段的第一细长构件的截面宽度和高度更窄和更高。较柔性的分段可以具有各种修改，这些修改可以提供相对于较硬分段而言更大的柔性。一些示例修改可以包括以下各项中的至少一项：较小的内径、较小的间距、较小的第二细长构件宽度或较薄的侧壁。该较柔性的分段可以比较刚性的分段在管腔处的侧壁更薄。在某些实施例中，该较柔性的分段的第一细长构件包括接近气体管腔的侧壁，该侧壁比该较不柔性的分段的第一细长构件的接近该气体管腔的侧壁更薄。

另一个实施例提供一种呼吸管，该呼吸管包括具有第一柔性的加湿器端分段和具有第二柔性的患者接口端分段。该患者接口端分段的该第二柔性与该加湿器端分段的该第一柔性相同。该护套可以覆盖该加湿器端分段。该护套被构造成在气体流动期间保持柔性并抑制位移。在一些实施例中，该呼吸管可以进一步包括将该加湿器端分段连接到该患者接口端分段的中间连接器。该中间连接器固定该护套的至少一端。该护套可以在该加湿器端分段的至少部分长度上延伸。在某些实施例中，该护套可以基本上沿着该加湿器端分段的整个长度延伸。在一些实施例中，该护套围绕该加湿器端分段和该患者接口端分段。该护套可以在每个分段的至少部分长度上延伸。

在一些实施例中，该呼吸管的该加湿器端分段和该患者接口端分段可以是复合管。该复合管可以具有第一细长构件和第二细长构件。该第一细长构件可以包括螺旋地缠绕以形成该呼吸管的至少部分的中空主体，并且该第二细长构件可以螺旋地缠绕并接合在该第一细长构件的相邻匝之间。该第二细长构件可以形成该呼吸管的管腔的至少一部分。

一些实施例提供了一种用于被加湿医疗气体的电路套件。该电路套件可以包括加湿腔和吸气支管。该吸气支管可以包括呼吸管的具有第一柔性的第一分段和呼吸管的具有第二柔性的第二分段，其中，该第二柔性与该第一柔性不同。

在一些实施例中，电路套件可以包括Y型件。该电路套件可以包括呼气支管。该电路套件可以包括患者接口。该电路套件可以包括将该第一分段连接到该第二分段的中间连接器。该电路套件可以包括护套，该护套围绕该第一分段或该第二分段中的至少一个。该电路套件可以包括干燥管线。

一些实施例提供了一种呼吸管。该呼吸管可以包括该呼吸管的具有第一柔性的第一分段、该呼吸管的具有第二柔性的第二分段、和被适配成将该第一分段连接到该第二分段的分段连接器。该分段连接器可以包括被配置用于将被传递到该第一分段的导电丝的功率选择性地提供给该第二分段的导电丝的连接电路。

在一些实施例中，该连接电路可以包括二极管。该二极管可以防止被传递到该第一分段的这些导电丝的第一极性的功率被传递到该第二分段的这些导电丝。该二极管可以允许被传递到该第一分段的这些导电丝的第二极性的功率被传递到该第二分段的这些导电丝。

在一些实施例中，该连接电路可以被配置用于在第一模式中向该第一分段的这些导电丝提供功率而不向该第二分段的这些导电丝提供功率，并且该连接电路可以被配置用于在第二模式中既向该第一分段的这些导电丝又向该第二分段的这些导电丝提供功率。

在该呼吸管的一些实施例中，该第二柔性与该第一柔性相同。在该呼吸管的一些实施例中，该第二柔性与该第一柔性不同。在一些实施例中，该呼吸管可以包括护套，该护套围绕该第一分段或该第二分段中的至少一个。该中间连接器可以固定该护套的至少一端。

在一些实施例中，可以在每个分段中使用少于四根线(例如，使用3根线或使用2根线)或者在每个分段中使用多于四根线(例如，使用5根线、使用6根线、使用7根线、使用8根线或使用多于8根线)来完成导电丝的控制以及传感器的读取。

为了对本发明进行概述，本文描述了本发明的某些方面、优点和新特性。应理解，根据本发明的任何特定的实施例不一定能实现所有这些优点。因此，本发明可以用实现或优化如本文所教导的一个优点或一组优点的方式来具体化或实施，而不必实现本文可能教导或建议的其他优点。

附图说明

现在将参照附图描述实施所披露的***和方法的各种特征的示例性实施例。附图以及相关联的描述被提供为用于展示实施例，而不限制本披露的范围。

图1展示了用于将加湿气体传递给使用者的示例呼吸加湿***，该加湿***具有呼吸电路，该呼吸电路包括分段式吸气支管，其中，在每个分段中具有传感器。

图2A展示了用于与加湿***一起使用的分段式吸气支管，该分段式吸气支管具有被构造用于联接加热线的中间连接器以及在两个分段中的传感器。

图2B展示了加湿***的示例实施例，该加湿***利用中间连接器中的微控制器来测量用于控制加热的数据并且来读取在吸气支管中的传感器值。

图2C展示了针对吸气支管的示例中间连接器的框图，其中，该中间连接器使用微控制器。

图2D展示了示例电源模块以及包括在图2C中所展示的中间连接器中的数据线转换器的电路图。

图2E展示了结合图2C中所展示的中间连接器一起使用的以在电源板上的控制侧与AC侧之间提供双向数据通信的示例双光耦合器电路的电路图。

图2F和图2G展示了中间连接器的示例印刷电路板(“PCB”)。

图2H和图2I展示了中间连接器的示例实施例。

图2J和图2K展示了示例电路图，该示例电路图包括用于为呼吸电路的分段式吸气支管中的加热线提供功率的有源整流电源，其中，该电路被配置用于在第一模式中为在吸气支管的第一分段中的加热线供电并且在第二模式中为在两个分段中的加热线供电。

图2L和图2M展示了加湿***中的示例电路图，其中，这些电路被配置用于从两个传感器读取数据。

图3A示出了示例复合管的一部分的侧视平面图。

图3B示出了类似于图3A的示例复合管的管的顶部部分的纵向截面。

图3C展示了另一个纵向截面，该另一个纵向截面展示了在复合管中的第一细长构件。

图3D示出了管的顶部部分的另一个纵向截面。

图3E示出了管的顶部部分的另一个纵向截面。

图4A至图4C示出了被构造用于提高热效率的第一细长构件形状的示例。

图4D至图4F示出了被构造用于提高热效率的细丝布置的示例。

图5A至图5E示出了被构造用于提高柔性的第一细长构件形状和第二细长构件形状的示例。

图6A至图6C示出了示例复合管的纵向截面。

图7A至图7B示出了具有柔性不同的第一部分和第二部分的呼吸管的示例。

图8A至图8E示出了具有第一部分和第二部分的呼吸管的示例，其中，呼吸管的一个或多个部分上布置有网。

一般地，在全部附图中，附图标记被重复使用以指示所参考的(或类似的)元件之间的对应关系。然而，相应的所参考的(或类似的)元件在一些情况下可以具有不同的附图标记。

具体实施方式

下文参照附图描述了关于用于实施本文描述的设备和方法的若干说明性实施例的细节。本发明不限于这些描述的实施例。

本文描述了分段式吸气支管和多区域加热的特定实施例和示例。本领域技术人员将认识到，本披露扩展超出明确披露的实施例和/或使用以及其明显的修改和等效物。因此，其旨在使本披露的在此所披露的范围不应受到在此所描述的任何特定实施例的限制。

本文描述了用于向呼吸加湿***的呼吸电路中的分段式吸气支管提供热量的***和方法。应当理解的是，虽然本文的大部分描述是在呼吸电路中的分段式吸气支管的背景下进行的，但本披露的一个或多个特征也可以在期望在分段式气体传递电路中提供差温加热的其他情境(如呼吸应用、外科手术应用或其他应用)中实施。

本披露在将热量提供给导管的背景中引用了加热线、加热元件、加热丝和/或加热器。例如，加热线是广义术语并且将为本领域普通技术人员给出其平常的或***常的或习惯的含义，并且包括但不限于具有各种截面的通道，如圆柱形和非圆柱形通道。某些实施例可以结合复合管，复合管通常可以被定义为包括两个或更多个部分的管，或者确切地在一些实施例中如以下更详细描述的包括两个或更多个部件。包括所披露的医疗管的分段式支管还可以用于呼吸电路中，如连续的、可变的或双层的正气道压(PAP)***、高流量传递、侵入性通气、非侵入性通气、在麻醉或镇静程序期间的高流量、或其他形式的呼吸治疗。术语“导管”和“支管”应以类似于管的方式被解释。

当经加热的、加湿的呼吸管用于保温箱(或其中存在温度变化的任何区域，如用于烧伤受害者的辐射加温器周围，或在由患者使用的毯子下方)时，呼吸管将穿过至少两个不同的区域：较低温度区域(诸如在保温箱外部的区域)以及较高温度区域(诸如在保温箱内部的区域)。如果管沿着其全长被加热，则这些区域之一将倾向于在非期望的、不合适的或非最优的温度处，这取决于哪个区域被感测(例如，哪个区域包含温度传感器)。如果加热线被控制至在保温箱内部的传感器(如至患者端温度传感器)，则在保温箱外部的部分将倾向于极冷，这可能导致冷凝。相反地，如果加热线被控制至在保温箱外部的传感器，则在保温箱内部的部分将倾向于极热，这可能导致过热的气体被提供给患者。因此，本披露描述了在分段式呼吸管中提供热量控制的多种***和方法，其中，每个分段具有将反馈提供至控制模块的相关联的传感器。尽管本文关于两个区域描述了几个实施例，这种***还可以被扩展以应用于使用附加的区域、分段或区域。例如，在包括三个温度区域的实施例中，可以至少部分地基于在这些区域中的三个不同的温度传感器来加热呼吸管的分段。此外，本文披露的实施例可以基于在患者端处的参数来控制被传递至呼吸管的热量，绕过或忽略在沿着管的中间点处的传感器中的一个或多个。此外，本文披露的实施例可以使用由传感器(例如，包括但不限于，温度传感器、湿度传感器、流量传感器、氧气传感器等)提供的参数控制热量被传递至呼吸管。

控制模块可以监测并控制在多个区域或部分中的加热温度。控制模块可以被配置用于使用本文描述的连接器组件的实施例，在第一模式中将热量提供给呼吸管的第一部分并且在第二模式中将热量提供给整个呼吸管。可以在没有悬空引线、暴露连接器和/或患者端电连接的情况下使用本文描述的实施例。本文使用的悬空引线包括电连接，这些电连接在呼吸管的外部延伸、内部地通过呼吸管、并且结合、模制或以其他方式形成或包括作为呼吸管的一部分。控制模块可以定位在加湿器内部或在其外部。在一些实施例中，控制器定位在加湿器内以控制与吸气支管的第一分段、吸气支管的第二分段以及呼气支管相关联的加热线，并且读取来自与吸气支管的第一分段和第二分段和/或呼气支管相关联的传感器的参数。

控制模块还可以自适应地改变这些分段的温度。例如，控制模块可以监测与一个或多个分段相关联的温度传感器。该监测可以是连续的、基于一定间期的或者基于其他方案(如中断或事件)的监测。例如，对温度传感器的监测可以基于以下各项：从模式转换器读取值、确定电压或电流、感测逻辑状况、读取恒温设备、测量热敏电阻器的值、测量电阻式温度检测器、测量热电偶的电压、或者用于感测温度的其他方法，包括但不限于使用半导体结型传感器、红外或热辐射传感器、温度计、指示器等等。在一些实施例中，温度传感器是热敏电阻器。监测可以基于功率信号，如例如传感器的测量频率可以与功率信号频率同步或异步。

在一些实施例中，被传递至吸气支管的第一分段与吸气支管的第二分段的功率比可以至少部分地基于来自与每个分段相关联的传感器的反馈在使用过程中改变。例如，功率比可以改变，其方式使得每个分段被加热到一定的温度以减少或消除冷凝。作为进一步的示例，功率比可以改变，从而使得不将过热的气体提供给患者。在一些实施例中，功率比可以基于来自传感器(例如，温度传感器、湿度传感器、氧气传感器、流量传感器、光学传感器等)的反馈连续地改变。功率比可以按不同的方式改变。例如，功率比可以通过改变电源信号的幅值(包括但不限于电压和/或电流)、电源信号的持续时间、电源信号的占空比、或电源信号的其他合适变化而改变。在实施例中，功率比通过改变所提供的电流的幅值而改变。

呼吸加湿***

图1展示了用于将加湿气体传递给使用者的示例呼吸加湿***100，该加湿***100具有呼吸电路200，该呼吸电路包括在一个分段中具有传感器204b，并且可以在另一个分段中可选地包括传感器204a的分段式吸气支管202。如所展示的，分段式吸气支管202可以结合保温箱208一起使用，或者结合沿着吸气支管202的不同分段存在不同温度的另一个***，如结合辐射加温器。分段式吸气支管202可以用于为吸气支管202a、202b的不同分段提供不同水平的热量以减少或防止冷凝和/或控制传递至使用者的气体的温度。在一些实施例中，吸气支管202不是分段式的。

所展示的呼吸加湿***100包括加压气源102。在一些实施方式中，加压气源102包括风扇、鼓风机等等。在一些实施方式中，加压气源102包括呼吸机或其他正压生成设备。加压气源102包括入口104和出口106。在一些实施例中，加压气源102可以是壁式气源。在此类实施例中，来自壁的气体可以穿过如流量计或共混器或比例阀等流量控制阀，该流量控制阀可以用于控制传递到患者的流速。

加压气源102向加湿单元108提供流体流(例如，氧气、麻醉气体、空气等，和/或任何此类流体的混合物)。液体流从加压气源102的出口106通过加湿单元108的入口110。在所展示的构造中，加湿单元108被示出为与气源102分开，其中，加湿单元108的入口110通过导管112(有时称为“干燥管线”)与加压气源102的出口106连接。在一些实施方式中，加压气源102和加湿单元108可以被集成到单个外壳中。

虽然其他类型的加湿单元可以与在本披露中所描述的某些特征、方面和优点一起使用，但是所展示的加湿单元108是通过(pass-over)加湿器，该加湿器包括加湿腔114以及到加湿腔114的入口110。在一些实施方式中，加湿腔114包括主体116，该主体具有附接至其的基部118。可以在被适配成容纳一定体积的液体的加湿腔116内定义隔间，该液体可以由通过基部118传导或提供的热量来加热。在一些实施方式中，基部118被适配成用于与加热器板120接触。可以通过控制器122或其他合适的部件来控制加热器板120，从而使得被传送至液体中的热量可以被改变或被控制。

加湿单元108的控制器122可以控制呼吸加湿***100的各部件的操作。虽然所展示的***被展示为使用单个控制器122，但是在其他配置中可以使用多个控制器。多个控制器可以通信，或者这些控制器可以提供单独的功能、并且因此不需要通信。在一些实施方式中，控制器122可以包括微处理器、处理器或者具有相关联的存储器或存储装置的逻辑电路***，该存储器或存储装置包含针对计算机程序的软件代码。在这种实施方式中，控制器122可以根据如包含在计算机程序中的指令并且还响应于内部或外部输入来控制呼吸加湿***100的操作。控制器122或多个控制器中的至少一个控制器可以被定位成与呼吸电路在一起(被附接在呼吸电路上或者被集成作为呼吸电路的一部分)。

加湿腔114的主体116包括定义入口110的端口124，以及定义加湿腔114的出口128的端口126。随着包含在加湿腔114内的液体被加热，液体蒸气与通过入口端口124引入到加湿腔114中的气体混合。气体与蒸气的混合物通过输出端口126离开加湿腔114。

呼吸加湿***100包括呼吸电路200，该呼吸电路包括连接至出口128的吸气支管202，该出口定义了加湿单元108的输出端口126。吸气支管202向使用者传送从加湿腔114出来的气体与水蒸汽的混合物。吸气支管202可以包括沿着吸气支管202定位的加热元件206，其中，该加热元件206被配置用于沿着吸气支管202减少冷凝、控制到达使用者的气体的温度、维持气体的湿度或者这些用途的任意组合。加热元件206可以升高或维持由吸气支管202传送的气体和水蒸汽混合物的温度。在一些实施方式中，加热元件206可以是定义电阻加热器的线。通过增加或维持离开加湿腔114的气体和水蒸汽混合物的温度，水蒸汽较不可能从混合物中冷凝出来。

呼吸加湿***100可选地可以结合保温箱208一起使用。保温箱208可以被配置用于为使用者维持保温箱208内期望的环境，如所选的、定义的或期望的温度。因此，在保温箱208内的内部环境温度可能与保温箱208外部的温度不同。因此，保温箱208沿着吸气支管202导致、定义、创建或维持不同的温度，其中，内部温度通常高于外部温度。沿着吸气支管202具有至少两个不同的温度区域可能在将气体传递至使用者的过程中造成问题，如沿着吸气支管202冷凝、传递温度过高的其他、或者两者。

呼吸加湿***100可以包括与加热元件212相关联的呼气支管210。在一些实施例中，吸气支管210和呼气支管202可以使用合适的配件(例如，Y型件)相连接。在一些实施例中，呼吸加湿***100可以结合在毛毯下面的或者在创建两个或更多个温度区域的其他***或情形中的辐射加温器一起使用。本文描述的***和方法可以与这种***一起使用并且不局限于结合保温箱的实施方式。

在支管与保温箱一起使用的示例实施例中，吸气支管202可以被划分为分段202a和202b，其中，第一分段202a可以是在保温箱208外部的吸气支管202的一部分并且第二分段202b(例如，保温箱延伸部分)可以是在保温箱208内部的吸气支管202的一部分。在支管不与保温箱一起使用的其他示例实施例中，可以如上该地对管进行分段，其中，这两个分段都在相同或相似的环境条件下，或者这些分段在不同的环境条件下(例如，可能存在在分段中的一个上吹风但不在另一个上吹风的风扇或HVAC/AC***)。第一分段202a和第二分段202b可以是不同的长度或相同的长度。在一些实施例中，第二分段202b可以比第一分段202a短，并且，在某些实施方式中，第二分段202b可以约为第一分段202a的长度的一半。第一分段202a例如可以具有至少约0.5m和/或小于或等于约2m、至少约0.7m和/或小于或等于约1.8m、至少约0.9m和/或小于或等于约1.5m、或者至少约1m和/或小于或等于约1.2m的长度。第二分段202b例如可以具有至少约0.2m和/或小于或等于约1.5m、至少约0.3m和/或小于或等于约1m、至少约0.4m和/或小于或等于约0.8m、或者至少约0.5m和/或小于或等于约0.7m的长度。在一个示例实施例中，总长度大于2.5m。

吸气支管的分段202a、202b可以彼此联接以形成用于气体传递的单个导管。在一些实施例中，在没有第二分段202b的情况下，第一分段202a可以包括一个或多个加热线206a，可以可选地包括一个或多个第一传感器204a，并且可以被使用。在第二分段202b未联接至第一分段202a的情况下，控制器122可以被配置用于控制第一加热线206a，并且用于读取第一传感器204a(如果存在的话)。此外，当第二分段202b联接至第一分段202a时，控制器122可以被配置用于控制第一加热线206a和第二加热线206b并且读取在其对应分段中的第一传感器204a(如果存在的话)和第二传感器204b。在一些实施例中，当附接第二分段202b时，控制器122可以被配置用于控制第一加热线206a和第二加热线206b并且读取第一传感器204a(如果存在的话)和第二传感器204b；并且在不修改控制器122或加湿单元108的情况下，当未附接第二分段202b时，用于控制第一加热线206a并且读取第一传感器204a(如果存在的话)。因此，无论吸气支管202是包括第一分段202a和第二分段202b两者还是仅包括第一分段202a，都可以使用相同的控制器122和/或加湿单元108。例如，在吸气支管是单分段吸气支管(即，不是多分段吸气支管)，传感器204b在患者端处的情况下，可以使用相同的控制器122和/或加湿单元108。在一些实施例中，在不修改控制器122或加湿单元108的情况下，控制器122可以进一步被配置用于控制呼气支管210中的加热线212。因此，呼吸加湿***100可以在具有或没有第二分段202b附接和/或具有或没有呼气支管210附接的情况下工作。在一个示例实施例中，呼气支管控制装置是吸气支管加热线控制器的从属控制器。可替代地，呼气支管加热线可以独立于吸气支管加热线而被控制。

在一些实施例中，第一分段202a和第二分段202b被永久地接合在一起以形成用于气体传递的单个导管。如在此使用的，永久接合可以指如通过使用粘合剂、摩擦配件、包模、机械连接器等将分段202a、202b接合在一起，其方式使得难以将这两个分段分开。在一些实施例中，第一分段202a和第二分段202b被构造成可释放地联接。例如，在没有第二分段202b的情况下，第一分段202a可以用于气体传递，或者第一分段202a和第二分段202b可以联接在一起以形成用于气体传递的单个导管。在一些实施例中，第一分段202a和第二分段202b可以被构造成使得它们可以仅以一种构造联接在一起。例如，第一分段202a可以具有限定的腔端(例如，沿着加湿气体流至患者的方向最接近腔114或加湿单元108的端部)以及限定的患者端(例如，沿着加湿气体流至患者的方向最接近患者的端部)，其中，该腔端被构造成联接至在腔114和/或加湿单元108处的部件。第二分段202b可以具有限定的腔端以及限定的患者端，其中，该腔端被构造成仅联接至第一分段202a的患者端。第一分段202a的腔端可以被构造成不与第二分段202b的任一端联接。类似地，第一分段202a的患者端可以被构造成不与第二分段202b的患者端联接。类似地，第二分段202b的患者端可以被构造成不与第一分段202a的任一端联接。因此，第一分段202a和第二分段202b可以被构造成仅以一种方式联接从而形成用于气体传递的单个导管。在一些实施例中，第一分段202a和第二分段202b可以被构造成以各种构造进行联接。例如，第一分段202a和第二分段202b可以被构造成不包括限定的患者端和/或限定的腔端。作为另一个示例，第一分段202a和第二分段202b可以被构造成使得第一分段202a的患者端和/或腔端可以联接至第二分段202b的腔端和患者端中的任一端。类似地，第一分段202a和第二分段202b可以被构造成使得第二分段202a的腔端和/或患者端可以联接至第二分段202b的腔端和患者端中的任一端。

呼吸加湿***100可以包括中间连接器214，该中间连接器可以被构造用于电气地耦合吸气支管202的第一分段202a与第二分段202b的元件。中间连接器214可以被构造成用于将第一分段202a中的加热线206a电气地耦合至第二分段202b中的加热线206b从而使能够使用控制器122控制加热线206a、206b。中间连接器214可以被构造用于将第二分段202b中的第二传感器204b电气地耦合至第一分段中的第一传感器204a，从而使得控制器122能够获取其对应的输出。中间连接器214可以包括使能够选择性地控制加热线206a、206b和/或选择性地读取传感器204a、204b的电气部件。例如，中间连接器214可以包括在第一模式中通过第一加热线206a并且在第二模式中通过第一加热线206a和第二加热线206b引导功率的电气部件。中间连接器214上所包括的电气部件可以包括：例如但不限于电阻器、二极管、晶体管、继电器、整流器、开关、电容器、电感器、集成电路、微控制器、微处理器、RFID芯片、无线通信传感器、光学传感器等。在一些实施例中，中间连接器214可以被构造成在吸气支管202内部，从而使得其基本上屏蔽外部元素(例如，来自吸气支管202外部环境的少于1％的水、颗粒、污染物等接触到中间连接器214)。在一些实施例中，中间连接器214上的一些电气部件可以被构造成与吸气支管202内的加湿气体物理地隔离开，从而减少或防止可能由暴露到湿气中而导致的损坏。在一些实施例中，中间连接器214可以包括相对廉价的无源电气部件以减少成本和/或提高可靠性。

吸气支管202可以包括传感器204b，并且可以可选地在吸气支管的各个分段202b、202a中包括传感器204b。第一传感器204a可以被定位接近第一分段202a的端部、靠近保温箱208，从而使得从第一传感器204a得出的参数对应于进入第二分段202b的加湿气体的参数。第二传感器204b可以被定位接近第二分段202b的端部，从而使得从第二传感器204b得出的参数对应于被传递至患者或使用者的加湿气体的参数。传感器204a(如果存在的话)、204b的输出可以作为反馈被发送至控制器122以用于控制功率传递至吸气支管202a、202b的分段的加热元件206a、206b。在一些实施例中，传感器204a、204b中的一者或两者可以是温度传感器、湿度传感器、氧气或气体浓度/组成传感器、流量传感器等等。温度传感器可以例如是任何适当类型的温度传感器，包括但不限于热敏电阻器、热电偶、数字温度传感器、晶体管等等。由传感器提供或从其中得到的参数可以例如包括但不限于温度、湿度、氧气含量、流速或这些参数的任意组合等等。

控制器122可以被配置用于控制加热线206a和206b、接收来自传感器204a(如果存在的话)和204b的反馈、提供逻辑以控制至加热线206a和206b的功率、响应于来自传感器204a(如果存在的话)和/或204b的读数而调整对加热线206a和206b的控制、检测吸气支管202的第二分段202b的存在、从来自传感器204a(如果存在的话)和/或204b的读数中取得参数等等。在一些实施例中，控制器122包括被配置用于将电功率传递至加热线的电源。电源可以是交流或直流源。在一些实施例中，控制器122可以接收来自加热器板传感器130的输入。加热器板传感器130可以为控制器122提供与温度和/或加热器板120的功率利用率有关的信息。在一些实施例中，控制器122可以接收来自一个或多个传感器132的输入。任何合适的一个或多个传感器132可以被使用并且(多个)传感器132可以被定位在周围空气与加湿腔114之间或者在加压气源102与加湿腔114之间。在所展示的***中，(多个)传感器132被定位在加湿腔114的入口端口124上。(多个)传感器132可以感测气体流的流量、温度、湿度、压力、气体浓度或组成中的一种或多种。在一些实施例中，控制器122可以接收来自一个或多个传感器133的输入。一个或多个传感器133可以被定位在加湿腔114的输出端口126处或附近。一个或多个传感器133可以是温度传感器、湿度传感器、氧气传感器或气体浓度/组成传感器、流量传感器、压力传感器等等。温度传感器可以例如是任何适当类型的温度传感器，包括但不限于热敏电阻器、热电偶、数字温度传感器、晶体管等等。由传感器提供或从其中得到的参数可以例如包括但不限于温度、湿度、氧气含量或其他气体组成/浓度、流速、压力或这些参数的任意组合等等。

可以结合任何适当的患者接口。患者接口是广义术语并且将为本领域普通技术人员给出其平常的或习惯的含义(即，其不将局限于特殊的或自定义含义)并且包括但不限于罩(如气管罩、面罩和鼻罩)、鼻插管、用于腹腔镜手术或锁孔手术的外科手术插管以及鼻垫。

分段式吸气支管

图2A展示了用于与呼吸加湿***100一起使用的分段式吸气支管202的一部分，该分段式吸气支管202包括第一分段202a以及第二分段202b并且具有被构造用于在对应的分段202a和202b中将第一加热线206a联接至第二加热线206b以及(如果存在的话)将第一传感器204a联接至第二传感器204b的中间连接器214。联接两个分段202a和202b可以包括机械地联接这些分段以形成单个导管，通过该单个导管，加湿气体可以被传递至使用者，其中，机械地联接分段202a和202b可以导致通过中间连接器214电气地耦合对应的加热线206a、206b和对应的传感器204a(如果存在的话)、204b。

分段式吸气支管202可以包括结构216，该结构形成加湿气体可以通过的管腔。结构216可以包括在结构216的壁内形成的路径，该结构被构造用于容纳加热线206a或206b，从而使得加热线206a或206b屏蔽行进通过管腔的加湿气体和/或被结构216的外表面覆盖从而使得它们不被暴露。例如，结构216可以是螺旋复合管，其中，加热线路是被模制到管中的线圈。结构216可以包括任何类型的合适材料并且可以包括隔离材料和/或柔性材料。在一些实施例中，结构216和中间连接器214可以被构造成使得：当第一分段202a与第二分段202b机械地联接时，加热线206a和206b在中间连接器214之上缠绕，其方式使得这些加热线与中间连接器214电气地耦合。在一些实施例中，第一分段202a和/或中间连接器214可以排除用于链接至第二分段202b的任何悬空引线，由此帮助将第二分段202b链接至第一分段202a。

在第一分段202a和第二分段202b的补充端处的结构216可以被构造用于容纳中间连接器214。因此，中间连接器214可以在吸气支管202内部。在一些实施例中，第一分段202a和第二分段202b的补充端可以被构造用于使中间连接器214屏蔽行进通过吸气支管202的加湿气体。在一些实施例中，中间连接器214既在吸气支管202内部又屏蔽导管中的加湿气体，从而减少或消除中间连接器214上的电气连接的暴露。

在一些实施例中，第一加热线206a可以包括两根线218和220，并且第二加热线206b可以包括两根线222和224。在第一分段202a中的两根线218和220可以通过电气部件228彼此电气地耦合，其中，电气地耦合创建通过线218、电气部件228的至少一部分以及线220的电气通路。类似地，第二分段202b中的两根线222和224可以通过电气部件228彼此电气地耦合和/或在与中间连接器202b相对的分段202b的端部处如通过本文参照图3A、图3B、图8A、图8B、图9和图13更详细描述的患者端连接器(未示出)电气地短路在一起。通过在中间连接器214处联接第二分段202b的线222与224，吸气支管202处的患者端的电气连接被减少或被消除，这可以降低成本、***复杂性和/或对于患者的风险。

中间连接器214可以被配置成允许单个控制器控制到加热线206a、206b的功率，其中，控制器可以是如本文参照图1描述的加湿器控制器122。在一些实施例中，在没有任何附加的控制功能定位在中间连接器214上的情况下，加湿器控制器122对加热线进行控制。例如，中间连接器214可以包括没有任何逻辑电路***的无源部件，其中，这些无源部件将功率引导至如由控制器122所选择的加热线206a和/或206b。这可以允许使用相对廉价的部件来设计中间连接器214并且可以降低设计的复杂性。

在一些实施例中，在每个分段202a、202b中可以使用最多四根线来完成对两个分段202a和202b的加热。例如，在第一分段202a中，四根线可以包括第一加热线218、第二加热线220、信号传感器线228以及返回传感器线230。在第二分段202b中，四根线可以包括第一加热线222、第二加热线224、信号传感器线232以及返回传感器线234。通过在连接点226处将第二加热线222、224联接至第一加热线218、220，并且通过在连接点226处将第二传感器线232、234连接至第一传感器线228、230，控制器可以被配置用于在任一分段202a或202b中不包括多于四根线的情况下将功率独立地提供至第一加热线206a和第二加热线206b，并且用于从传感器204a(如果存在的话)和204b中独立地读取传感器数据。在一些实施例中，可以在每个分段中使用少于四根线(例如，使用3根线或使用2根线)或者在每个分段中使用多于四根线(例如，使用5根线、使用6根线、使用7根线、使用8根线或使用多于8根线)来完成加热线206a和206b的控制以及传感器204a(如果存在的话)和204b的读取。在一个示例实施例中，在每个分段中可以具有不同数量的线，使得具有更多线的分段相对不如具有更少线的分段那么柔性。例如，分段202a可能包括八根线，而分段202b可能仅包括四根线。在此示例中，分段202a将相对不如分段202b(该分段将相对更柔性)那么柔性。在另一个示例实施例中，第二细长构件可以包括第二细长构件和第三细长构件(即，使用两头挤压)。这样的第二细长构件和第三细长构件可以由连续的第一细长构件绕线分开，或者可以在第一细长构件的连续绕线之间彼此相邻。在此示例实施例中，第二细长构件和第三细长构件中的每一个可以包括一根线或多于一根线。以此方式，本领域技术人员可以确保为(多根)线提供足够的物理空间，以确保这些线彼此充分绝缘而不会产生火花或短路。

中间连接器214可以包括被配置成允许控制器122选择性地控制加热线206a、206b的电气部件228。控制器122可以被配置用于使用两种模式来控制吸气支管202的加热，其中，第一控制模式包括将功率提供至第一分段中的加热线206a，并且第二控制模式包括将功率提供至第一分段202a和第二分段202b中的加热线206a和206b。因此，控制器122可以被配置用于独立地控制加热线的部分。这种能力允许控制器122在第二分段202b不存在时通过根据第一控制模式单独地控制吸气支管的加热来控制吸气支管202的加热，由此允许呼吸加湿***100用在各种各样的环境中而不用修改控制器122或加湿单元108。在一些实施例中，控制模式可以包括功率仅被传递至第二分段202b中的加热线206b的模式。在一些实施例中，控制器122包括提供电流的电源。第一和第二控制模式可以是至少部分地基于由电源供应的电压，其中，正向电压或正向电流可以触发第一控制模式而负向电压或负向电流可以触发第二控制模式。在一些实施例中，电源将经整流的AC或DC功率提供至加热线206a、206b并且整流或极性变化触发控制模式的变化。通过切换控制模式，可以利用可切换输出信号的极性的电源来完成对呼吸电路200中的加热的控制。在一些实施例中，可以通过调整施加于加热线206a、206b的功率的占空比来调整提供给加热线206a、206b的功率量。例如，可以使用脉冲宽度调制(PWM)来为加热线206a、206b供电并且PWM信号的占空比可以被调整以控制所传递的功率。在另一个示例中，可以通过控制电源信号的幅值而调整提供给加热线206a、206b的功率量。

中间连接器214可以包括被配置成允许控制器122选择性地读取传感器204a(如果存在的话)、204b的电气部件230。可以通过使用电流源来完成选择性读取，其中，跨线228至230施加正向电流可能导致控制器122测量来自第一传感器204a的信号，并且跨线228和230施加负向电流可能导致控制器122测量来自第二传感器204b(或者如果第一传感器204a存在的话，来自第一和第二传感器204a、204b两者)的信号。控制器122可以使用来自传感器204a(如果存在的话)、204b的读数来使用例如脉冲宽度调制调整至加热线206a、206b的功率。第一传感器204a(如果存在的话)可以被定位接近第一和第二分段202a和202b的连接处或交叉处以便为控制器122提供进入第二分段202b的气体的参数，其可以对应于进入保温箱或其他这种具有不同环境温度的区域。第二传感器204b可以定位在第二分段202b的患者端处以便为控制器122提供被传递至患者的气体的参数或者在患者之前的最终件(如，Y型件)之前的气体的参数。控制器122可以使用这些读数来调整至加热线206a、206b的功率以便将吸气支管202的患者端处的气体的温度维持在目标温度或适当的温度处。目标温度或适当的温度可以至少部分地根据它被使用的应用和环境变换，并且可以约为37℃、约40℃、至少约37℃和/或小于或等于约38℃、至少约36.5℃和/或小于或等于约38.5℃、至少约36℃和/或小于或等于约39℃、至少约35℃和/或小于或等于约40℃、至少约37℃和/或小于或等于约43℃、或者至少约39.5℃和/或小于或等于约40.5℃。在一些实施例中，第二传感器204b可以定位在保温箱内部但是不附接于呼吸电路。例如，通过测量保温箱内部的参数，可以计算第二分段202b的温度。

如本文描述的，控制器122可以独立地控制在第一和第二控制模式中传递的功率量。至少部分地基于来自传感器204a(如果存在的话)和/或204b的反馈，控制器122可以独立地调整在第一和第二控制模式中传递的功率，由此导致第一和第二分段202a和202b之间变化的加热器功率比。

在包括第一传感器204a的一些实施例中，第一传感器204a被定位在吸气支管202内的气体流中。在一些实施例中，中间连接器214或第一分段202a可以包括机械部件，该机械部件减少穿过第一温度传感器204a的气体流中的湍流，这可以提高传感器204a的读数的准确性。例如，机械连接器可以具有空气动力学横截面。在一些实施例中，减少了湍流的机械部件(例如，在吸气导管内的叉型构件特征)也固定了在气体流中的传感器204a。在一些实施例中，中间连接器214和机械部件被构造用于将传感器204a与中间连接器214上的电气部件热隔离开，这例如在传感器204a是温度传感器的情况下可能是有利的。

在一些实施例中，中间连接器214包括除了在图2A中所展示的连接点26之外的附加连接点。另外的连接点可以用于将另外的功能结合到呼吸电路中，例如像结合存储器设备(PROM或闪速存储器或任何其他合适类型的存储器)、微控制器、另外的电路等等。在替代性实施例中，第二分段可以经由中间连接器可移除地联接到第一分段。中间连接器可以包括用于接纳第二分段上的相应连接器的插口或区域。第二分段上的连接器与中间连接器可以形成与第二分段的电气连接和气动连接，以便经由中间连接器来接合第一分段与第二分段。

具有包括微控制器的连接器的示例分段式吸气支管

图2B展示了呼吸加湿***100的示例实施例，该加湿***利用中间连接器214中的微控制器来测量用于控制加热的数据并且读取吸气支管202中的传感器值。在一些实施例中，一个或多个微控制器可以结合在传感器盒、加湿器、中间连接器214或这些的任何组合中。微控制器在被结合在例如传感器盒上时提供与本文描述的类似的功能。所展示的示例实施例使用一根加热线作为公共参考，该线连接至VN，并且连接至两根线HW1、HW2以及至公共参考的传感器线。示例实施例还在中间连接器214中将这两个传感器204a、204b的读数转换成数字信号以发送至加湿器控制器122。如本文参照图2E所描述的，通过将传感器204a(如果存在的话)、204b引用至公共参考点以及通过发送数字参数读数，这可以减少或消除隔离问题，该数字参数读数可以被传递通过在控制器122上的将隔离信号的光耦合器。使用此示例实施例可以允许两个独立的控制信道仅加热第一部分202a或者吸气支管第一和第二部分202a、202b以提供期望的、选择的或定义的加热控制。

图2C展示了针对吸气支管202的中间连接器214的框图，其中，该中间连接器214使用微控制器。该微控制器可用于测量来自热敏电阻器204a和204b的模拟信号，并且使用模拟数字转换器(ADC)将该模拟信号转换成数字信号。经转换的数字信号可以在单根数据线上被发送至加湿器控制器122。该数据线可以用于允许在该微控制器与加湿器控制器122之间进行通信以提供温度数据。在不发送数据时，通过拉高加湿器控制器122上的数据线，该数据线可以用于向微控制器提供功率。功率模块和数据线转换器可以包括电容器和二极管，从而使得当数据线为高时对电容器进行充电。已充电电容器可用于在数据线被用于通信时为微控制器供电。图2D展示了示例电源模块以及数据线转换器的电路图。在另一个示例实施例中，传感器204a(如果存在的话)、204b可以感测除温度以外的参数，如流速、湿度、压力等。在另一个示例实施例中，传感器204a(如果存在的话)、204b不是热敏电阻器而是某些其他的感测部件，例如光学传感器、电容式传感器、电阻式传感器或本领域中已知的其他常规传感器。

可以使用中间连接器214上的电流源或电压源驱动热敏电阻器来完成使用此配置的温度感测，因此这些热敏电阻器可以由微控制器读数。这可以使用例如晶体管或运算放大器来完成。可以使用基于时隙的方法来完成数据线通信，其中，可以在预定义时隙中发送和读取每个逻辑电平。以这种方式，可使用一根导线来允许加湿器控制器122与微控制器之间的双向通信。

加湿器控制器122可以包括参考号为VN的DC电源。可包括电容器，该电容器在加热线接通时可被充电并且在加热线被切断时可向微控制器提供功率。如图2E所展示的，加湿器控制器122可以包括双光耦合器电路1200。双光耦合器电路可以用来隔离信号并且用于控制器122与电源之间的双向数据通信。

在一些实施例中，校准数据可以存储在微控制器上，该校准数据可以在连接呼吸电路时被读取。在一些实施例中，可以存储部分标识号或序列号以确定所连接的电路的起点。

中间连接器板

图2F和图2G展示了中间连接器214的示例中间PCB 250，对应的附图展示了中间PCB 250的两侧。中间PCB 250包括用于加热线和传感器连接的连接焊盘252、254。连接焊盘252、254被构造成在中间PCB 250的相反侧以帮助与绕吸气支管螺旋缠绕的加热线的连接。

中间PCB 250包括针对传感器(如，热敏电阻器或其他温度测量部件、或湿度传感器、或流量传感器等)的传感器连接焊盘256。传感器可以通过中间PCB 250上的信号连接焊盘258耦合至二极管。如所展示的，中间PCB 250包括间隙262，该间隙被构造用于将传感器与其他电气部件和迹线热隔离开。在一些实施例中，间隙262可以用隔离材料填充以进一步热隔离连接至传感器连接焊盘256的传感器。此外，中间PCB 250可以被构造用于将传感器定位成与其他有源和/或无源电气部件分开，如具有突出特征257。

中间PCB 250包括电源连接焊盘260以供二极管通过中间PCB 250上的电迹线电气地耦合至加热线。二极管可以是参照图2K和图2M描述的二极管D1。电源连接焊盘260可以电气地耦合且热耦合至散热器264以帮助消散热量、以减小或最小化对耦合至传感器连接焊盘256的传感器的参数读数的准确度的影响。

图2H和图2I展示了包括中间PCB 250和中间连接焊盘263的中间连接器214的示例实施例。中间连接元件263可以被构造用于引导加湿气体的一部分通过由中间连接元件263形成的导管流过吸气支管。中间PCB 250上的可选传感器然后可以提供对应于流过中间连接元件263的气体的参数的信号，该参数表示在吸气支管中在那个点处的加湿气体的至少一个性质(例如，温度、湿度、流速、氧气百分比等)。在一些实施例中，中间连接元件263被构造用于为中间PCB 250提供机械支撑以将其定位在吸气支管内。在一些实施例中，中间连接元件263被构造用于提供机械支撑，以在中间连接器214处或附近将吸气支管的两个分段接合在一起。

中间连接器214包括在中间PCB 250的第一侧上的第一连接焊盘252以及在中间PCB 250的第二侧上的第二连接焊盘254，第二侧在中间PCB 250的相反侧上。如本文描述的，第一连接焊盘252和第二连接焊盘254可以被构造用于为在分段式吸气支管的对应的第一分段和第二分段中的加热线提供电接触。在一些实施例中，在吸气支管的分段中的加热线是螺旋缠绕的。中间PCB 250被构造用于将在第一分段中的螺旋缠绕的加热线和/或信号线(例如，温度传感器线)电气地耦合至在第二分段中的螺旋缠绕的加热线和/或信号线。

在一些实施例中，中间PCB 250包括跨由中间连接元件263形成的管腔沿直径或弦线延伸的第一部分，从而使得中间PCB 250的一部分总体上将气体的流动路径的至少一部分二等分。可以由包模合成物对中间PCB 250的第一部分进行包模。中间PCB 250可以包括与第一部分相邻的在远离管腔的方向上从中间连接元件263的外部向外突出的第二部分251。中间PCB 250的第二部分251包括被构造用于接收来自吸气支管的第一分段的一根或多根线的一个或多个连接焊盘252。中间PCB 250可以包括与第一部分相邻的在远离管腔的方向上并且在与第二部分251相反的方向上从中间连接元件263的外部向外突出的第三部分253。第三部分253可以包括在中间PCB 250上的被构造用于接收来自吸气支管的第二分段的一根或多根线的一个或多个连接焊盘254。中间PCB 250可以包括一根或多根导电迹线，该一根或多根导电迹线被构造用于将第二部分251的一个或多个连接焊盘252电气地耦合至第三部分253的一个或多个连接焊盘254并且被构造用于提供在吸气支管的第一分段中的线与第二分段中的线之间的电连接。

中间连接器电路

图2J展示了示例中间连接器214的电路图，该电路图包括用于为呼吸电路的分段式吸气支管中的加热线提供功率的有源整流电源，其中，该电路被配置用于在第一模式中为在吸气支管的第一分段中的加热线R1和R2供电并且在第二模式中为在两个分段中的加热线R1、R2、R3和R4供电。通过提供在中间连接器214上的二极管D1和D2以及开关S1和S2，可以通过加热线R1和R2或者通过加热线R1、R2、R3和R4交替地施加功率，其中，电阻器表示加热线。

在附图中使用对应于电源的终端的VP和VN来表示电源。在实施例中，电压源是交流(AC)电源。替代性地，电源可以是直流(DC)电源。尽管在此实施例中被描述为二极管，D1和D2可以包括多种不同类型的流控制设备中的任何一种，如例如但不限于整流器、晶体管、继电器、开关、双向整流器、场效应晶体管、晶闸管(SCR)、恒温器等等。

开关S1和S2在电源的VP和VN端之间切换。在实施例中，开关S1和S2每半个周期的AC电源周期切换一次，从而使得在每半个周期期间从电源提取几乎相等的电流。在图2B中所展示的电路可以用于在两种模式中控制加热器R1、R2、R3和R4，其中，第一控制模式对应于仅将功率提供给R1和R2，并且第二控制模式对应于将功率提供给R1、R2、R3和R4。为了仅将功率提供给在第一分段202a中的加热器R1和R2(对应于第一控制模式)，在电源的正向周期期间开关S1连接至VP且开关S2连接至VN，并且在电源的负向周期期间开关S1连接至VN且开关S2连接至VP。在第一控制模式中，电流流过R1、R2和D1，而D2阻止电流流过R3和R4。为了将功率提供给在第一和第二分段202a、202b中的加热器R1、R2、R3和R4(对应于第二控制模式)，在电源的正向周期期间开关S1连接至VN且开关S2连接至VP，并且在电源的负向周期期间开关S1连接至VP且开关S2连接至VN。在第二控制模式中，电流流过R1、R2、R3、R4和D2，而D1防止电流跨线短路以旁路掉加热器R3和R4。可以通过为***添加逻辑的硬件或软件来完成开关S1与S2的切换。在一些实施例中，开关S1与S2的切换是在AC电源周期的过零点处执行的。在一些实施例中，过零点电路***的下降沿和上升沿不被延迟相同的量并且电路在过零点附近是无效的。因此，开关S1与S2的切换可以在有或者没有过零点切换检测和/或逻辑的情况下被执行。

二极管D1和D2可以耗散电路中的功率，并因此生成热量。在一些实施例中，可以使用肖特基二极管，其中，令人期望的是在相对高温的环境中减少功率耗散。肖特基二极管可以在最大结温附近工作以减少或最小化功率耗散，这在本文描述的呼吸加湿***的某些实施方式中可以是令人期望的。在一些实施例中，传感器204a(如果存在的话)的温度读数可能被由二极管生成的热量影响。为了减少这种影响，二极管可以热连接至电路的气流路径。为了减少这种影响并消散由二极管生成的热量，散热器或散热垫可以被包括在热耦合至周围环境的中间连接器214上。为了减少这种影响以及在中间连接器214上的其他部件的影响，如参照图2F和图2G描述的，传感器204a(例如，热敏电阻或其他温度传感器)可以与这些部件热隔离开并且物理地定位在相对远离其他部件处。

图2K展示了示例中间连接器214的另一个电路图，该电路图包括用于为呼吸电路的分段式吸气支管中的加热线提供功率的有源整流电源，其中，该电路被配置用于在第一模式中为在吸气支管的第一分段中的加热线R1和R2供电并且在第二模式中为在两个分段中的加热线R1、R2、R3和R4供电。如图2K中所示，可以仅提供二极管D1，并且仍然可以控制穿过加热线R1和R2或穿过加热线R1至R4的功率路径，如先前参照图2J所描述的。在图2J的电路中所示出的二极管D2被消除。在图2K中示出的仅具有一个二极管D1的电路可以导致由电路生成更少的热量、减少的部分成本以及更小的电路板。在图2K中示出的电路的剩余部分以与图2J的描述类似的方式工作。在没有D2的实施例中，如在图2K中所展示的，大多数电流流过R1、R2和D1，其中，仅剩余电流流过R3和R4。通过R3和R4的剩余电流是可忽略的，从而使得其不影响加湿***的性能。

除了关于图2J和图2K描述的AC操作之外，类似的电路可以用DC电源来操作。开关S1和S2可以至少部分地基于例如时间、电源的输出电流、来自传感器的反馈或其他控制输入而切换。在这种实施例中，在图2J或图2K中所展示的电路还可以用于在两种模式中控制加热器R1、R2、R3和R4，其中，第一控制模式对应于仅将功率提供给R1和R2，并且第二控制模式对应于将功率提供给R1至R4。为了仅将功率提供给在第一分段202a中的加热器R1和R2(对应于第一控制模式)，开关S1连接至VP且开关S2连接至VN。在第一控制模式中，电流流过R1、R2和D1。在图2J所示的电路中，D2防止电流流过R3和R4。然而，如图2K所示，D2是可选部件。为了将功率提供给在第一和第二分段202a、202b中的加热器R1、R2、R3和R4(对应于第二控制模式)，开关S1连接至VN且开关S2连接至VP。在第二控制模式中，电流流过R1、R2、R3、R4，而D1防止电流跨线短路以旁路掉加热器R3和R4。如先前所描述的，可以通过向***添加逻辑的硬件或软件来完成切换。

传感器电路

图2L和图2M展示了呼吸加湿***100中的示例电路图，其中，该电路600被配置用于从两个传感器R1和R2读取数据。参照图2L和图2M，传感器R1和R2使用电阻器来表示，但是可以使用任何适当类型的传感器，如例如但不限于温度传感器、湿度传感器、流量传感器、氧气传感器等。在一些实施例中，传感器可以是温度传感器，如热敏电阻器。在这类实施例中，传感器R1和R2对应地表示在中间连接器214处的第一热敏电阻器以及在呼吸电路200的患者端处(例如，在患者端连接器上)的第二热敏电阻器。可以结合电流源或电压源以及在加湿器控制器122中的开关使用电路600使用呼吸电路200中的两根线来测量两个热敏电阻器R1和R2。虽然参照图2L和图2M的描述涉及热敏电阻器，其可应用于其他适当的传感器，该传感器影响被提供至与其相关联的电路中的电压和/或电流。

为了选择性地读取传感器R1和R2，通过线602和604供应任一极性的电流。为了测量患者端传感器R2，加湿器控制器122设置开关以将顶部电流源连接至地。电流然后通过R2从底部电流源流出并且通过开关流至地。电流被二极管D1阻止流过R1。加湿器控制器122可以被配置用于测量从底部电流源至地的电压降，并且用于至少部分地基于所供应的电流和测量的电压推导出传感器R2的电阻值。为了测量定位在中间连接器214处的传感器R1，加湿器控制器122可以读取患者端传感器R2并记录结果。加湿器控制器122然后可以设置开关以将底部电流源连接至地。电流然后通过R1和R2从顶部电流源流出并且通过开关流至地。加湿器控制器122可以被配置用于测量从顶部电流源至地的电压降，并且用于至少部分地基于所供应的电流、测量的电压以及从测量R2的电阻值所记录的结果中推导出传感器R1的电阻值。在一些实施例中，在推导R1电阻值的过程中解释跨D1的电压降。在图2L所展示的实施例中，通过将D1放置在R1附近，可以计算二极管D1的温度，该温度可以用于进行对跨D1的电压降的计算。图2L中所展示的配置的一种潜在的优点在于对在患者端处的传感器R2的测量可以更加准确，因为这些测量是在没有经过二极管的情况下完成的(如在图2M的实施例中所展示的)，这会引入不确定性或误差。

在一些实施例中，如在图2M中所展示的，附加的二极管D2可以被添加至中间连接器214。在此类实施例中，加湿器控制器122可以被配置用于以与图2L中所展示的以及上文描述的实施例类似的方式测量传感器R1和R2。差异在于，当测量传感器R1时，电流流过R1和D1而不流过R2，因为二极管D2阻止电流流过R2。以此方式，传感器R1的测量可以基本上与传感器R2的隔离或分隔开。类似于传感器R1的电阻值的推导，可以在推导传感器R2的电阻值的过程中解释跨二极管D2的电压降。通过将D1和D2放置在R1附近，可以计算二极管的温度，该温度可以分别用于进行对跨D1和D2的电压降的计算。

在某些实施例中，传感器R1、R2的测量是在运行在连接至图2L或图2M的电路的控制器中的软件中执行的。供应至电路的电流的方向和量可以由这种软件控制。可以通过使用例如模数转换器测量电压而获得传感器R1、R2的电阻值的准确测量。为了最小化或消除由二极管D1和/或D2引起的变化的影响，软件可以在同一方向上供应两个不同的电流(I1和I2)。这将导致对应于不同电流(I1和I2)的两个不同的电压读数(V1和V2)。使用这两种不同的电压和电流，软件可以求解二极管D1、D2的电压降以及传感器R1、R2的电阻值。例如，针对传感器R1，可以用以下等式求解电压降：V_降＝((V1*I2-V2*I1)/((V1-V2)/R2+I2-I1))。可以使用以下等式计算传感器R1的电阻值：R1＝(V2-V_降)/(I2-V2/R2)。在实施例中，经计算的V_降具有来自经测量的V_降中的恒定误差，该误差在软件中被校正。在实施例中，V_降由于误差补偿而增加了约15％。

用于与呼吸加湿***一起使用的分段式医疗管

图3A展示了示例复合管1201的一部分的侧平面图，该复合管可以结合参照图1描述的呼吸加湿***100一起使用。复合管1201可以用作吸气支管202并且可以如本文描述的被构造用于提供热有益性质，这些热有益性质帮助防止气体沿着管冷凝。复合管1201包括缠绕并接合以形成通道的多个细长构件，其中，该多个细长构件可以包括本文描述的一个或多个加热线。至少部分地基于嵌入在复合管1201的壁中的加热线，使用复合管1201作为吸气支管202可以减少冷凝和出雨(Rainout)并且沿着吸气支管202的长度维持更加令人期望的或目标温度特征曲线。复合管的壁可以提供更好的热质量，该更好的热质量抵抗温度变化并且增加壁相对于在支管202外部的环境温度的隔离效果。因此，沿着支管202的长度包括通过任意数量个不同温度环境的温度可以被更准确地控制并且在控制传递至患者的气体的温度时可以花费更少的功率或能量。在一些实施例中，复合管1201可以用作呼气支管210。

通常，复合管1201包括第一细长构件1203和第二细长构件1205。构件是广义术语并且将为本领域普通技术人员给出其平常的或习惯的含义(即，其不将局限于特殊的或自定义含义)并且包括但不限于整体部分、整体部件和差异部件。因此，尽管图3A展示了由两个不同的部件构成的实施例，将理解的是，在其他实施例中，第一细长构件1203和第二细长构件1205还可以表示由单个材料形成的管中的区域。因此，第一细长构件1203可以表示管的中空部分，而第二细长构件1205表示为中空部分添加了结构支撑的管的结构支撑或增强部分。如本文描述的，中空部分和结构支撑部分可以具有螺旋构造。如本文描述的，复合管1201可以用于形成吸气支管202和/或呼气支管210、如以下描述的同轴管、或者如在本披露其他地方描述的任何其他管。

在此示例中，第一细长构件1203包括中空主体和管腔1207，该中空主体螺旋地缠绕以至少部分地形成具有纵向轴LA-LA的细长管，并且该管腔沿着纵向轴LA-LA延伸。在至少一个实施例中，第一细长构件1203是管。优选地，第一细长构件1203是柔性的。此外，第一细长构件1203优选地是透明的或者至少是半透明或半透光的。透光度允许护理者或使用者检查管腔1207的堵塞或污染或者用于确认水分的存在。各种各样的塑料(包括医用级别塑料)适用于第一细长构件1203的主体。合适材料的示例包括聚烯烃弹性体、块聚醚酰胺、热塑性共聚酯弹性体、EPDM-聚丙烯混合物以及热塑性聚氨酯。

第一细长构件1203的中空主体结构有助于复合管1201的隔离性质。隔离管1201是令人期望的，如本文解释的，其防止或减少热量损失。这可允许管1201从加热加湿器向患者传递气体，同时以减少的或最小的能量消耗基本上维持气体的经调节的状态。

第一细长构件的中空主体结构可以使用空气作为隔离体。复合管的壁可以提供更好的热质量，该更好的热质量抵抗温度变化并且增加壁相对于在管外部的环境温度的隔离效果。因此，沿着管的长度包括通过任意数量个不同温度环境的温度可以被更准确地控制并且在控制传递至患者的气体的温度时可以花费更少的功率或能量。进一步地，中空主体结构还使管内的气体与环境条件和变化的环境条件隔离开，或者以某种方式使他们隔离开。管可能暴露于在医院的不同部分中的不同条件下(例如，在不同的病房中，而且可能暴露于定位在管的部分上方的保温箱或风扇或毯子)。中空主体结构用于使气体与此类环境变化隔离开。另外的环境变化可以是可能发生在各种区域中(如例如，热带地区中)的温度和湿度的变化。

在至少一个实施例中，第一细长构件1203的中空部分是用气体填充的。气体可以是空气，空气由于其低热传导性(在300K处为2.62 x 10^-2W/m·K)以及非常低的成本而是令人期望的。还可以有利地使用比空气更粘性的气体，因为更高的粘性减少了对流热传递。因此，如氩气(在300K处为17.72 x 10^-3W/m·K)、氪气(在300K处为9.43 x 10^-3W/m·K)和氙气(在300K处为5.65 x 10^-3W/m·K)等气体可以提高隔离性能。这些气体中的每种气体是无毒的、化学惰性的、抑制燃烧的并且可商购的。第一细长构件1203的中空部分可以在管的两端处被密封，导致内部的气体基本上停滞。可替代地，该中空部分可以是一个二次气动连接，如用于从该管的患者端向一个控制器递送压力反馈的一个压力样品线。第一细长构件1203可以可选地是有穿孔的。例如，第一细长构件1203的表面可以在与管腔1207相对的向外表面上是有穿孔的。在另一个实施例中，第一细长构件1203的中空部分是用液体填充的。液体的示例可以包括水或具有高热容量的其他生物可容性液体。例如，可以使用纳米液体。具有合适热容量的示例纳米液体包括水和具有如铝物质的纳米颗粒。

第二细长构件1205也可以螺旋地缠绕并且在第一细长构件1203的相邻线匝之间与第一细长构件1203接合。第二细长构件1205形成细长管的管腔1207的至少一部分。第二细长构件1205充当第一细长构件1203的结构支撑。

在至少一个实施例中，第二细长构件1205在底部(最接近管腔1207)较宽并且在顶部较窄。例如，第二细长构件可以是一般三角形的、一般T形的或者一般Y形的。然而，满足相应第一细长构件1203的轮廓的任何形状都是合适的。或者，第二细长构件的形状可以被选择用于提高或降低给定分段的柔性。例如，该形状可以是正方形、矩形、梯形、菱形或平行四边形、五边形或其他多角形，或者该形状可以是此类形状的具有圆角的圆化(rounded)版本。

优选地，第二细长构件1205是柔性的，以有助于弯曲管。第二细长构件1205可以不如第一细长构件1203那么柔性。这提高了第二细长构件1205结构地支撑第一细长构件1203的能力。例如，第二细长构件1205的模量优选地是30MPa到50MPa(或大约30Mpa到50MPa)。第一细长构件1203的模量小于第二细长构件1205的模量。第二细长构件1205可以是固体的或大部分固体的。此外，第二细长构件1205可以包封或容纳导电材料，如细丝，并具体为加热丝或传感器(未示出)。加热丝可以使含水分的空气可以在其上形成冷凝的冷表面最小化。加热丝还可以用于改变复合管1201的管腔1207中的气体的温度特征曲线。各种各样的聚合物和塑料(包括医用级别塑料)适用于第二细长构件1205的主体。合适材料的示例包括聚烯烃弹性体、块聚醚酰胺、热塑性共聚酯弹性体、EPDM-聚丙烯混合物以及热塑性聚氨酯。在某些实施例中，第一细长构件1203和第二细长构件1205可以由相同的材料构成。第二细长构件1205还可以由与第一细长构件1203不同颜色的材料构成，并且可以是透明的、半透明的或不透明的。例如，在一个实施例中，第一细长构件1203可以由透明塑料构成，并且第二细长构件1205可以由暗蓝色(或其他颜色)塑料构成。

此螺旋缠绕的包括柔性中空主体以及整体支撑件的结构可以提供抗压性，同时使管壁足够柔性以准许在不扭结、咬合或塌陷的情况下短半径弯曲。优选地，如根据ISO5367：2000(E)在通过弯曲增加流动阻力的测试中所定义的，管可以绕25mm直径金属柱体弯曲而不扭结、咬合或塌陷。此结构还可以提供光滑的管腔1207表面(管孔)，该光滑的管腔表面帮助保持管免受沉积并且加快了气流。中空主体已被发现用于改善管的隔离性质，同时允许管保持轻质。

如以上所解释的，复合管1201可以用作呼吸电路中的呼气管和/或吸气管，或者呼吸电路的一部分。优选地，复合管1201至少用作吸气管。

图3B示出了图3A的示例复合管1201的顶部部分的纵向截面。图3B具有与图3A相同的取向。此示例进一步展示了第一细长构件1203的中空主体形状。如在此示例中所见，第一细长构件1203在纵向截面中形成多个中空泡状结构，这些中空泡状结构完全被封闭在复合管内。中空泡状结构可以用空气填充。第一细长构件1203的部分1209覆盖第二细长构件1205的相邻包裹物。第一细长构件1203的部分1211形成管腔壁(管孔)。

发现在第一细长构件1203的相邻线匝之间(即，在相邻泡状结构之间)具有间隙1213意外地改善了复合管1201的整体隔离性质。因此，在某些实施例中，相邻泡状结构被间隙1213分隔开。此外，某些实施例包括以下实现：在相邻泡状结构之间提供间隙1213增加了热传递电阻率(R值)并因此降低了复合管1201的热传递传导率。此间隙构造还被发现用于通过准许短半径弯曲而增加复合管1201的柔性。如在图3B中所示的T形第二细长构件1205可以帮助维持相邻泡状结构之间的间隙1213。然而，在某些实施例中，相邻泡状结构相接触。例如，相邻泡状结构可以键合在一起。

一种或多种导电材料可以沉积在第二细长构件1205上以用于加热或感测气流。在此示例中，两根加热丝1215被包封在第二细长构件1205中，各自在“T”的竖直部分的任一侧上。加热丝(也称为加热线)1215包括导电材料，如铝(A1)和/或铜(Cu)的合金、或者导电聚合物。优选地，形成第二细长构件1205的材料被选择为当加热丝1215达到其工作温度时不与加热丝1215中的金属起反应。细丝1215可以远离管腔1207间隔开，从而使得细丝不暴露于管腔1207中。在复合管的一端处，多对细丝可以形成连接环路。

在至少一个实施例中，多根细丝被布置在第二细长构件1205中。细丝可以电连接在一起以共享共轨。例如，第一细丝(如加热丝)可以被布置在第二细长构件1205的第一侧上。第二细丝(如感测细丝)可以被布置在第二细长构件1205的第二侧上。第三细丝(如接地细丝)可以被布置在第一细丝与第二细丝之间。第一、第二和/或第三细丝可以在第二细长构件1205的一端处连接在一起。

图3C示出了图3B中的泡状结构的纵向截面。如所示，覆盖第二细长构件1205的相邻包裹物的第一细长构件1203的部分1209由键合区域1217的程度表征。较大的键合区域提高了管在第一细长构件与第二细长构件接合处的抗分层能力。另外地或可替代地，珠泡和/或泡状结构的形状可以被适配成增加键合区域1217。例如，图3D示出了在左手侧的相对较小的键合区域。图4B也演示了较小的键合区域。相比而言，由于珠泡的尺寸和形状，图3E具有比图3D中所示出的键合区域大得多的键合区域。图4A和图4C也展示了较大的键合区域。以下更详细地讨论这些附图中的每个附图。应理解，尽管在图3E、图4A和图4C中的构造在某些实施例中可能是优选的，但如可能希望的，其他构造，包括图3D、图4B以及其他变体中的构造，可以被用在其他实施例中。

图3D示出了另一根复合管的顶端部分的纵向截面。图3D具有与图3B相同的取向。此示例进一步展示了第一细长构件1203的中空主体形状并且演示了第一细长构件1203如何在纵向截面中形成多个中空泡状结构。在此示例中，泡状结构通过间隙1213彼此完全分隔开。一般三角形的第二细长构件1205支撑第一细长构件1203。

图3E示出了另一根复合管的顶端部分的纵向截面。图3E具有与图3B相同的取向。在图3E的示例中，加热丝1215相比图3B中的细丝1215彼此被更加远离地间隔开。发现增加加热丝之间的空间可以提高加热效率，并且某些实施例包括这种实现。加热效率指输入到管中的热量与从管输出或可回收的能量之比。通常而言，从管耗散的能量(或热量)越多，加热效率越低。为了改善加热性能，加热丝1215可以沿着管孔相等地(或近似相等地)间隔开。替代性地，细丝1215可以定位在第二细长构件1205的端部，这可以提供更简单的制造。

图4A示出了复合管的顶端部分的纵向截面。图4A示出了其中的第一细长构件(即，泡状结构)具有较大高度的复合管1201的实施例。在此示例中，泡状结构具有相对小的曲率半径并因此具有较大的曲率。并且，泡状结构的高度大约是第二细长构件1205的高度的三到四倍。

图4B示出了另一根复合管的顶端部分的纵向截面。图4B示出了其中的第一细长构件(即，泡状结构)在顶部上较扁平的复合管1201的实施例。在此示例中，泡状结构具有非常大的曲率半径但是具有很小的曲率。并且，泡状结构与第二细长构件1205的高度近似相同。

图4C示出了另一根复合管的顶端部分的纵向截面。图4C示出了其中第一细长构件(即，泡状结构)的宽度大于第一细长构件(即，泡状结构)的高度的复合管1201的实施例。在此示例中，泡状结构具有在图4A与图4B的曲率半径和曲率之间的曲率半径和曲率，并且泡状结构的上部部分的半径中心在泡状结构外部(如与图4A相比较的)。在泡状结构的左侧和右侧的拐点约在泡状结构的中间(在高度方向上)(如在图4A中，与泡状结构的底部部分相反)。并且，泡状结构的高度约为第二细长构件1205的高度的两倍，产生在图4A和图4B的泡状结构的高度之间的泡状结构的高度。

图4A的构造使来自管的热量损失最低。图4B的构造使来自管的热量损失最高。图4C的构造具有在图4A与图4B的构造之间的中间热量损失。然而，在图4A的构造中的较大外表面区域和对流热传递导致低效的加热。因此，在图4A至图4C的三种第一细长构件(即，泡状结构)布置中，图4C被确定为具有最佳总体热性质。当相同的热能量被输入到三个管中时，图4C的构造使得沿着管的长度的温度上升最大。图4C的泡状结构足够大以增加隔离空气体积，但不会大到足以导致显著的对流热量损失。图4B的构造被确定为具有最差的热性质，即，图4B的构造使得沿着管的长度的温度上升最小。图4A的构造具有中间热性质，并且相比图4C的构造，使得温度上升稍低。

应理解的是，尽管在某些实施例中图4C中的构造可能是优选的，但是可以如可能期望的在其他实施例中利用其他构造(包括图4A、图4B的那些构造以及其他变体)。

表1示出了图4A、图4B和图4C中的每个图中示出的第一细长构件(即，泡状结构)高度、管外径、以及构造的曲率半径。

表1

管(图X)	4A	4B	4C
				泡状结构高度(mm)	3.5	5.25	1.75
外径(mm)	21.5	23.25	19.75
				曲率半径(mm)	5.4	3.3	24.3

管的柔性

图5A至图5E提供了对第一细长构件和第二细长构件的修改的示例，这些修改可以改变复合管1201的柔性。管1201的几何形状还影响该管的机械性质。通过改变柔性和刚性，可以定制管1201的机械性质。应理解，下文中讨论的每种修改都独立地具有其所陈述的效果(即，如果所有其他条件保持相同)。但是，应理解，本领域的技术人员可以使用下文中描述的修改中的一种或多种来实现具有适当的适当的管腔孔、外径、外轮廓、美学外观，柔性/刚性、长度、隔离特性或其他所期望的特征的所期望的管。管的柔性可以参考如工业标准等所定义的标准，以便在不扭结、咬合或对管内流动的阻力增大过高的情况下进行弯曲。通过增加柔性，本披露设想了可以比所定义的标准更柔性的管。管具有增加的柔性可以表明管可以以较小的曲率半径和/或利用对管进行弯曲所需的力较小的方式进行弯曲。

直径

图5A展示了对管腔的直径和第一细长构件的直径的尺寸的改变。通过增大第一细长构件的泡状结构的尺寸，管1201的柔性将增加。相比而言，较小的泡状结构尺寸将产生管1201的更刚性的区域。例如，第一细长构件的直径可以在1.0mm(或约1.0mm)到6.0mm(或约6.0mm)的范围内。

通过增大管的内径，管1201的柔性将增加。相比而言，较小的管内径将增加管1201的柔性。例如，管的内径可以在约6.0mm(或约6.0mm)到约30.0mm(或约30.0mm)的范围内。通过改变管1201的内径，可以在患者接口附近具有较小内径，这可以提高患者的舒适度、增加美感并降低接口的侵入性。

壁厚度

在图5B的示例中，第一细长构件1203中形成管腔的壁的内部部分1211的截面厚度小于外部部分的厚度。因为图5B的构造导致在管腔附近的泡状结构更薄，所以这种构造在复合管1201被弯曲成∩形状时允许内部部分1211更容易被压缩或“打褶”。因此，某些实施例包括以下实现：其中内部部分1211的截面厚度小于外部部分的截面厚度的构造可以通过允许较短半径的弯曲来提高复合管1201的柔性。此外，某些实施例包括以下实现：总体管柔性可以通过提供具有可变截面壁厚度的第一细长构件1203来增加。期望的是，内部部分1211的厚度小于外部部分的厚度。

在至少一个实施例中，内部部分1211的厚度比外部部分的厚度小至少20％(或约20％)。例如，在某些实施例中，内部部分1211的厚度比外部部分的厚度小至少30％(或约30％)、至少40％(或约40％)、至少50％(或约50％)、或至少60％(或约60％)。在某些实施例中，内部部分1211的厚度比外部部分的厚度小27％(或约27％)。在某些实施例中，内部部分1211的厚度比外部部分的厚度小32％(或约32％)。在某些实施例中，内部部分1211的厚度比外部部分的厚度小58％(或约58％)。在某些实施例中，内部部分1211的厚度比外部部分的厚度小64％(或约64％)。

外部部分的厚度可以在0.14mm(或约0.14mm)到0.5mm(或约0.5mm)的范围内，并且优选地在0.20mm(或约0.20mm)到0.50mm(或约0.50mm)的范围内。内部部分1211的厚度可以在0.05mm(或约0.05mm)到0.30mm(或约0.30mm)的范围内，并且优选地在0.08mm(或约0.08mm)到0.15mm(或约0.15mm)的范围内。

间距

参照图5C，可以改变第一细长构件1203的绕线的间距(pitch)以影响管的柔性。间距是指一个构件的一根绕线到同一构件的下一绕线的间隔。例如，间距可以指从第一细长构件到下一第一细长构件、从第二细长构件到下一第二细长构件、构件的中间到下一中间的间隔等等。较小的间距可能导致第一细长构件1203的单个纵向横截面泡状结构的高度(H-H)大于宽度(W-W)。因为更大的高度增大了第一细长构件1203的泡状结构的外壁中的材料松弛的大小，所以这种构造可以通过允许较短半径的弯曲来增加复合管1201的柔性。因此，某些实施例包括以下实现：可以通过减小间距并提供具有比纵向截面宽度更大的纵向截面高度的第一细长构件1203来增加总体管柔性。应理解，虽然这种示例构造在某些实施例中可能是优选的，但如可能希望的，其他构造和变体可以被用在其他实施例中。例如，第一细长构件1203的纵向截面泡状结构的高度可以小于其宽度。

然而，本领域的技术人员应理解，通常，较宽的间距将提供更柔性的管(即，具有相对较大的W-W的泡状结构)。例如，具有较大高度H-H和较小宽度W-W的管将不如具有较大宽度W-W的管那么柔性。但是，较大的H-H和较大的W-W(相比较小的高度H-H和较大的宽度W-W)的交叉因子可以具有更大的柔性，因为W-W也对柔性有显著影响。

在至少一个实施例中，泡状结构高度(H-H)可以在1.2mm(或约1.2mm)到10mm(或约10mm)的范围内，如1.2mm(或约1.2mm)、1.7mm(或约1.7mm)、1.8mm(或约1.8mm)、2.7mm(或约2.7mm)、2.8mm(或约2.8mm)、3mm(或约3mm)、3.2mm(或约3.2mm)、3.5mm(或约3.5mm)、3.8mm(或约3.8mm)、4mm(或约4mm)、4.5mm(或约4.5mm)、7.7mm(或约7.7mm)或8.2mm(或约8.2mm)。在至少一个实施例中，泡状结构宽度(W-W)可以在1.7mm(或约1.7mm)到8mm(或约8mm)的范围内，如1.7mm(或约1.7mm)、3.2mm(或约3.2mm)、3.5mm(或约3.5mm)、4.0mm(或约4.0mm)、4.2mm(或约4.2mm)、5.2mm(或约5.2mm)、5.5mm(或约5.5mm)、6mm(或约6mm)、7mm(或约7mm)、7.5mm(或约7.5mm)或8mm(或约8mm)。

泡状结构高度(H-H)与泡状结构宽度(W-W)之间的关系可以被表达为比率。泡状结构高度(H-H)与泡状结构宽度(W-W)的比率等于0时，柔性最小。柔性随着该比率的增大而增加。在至少一个实施例中，泡状结构高度(H-H)与泡状结构宽度(W-W)的比率可以在0.15(或约0.15)到1.5mm(或约1.5)的范围内，如0.16(或约0.16)、0.34(或约3.4)、0.50(或约0.50)、0.56(或约0.56)、0.57(或约0.57)、0.58(或约0.58)、0.67(或约0.67)、0.68(或约0.68)、0.73(或约0.73)、0.85(或约0.85)、1.1(或约1.1)以及1.3(或约1.3)。

珠泡宽度

图5D展示了对第二细长构件的宽度的改变。第二细长构件1205可以是柔性的，以有助于对管进行弯曲。例如，第二细长构件1205的模量优选地是30MPa到50MPa(或大约30Mpa到50MPa)。第一细长构件1203的模量可以小于第二细长构件1205的模量。第二细长构件1205可以是固体的或大部分固体的。可以增大第二细长构件1205的宽度以改变管的柔性。在间距相同的情况下，第二细长构件1206的宽度较大将减小柔性(因为这也将有效地减小第一细长构件1203的宽度)。第二细长构件11205的宽度过大可能限制弯曲半径并导致管打褶或塌陷。在间距相同时，在第二细长构件1205处的宽度较大还减小可用于弯曲第一细长构件1203的内壁的自由长度，并因此产生较硬管。这还可能增强第一细长构件与第二细长构件之间的键合，从而减小第一细长构件的上部部分中的松弛长度。

扁平的泡状结构

图5E展示了其中的泡状结构在顶部上较扁平并且是实心的第一细长构件的实施例。第一细长构件的扁平主体可能减小管的柔性。扁平的泡状结构部分可能使管显著***。在一些实施例中，扁平的泡状结构可能大部分是实心的，但可能是稍微开口的(未示出)。

可变刚度管

图6A示出了示例可变厚度管301的纵向截面。一般来说，医疗管301包括细长导管303，该细长导管具有第一开口305、第二开口307、以及纵向轴线LA-LA。在此示例中，细长导管303具有总体上圆柱形的形状。然而，“导管”是广义术语，并且对本领域的普通技术人员给出了它的普通且惯用的含义(即，它不限于特殊或定制的含义)，并且包括(不限于)非圆柱形的通道。管腔309在第一开口305与第二开口307之间沿着纵向轴线LA-LA延伸。导管303在邻近第一开口305处比其在邻近第二开口307处更硬。

导管303包括壁311，该壁在第一开口305与第二开口307之间延伸并且围绕管腔309。在此示例中，壁311在导管303的邻近第一开口305的第一区域313中比在导管303的邻近第二开口307的第二区域315中更硬。壁311可以可选地是波纹状的、或具有波纹状的轮廓。如在此示例中所示出的，波纹状的轮廓可以包括交替的外部波峰(或环形突起)和内部波谷(或环形凹陷)。外部波峰可以对应于细长导管的具有最大内部半径和最大外部半径的位置，并且内部波谷可以对应于细长导管的具有最小内部半径和最小外部半径的位置。此类波纹可以具有环形的波纹或螺旋形的波纹形式。可替代地，壁311可以具有平滑的或非波纹状的轮廓。可选地，第一开口305在尺寸和形状上被构造成连接到加湿气体源(如上文所描述的加湿器)，并且第二开口307在尺寸和形状上被构造成连接到患者接口。例如，一个或多个端可以被构造成连接到连接端口，该连接端口促进有助于到患者接口和/或加湿器的连接。其他构造也可以是令人期望的。例如，在其他实施例中，第一开口305可以被构造成连接到患者接口，而第二开口307可以被构造成连接到呼吸机/鼓风机上，如上文描述的。

如下文更加详细描述的，管301可以可选地包括一个或多个导电(加热或感测)细丝。细丝的可选位置是：通常以不固定、螺旋的方式放置在管腔内；通常与外部护套结合放置成与管壁紧密外部接触，以将导电细丝固定在适当位置处并防止热量损失；或嵌入管壁中。

一般来说，管的总长度可以在1.0m到3.0m(或约1.0m到3.0m)之间、或在1.0m到2.0m(或约1.0m到2.0m)之间。优选地，管的长度为1.5m(或约1.5m)或1.8m(或约1.8m)。优选地，管腔的平均直径(考虑到由在可选的波纹中的波峰和波谷引起的直径的可变性)在9mm到30mm(或约9mm到30mm)之间。优选地，成年患者的管腔直径为20mm(或约20mm)或22mm(或约22mm)。优选地，新生儿患者的管腔直径为9mm(或约9mm)到15mm(或约15mm)。实际上，考虑了本文描述的可变刚度管可以被用作本领域中先前使用的管的代替，这些可变刚度管典型地具有在9mm与30mm之间的平均管腔直径以及在约1m与2.5m之间变化的长度。

还优选的是，抗碾压、抗在弯曲时在流动上的限制、抗扭结、抗在内部压力下在长度和/或体积上的变化、抗泄漏(在6kPa下，<25mL/min)的管具有较低的流动阻力(在最大额定流量下在压力上的增加小于0.2kPa)，并且在电力上是安全的。优选地，如根据ISO 5367：2000(E)在通过弯曲增加流动阻力的测试中所定义的，管可以绕25mm直径金属柱体弯曲而不扭结、咬合或塌陷。

区域之间刚度不同

再次参照图6A，优选地，导管303的邻近第一开口305的第一区域313比导管303的邻近第二开口307的第二区域315更硬。各种实施例包括在第一区域313与第二区域315之间具有与第一区域313和第二区域315不同的刚度特性(例如，在第一区域313和第二区域315的刚度特性中间的刚度特征)的一个或多个另外区域。例如，三区域管301可以赋予与两区域管301相比更好的弯曲轮廓。图6B中示出了示意性的三区域管301。此示例包括在第一区域313与第二区域315中间的第三区域321。

壁成分

在至少一个实施例中，壁由包括一种或多种聚合物的挤出物形成。优选的聚合物包括线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚烯烃塑性体(POP)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、增塑聚氯乙烯(PVC)、或这些材料中的两者或更多者的共混物。(多个)聚合物形成总挤出物的至少98.4(或约98.4)、98.5(或约98.5)、98.6(或约98.6)、98.7(或约98.7)、98.8(或约98.8)、98.9(或约98.9)、99.0(或约99.0)、99.1(或约99.1)、99.2(或约99.2)、99.3(或约99.)、99.4(或约99.4)、99.5(或约99.5)、99.6(或约99.6)、99.7(或约99.7)、99.8(或约99.8)、或99.9(或约99.9)的重量百分比(wt.％)。在具体实施例中，该挤出物包括99.488(或约99.488)wt.％或约99.49(或约99.49)wt.％的LLDPE。

在包括泡沫壁的实施例中，泡沫壁优选地为单片聚合物泡沫，例如，由单一挤出物的挤压形成。与由非泡沫壁提供的隔热的水平相比，泡沫壁可以有利地为管腔提供改善的隔热的水平。因此，在至少一个实施例中，壁将细长导管的内容物(例如流过气流通道的加湿气体等)与围绕医疗管的环境的可能的冷却效果隔热(例如，与围绕呼吸电路、或腹腔镜吹气***的环境空气隔离)。围绕医疗管的环境为(例如)医院病房或房间、手术室、家庭卧室、或患者可能位于的其他位置。

用于形成泡沫壁的示例方法包括将化学发泡剂添加到挤出物。化学发泡剂有时也称为起泡剂。化学发泡剂能够使该挤出物材料发泡，这作为该挤出过程的一部分或在其之后。

还应理解，例如通过物理而非化学发泡方法，其他发泡技术可以被用于形成泡沫壁。物理发泡方法包括当在压力下时将气体直接引入到挤出物中。随着挤出物被挤压，压力减小，从而使得气体膨胀。例如，一种此物理发泡技术包括在挤压点处或附近将气体发泡或注入到挤出物中。这样的一种或多种气体可以包括氮气、二氧化碳、戊烷或丁烷。

护套

在某些实施例中，细长导管303可以进一步包括护套327，如图6C中所示。护套327为部分或完全围绕壁311的构件。护套327可以在沿着壁311的位置处被固定到导管303的壁311或可以仅被固定到管301的端部。护套也可以通过分段式吸气管202的中间连接器214来固定。护套327可以用于将传导性细丝(如下文描述的)固定在适当位置处和/或防止由于冷空气流冲击管壁311而导致的热量损失。

尽管护套327可以被结合到包括平滑壁(未图示)、复合管1201或波纹状壁311的导管303中，但将此护套327与波纹状壁或复合管包括在一起可以是特别有利的。护套可以捕集波纹的相邻外部波峰(或环形突起)之间的空气。这可以帮助对穿过管腔309的气体进行进一步的隔离。

当护套327在壁311的周围被挤压时，例如，此挤压可以是对壁311的初始挤压的连续步骤，即，壁311的形成后的挤压步骤。此外，当外部护套327(例如)为在壁311周围的包裹物时，护套327可以被构造成距离以螺旋方式缠绕壁311的长度的带或带状物适当位置处。又进一步地，当外部护套327被预形成为中空管时，它可以被套到壁311的外部周围的位置上。

在一些实施例中，护套可以由网、编织物或织物覆盖物形成。这种护套的细丝的尺寸可以在0.05mm到1.0mm(或约0.05mm到约1.0mm)之间。优选地，细丝的尺寸为0.25mm(或约0.254mm)到0.28mm(或约2.8mm)。编织网可以由多种材料制成，如塑料或金属、或者天然纤维或合成纤维。在一个示例实施例中，护套优选地由聚对苯二甲酸乙二酯单丝形成。

在一个示例实施例中，护套27优选地是编织网，该编织网围绕呼吸电路支管的一个或多个分段，并且仅在将呼吸导管***连接器的端部处键合到支管。在另一个示例实施例中，护套位于呼吸导管壁的外部，并且在导管壁被固定的同时，该护套被固定在端连接器处并且围绕该端连接器或或在该端连接器下方。护套可以通过如本领域中已知的任何合适的方式来固定，如通过胶水、通过摩擦配合、通过包模或通过其他常规的固定方法来固定。

在一个示例实施例中，可以作为在形成导管的同时形成护套的联合(online)过程而将护套施加到呼吸导管，或者可替代地，可以在单独的过程中将预制的护套施加到呼吸导管。

在使用中，护套显著地有助于抑制呼吸电路支管本身的波传播效应(即，它抑制了管的位移)。尽管在一些实施例中，在护套与呼吸电路支管之间沿着导管的长度不存在键合，但是已经发现护套显著改善了在气体流动(特别是高频气体流动)下管的位移。另外，令人惊讶地发现，网状护套具有特别好的阻尼效果，因为当支管承受拉力时(如在治疗期间)，网的轴向或纵向拉伸会导致网状管径向收缩(如同手指陷阱玩具)，这会使网围绕管收紧并限制或抵抗可能发生的任何波传播或位移力。该径向收缩被管壁的外表面(例如，被复合管的第一细长构件和/或第二细长构件的另一个表面)抵抗，从而引起对呼吸电路支管的应变限制效果。此效果显著提高呼吸电路支管的强度和对位移力的抵抗，同时仍允许在定位过程中进行柔性弯曲。在此实施例中，优选地，选择编织细丝的材料、数量、编织间距和规格以改善导管的刚度。在网状护套的一个示例实施例中，网为每米10根(或约10根)到1000根(或约1000根)之间的纬纱。在网状护套的另一个示例实施例中，网为每米100根(或约100根)到500根(或约500根)之间的纬纱。在网状护套的另一个示例实施例中，网为每米200根(或约200根)到400根(或约400根)之间的纬纱。抑制管的位移通常可以指限制或抵抗在管在张力下(如在治疗期间)可能经受的任何波传播或位移力。这可能在治疗期间引起各种阻尼效果，如减小的位移大小、减小的位移频率、减小的管的弯曲曲率和/或整体减小的管的显著移动。

网状护套可以包括单根线股或细丝，或多于一根相邻的线股或细丝。例如，除了单根线股之外，网状护套还可以由2根到32根之间的相邻的细丝制成。护套中可以存在1或2或4或8或16或32或64或更多根相邻的线股。可以存在任何合适数量的编织物(包含如上所讨论的一根或多根细丝)，以便实现每米所期望的纬纱根数。例如，可以存在2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40或更多条编织物。在一个示例实施例中，合适的网可以每米具有在250根至350根的范围内的纬纱，该网由36条编织物制成，每条编织物包含2根相邻的细丝。

替代性阻尼特征

本领域的技术人员应理解，在仍允许弯曲运动的灵活性的同时，还存在其他适用于抵抗位移力的方式，如通过附接与管本身具有不同谐波频率响应的至少一个部件。

在一示例实施例中，阻尼特征是花键或至少一个花键。花键可以在管的内部(在管腔中或在侧壁中)或外部、与管同时形成或在与管无关的时间形成、与管成一体地形成或不与管一体地形成、基本上沿着管的分段的长度延伸或仅延伸管的分段的部分长度、与管同轴或不与管同轴。

在另一个示例实施例中，阻尼特征是至少一根加固杆(其由使得其在弯曲力下仍为柔性的材料制成)。加固杆可以在管的内部(在管腔中或在侧壁中)或外部、与管同时形成或在与管无关的时间形成、与管成一体地形成或不与管一体地形成、基本上沿着管的分段的长度延伸或仅延伸管的分段的部分长度、与管同轴或不与管同轴。

在一个示例实施例中，阻尼特征是至少一根肋状物。肋状物可以在管的内部(在管腔中或在侧壁中)或外部、与管同时形成或在与管无关的时间形成、与管成一体地形成或不与管一体地形成、基本上沿着管的分段的长度延伸或仅延伸管的分段的部分长度、沿着管轴向延伸或不沿着管轴向延伸、垂直于管的轴线延伸或不垂直于管的轴线延伸。

在一个示例实施例中，阻尼特征是至少一个膜。膜可以在管的内部(在管腔中或在侧壁中)或外部、与管同时形成或在与管无关的时间形成、与管成一体地形成或不与管一体地形成、覆盖在管上方或在管内、基本上沿着管的分段的长度延伸或仅延伸管的分段的部分长度、与管同轴或不与管同轴。

在一个示例实施例中，阻尼特征是编带、带或线。编带或带或线可以在管的内部(在管腔中或在侧壁中)或外部、与管同时形成或在与管无关的时间形成、与管成一体地形成或不与管一体地形成、覆盖在管上方或在管内、基本上沿着管的分段的长度延伸或仅延伸管的分段的部分长度、与管同轴或不与管同轴。编带或带或线可以在一侧或多侧上包括部分地或完全地沿着编带或带或线的长度延伸的粘合剂，或者可以不包括任何粘合剂，并且将以如本说明书中其他地方描述的那些方式的任何其他合适的方式保持在管上或管内。编带或带或线可以螺旋地缠绕在管周围。优选地，在管由螺旋缠绕的部件制成的情况下，螺旋缠绕的编带或带或线的间距与管的螺旋缠绕的部件的间距不同(更松或更紧的间距)。在替代性的实施例中，编带或带或线非螺旋地缠绕。在另一个示例实施例中，编带或带或线可以沿着管纵向延伸。在又另一个示例实施例中，编带或带或线包括螺旋缠绕的至少一个分段和非螺旋缠绕的至少一个分段。

(多个)端部或中间连接器还可以是用于接纳上文描述的阻尼特征的结构特征，如凹陷或凹槽、唇缘或狭槽。例如，在一个示例实施例中，至少一个连接器(如端连接器或中间连接器)包括用于接纳如上文描述的加强脊的凹陷或凹槽。应理解，此类阻尼特征可以通过本领域中的常规附接方式(例如，粘合剂、摩擦配合或包模)由(多个)连接器进行保持。本领域技术人员还应进一步理解，此类阻尼特征可以由任何合适的材料制成，如塑料、金属、天然纤维或合成纤维、硅树脂或其他合适的材料，包括本说明书中其他地方所描述的那些材料。

柔性呼吸管

图7A至图7B和图8A至图8E展示了各种柔性呼吸管的实施例。当为患者(尤其是新生儿患者)提供呼吸治疗时，可使用柔性管来改善管的定位和可用性。在呼吸加湿***内使用轻质柔性管可能导致在某些呼吸波形通过呼吸管传输时，例如执行高频振荡通气时，管经受振动和位移。在一些实例中，振动可能导致呼吸管显著移位，这可能会使患者的护理人员(例如开处方的医生、护士、治疗师或朋友和家庭成员)感到不快或引起他们的注意。此外，更刚性的管可能更难于适当地定位，并且可能导致对患者接口施加力负荷，这可能使患者不舒服，或者甚至可能造成伤害。参照7A至图7B和图8A至图8E描述的实施例提供了用于在操作期间抑制和控制呼吸管的振动和位移的各种解决方案。

参照7A至图7B和图8A至图8D，呼吸管具有第一分段402a和第二分段402b以及在第一分段402a与第二分段402b之间的中间连接器414。第一分段402a可以包括加湿器接口连接器404，该加湿器接口连接器具有用于在一端处与加湿腔联接，并在相反端处与中间连接器414联接的合适的配件。第二分段402b可以具有患者接口连接器406，该患者接口连接器具有用于在一端处与患者接口联接，并在另一端处与中间连接器414联接的合适的配件。管的分段402a、402b可以通过中间连接器彼此联接，以形成用于气体传递的单个导管。第一分段402a、第二分段402b和中间连接器414可以根据本文披露的各种实施例来构造。例如，可以分别根据分段202a和202b来实施分段402a、402b，并且可以根据中间连接器214来实施中间连接器414。

第二分段402b可以比第一分段402a短，并且，在某些实施方式中，第二分段402b可以约为第一分段402a的长度的一半。第一分段402a例如可以具有至少约0.5m和/或小于或等于约2m、至少约0.7m和/或小于或等于约1.8m、至少约0.9m和/或小于或等于约1.5m、或者至少约1m和/或小于或等于约1.2m的长度。第二分段402b例如可以具有至少约0.2m和/或小于或等于约1.5m、至少约0.3m和/或小于或等于约1m、至少约0.4m和/或小于或等于约0.8m、或者至少约0.5m和/或小于或等于约0.7m的长度。

参照图7A和7B，展示了呼吸管410的实施例。呼吸管410的第一分段402a和第二分段402b具有不同的柔性。与第二分段402b相比，第一分段402a更硬并且具有更高的刚度或刚性。更靠近患者接口的第二分段402b具有比第一分段402a更大的柔性。在一些实施例中，第一分段和/或第二分段可以具有可变的刚度，如关于图6A至图6C所描述的。例如，第一分段402a可具有恒定的刚度，而第二分段402b可以具有沿着分段的长度可变的刚度，使得第二分段402b的最接近患者接口的分段具有最高的柔性。通过包括较硬的分段402a，可以减小和抑制管的较大分段的振动和位移。可以通过改变管的结构来控制第一分段402a和第二分段402b的相对柔性。在一些实施例中，管的分段402a、402b可以是复合管，并且柔性可以改变，如本文关于图5A至图5E所讨论的。例如，相对于较硬的第一分段402a，较柔性的第二分段402b可以具有较薄的侧壁、较小的内径、较小的间距和/或较小的珠泡宽度中的至少一个。在一些实施例中，第二分段402b的第一细长构件(例如，1203)比第一分段402a的第一细长构件更窄并且更高。

另外，第一分段402a和第二分段402b可以由不同的材料制成。这可能导致第一分段402a和第二分段402b具有不同的刚度/柔度。可替代地，不同的材料可以被选择成使得第一分段402a和第二分段402b具有相似的刚度/柔度。在一个示例实施例中，不同的材料是具有不同的硬度和/或粘度的相同材料。在另一个示例实施例中，不同的材料是不同族或类别或类型的材料。

在另一个示例实施例中，一个或多个分段可以进行后处理以使分段更柔性或更不柔性。例如，一个或多个分段可以在挤出后进行交联。在又一个示例性实施例中，交联剂可以在外部固化(即，在管的外表面上固化)，但是在管的内表面上保持未被固化。可替代地，可以完成相反的操作，即，在管的内表面而非外表面上被固化。在又一个示例实施例中，多分段式管的一个或多个分段可以包括这样的后处理，而多分段式管的其他分段则不包括。

参照图8A至图8E展示了呼吸管420的实施例，其中，护套408覆盖管420的一个或多个分段。第一分段402a和第二分段402b可以具有相同的柔性。护套408可以类似于关于图6C描述的护套327。护套408可以部分或完全围绕管420的分段和/或连接器的外壁。护套408可以被施加在壁周围以作为挤压外层、作为壁周围的包裹物、或作为被滑动或拉动到在壁周围的位置中的套管。护套408可以具有任何必要的厚度，但厚度和所使用的材料应该与维持管的柔性的需要平衡。护套可以由网、编织物或织物覆盖物形成。护套408可被固定在沿着管的一个或多个位置处，或者可以仅被固定到管的分段的端部，如中间连接器、患者接口和/或加湿器接口。

网状护套或编织护套可以在线之间包括大量的孔，这些孔向周围环境开放。在那些孔很宽的情况下，应理解，网状护套或编织护套不充当重要的绝缘层。然而，申请人惊奇地发现，网状护套或编织护套在治疗期间起到抑制或吸收管的位移或移动的作用，从而使位移或移动的量下降到对护理人员而言常见且可接受的水平。此外，申请人已经发现，这种网状护套或编织护套不会抑制或限制管的柔性。

在图8A中，护套覆盖在管420的第一分段402a上。在图8C中，第一护套408a覆盖在管的第一分段402a上，并且第二护套408b覆盖在第二分段402b上。在类似于图8C的另一个示例实施例中，护套可以是沿着管的整个长度连续的，从中间连接器的下方穿过。在图8D中，第一护套分段408a覆盖在管的第一分段402a上，第二护套分段408b覆盖在第二分段402b上，并且第三护套分段408c覆盖在中间连接器414上。护套分段408a至408c可以是从加湿器接口连接器404延伸到患者接口连接器406的单个护套。在一些实施例中，护套可以分为两个或更多个护套。图8E展示了在加湿器接口连接器404到患者接口连接器406之间仅包括单个柔性管分段的管430的实施例。管430具有在管的整个长度上延伸的护套408。在一个示例实施例中，护套是薄壁式护套。

根据图7和图8应理解，可以基于本披露使用柔性、多个分段或单个分段和护套的所有组合。类似地，由于参照图5描述的任何修改，复合(或泡状结构)管可以变得更柔性或更不柔性。例如，具有中间连接器的分段式管可以在分段之间具有相同的柔性。因为具有中空主体的第一构件在管腔附近的侧壁比其暴露在大气中的侧壁更薄，所以该管可以比其他管更柔性；或者基于参照图5描述的其他参数，该管可以比其他管更柔性。该管可以在一个或所有分段上具有护套，并且护套可以在中间连接器的上方或下方穿过。可替代地，该管可以是沿着其长度具有恒定柔性的单分段管，如图8E所示。该管在整个长度上包括护套。在另一个实施例中，在8E中的管仅在管的长度的一部分上包括护套。在另一个实施例中，图8E中的单个管可以沿着其长度可以具有可变的柔性，如图6所示。可替代地，管可以具有在分段之间具有不同或相同的柔性的不同的分段。例如，患者端分段可以具有与加湿器端分段相比更大、更小或相等的柔性。类似地，如果存在多于两个的分段，则这些分段可以具有与管的其他分段相比更大、更小或相等的柔性。

已经参照附图描述了呼吸加湿***以及相关联的部件和方法的示例。附图示出了各种***和模块以及它们之间的连接。各种模块和***可以采用各种配置进行组合并且各种模块与***之间的连接可以呈现物理的或逻辑的联系。已经呈现出附图中的表示以清楚地展示原理，并且已经提供关于模块或***的划分的细节以便于描述而不是试图描绘单独的物理实施例。示例和附图旨在说明而非限制本文所描述的本发明的范围。例如，本文的原理可以应用于呼吸加湿器以及其他类型的加热***(包括外科加湿器)。本文的原理可以应用在呼吸应用中以及在其他场景中，其中，将沿着易受变化的环境温度影响的多个分段控制气体的温度。

如本文所使用的，术语“处理器”广义地指用于执行指令的任何适当设备、逻辑块、模块、电路或元件组合。例如，控制器122可以包括任何常规的通用单芯片或多芯片微处理器，诸如

处理器、

处理器、Power

处理器、

处理器、

处理器或者

处理器。此外，控制器122可以包括任何常规的专用微处理器，诸如数字信号处理器或微控制器。结合本文披露的实施例所描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以用被设计成用于执行本文所描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑设备、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件、或者其任何组合来实施或执行，或者可以是主处理器中的纯软件。例如，逻辑模块504可以是不利用任何附加的和/或特殊化的硬件元件的软件实施的功能块。控制器122可以被实施为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、微控制器和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器连同一个DSP核心、或任何其他这种配置。

数据存储装置可以指允许处理器存储并取得数据的电子电路***。数据存储装置可以指外部设备或***，例如，磁盘驱动器或固态驱动器。数据存储装置还可以指快速半导体存储装置(芯片)，例如，随机存取存储器(RAM)或各种形式的只读存储器(ROM)，这些数据存储装置直接连接至通信总线或控制器122。其他类型的数据存储装置包括磁泡存储器和磁芯存储器。数据存储装置可以是被配置用于将数据存储在非暂时性介质中的物理硬件。

尽管本文披露了某些实施例和示例，但是创造性的主题超出具体披露的实施例而扩展到其他替代性实施例和/或用途，并且扩展到其修改和等效物。因此，所附权利要求或实施例的范围不受本文描述的任何具体实施例限制。例如，在本文披露的任何方法或过程中，该方法或过程的动作或操作可以按任何适当的顺序执行并且不必局限于任何具体披露的顺序。可以以有助于理解某些实施例的方式依次将各种操作描述为多个离散操作；然而，描述的顺序不应解释为暗示这些操作是依赖于顺序的。此外，本文描述的结构可以体现为一体的部件或单独的部件。出于比较各个实施例的目的，描述了这些实施例的某些方面和优点。不一定所有这些方面或优点都由任何特定实施例实现。因此，例如，可以以实现或优化如本文所传授的一个优点或一组优点的方式来执行各个实施例，而不一定实现同样可以在本文传授或建议的其他方面或优点。

本文所使用的条件语言，例如尤其是“能够(can)”、“可以(could)”、“可能(might)”、“可(may)”、“例如(e.g.)”等，除非另外明确声明或在使用的背景下以其他方式进行理解，否则通常旨在传达：某些实施例包括而其他实施例不包括某些特征、元件和/或状态。因此，这类条件语言通常不旨在暗示特征、元件和/或状态无论如何都是一个或多个实施例所必需的。如本文所使用，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”、“包含(including)”、“具有(has)”、“具有(having)”或其任何其他变型旨在涵盖非排他的包括情况。例如，包括一系列元件的过程、方法、物品或者设备不一定仅限于那些元件，而是可以包括没有明确列出或者对于此类过程、方法、物品或者设备固有的其他元件。同样地，术语“或”以其包含的意义(而不是以其排他性含义)被使用，这样使得例如在用于连接一个元素的列表时，术语“或”是指列表中的一个、一些或所有元素。连接语言，如短语“X、Y和Z中的至少一者”除非特别地另外声明，否则以其他方式如所使用根据上下文被理解为传达项、术语等可以是X、Y或Z中的任一项。因此，这种连接语言通常旨在暗示某些实施例要求各自呈现至少一个X、至少一个Y以及至少一个Z。如本文所使用的，单词“约”或“近似”可以意味着值在所阐明的值的±10％内、±5％内或±1％内。

本文描述的方法和过程可以在由一个或多个通用和/或专用计算机执行的软件代码模块中具体化并且经由这些软件代码模块部分地或完全地自动化。单词“模块”是指体现在硬件和/或固件中的逻辑，或指软件指令的集合，可能地具有以例如C或C++的编程语言书写的入口点和出口点。软件模块可以被编译并链接到可执行程序、被安装在动态链接库中、或者可以用例如BASIC、Perl、或Python的解释性编程语言书写。将认识到，软件模块可以从其他模块或从它们自身被调用，和/或可以响应于检测到的事件或中断而调用。软件指令可以嵌入在固件中，诸如可擦除可编程只读存储器(EPROM)。将进一步认识到，硬件模块可以包括连接的逻辑单元(诸如，门和触发器)和/或可以包括可编程单元(诸如，可编程门阵列、专用集成电路和/或处理器)。本文所描述的模块可以被实施为软件模块，但是也可以表示在硬件和/或固件中。另外，尽管在一些实施例中，模块可以是单独编译的，但在其他实施例中，模块可以表示单独编译的程序的指令子集，并且可能不具有可用于其他逻辑编程单元的接口。

在某些实施例中，代码模块可以被实施和/或被存储在任何类型的计算机可读介质或其他计算机存储设备中。在一些***中，输入到***中的数据(和/或元数据)、由***生成的数据、和/或由***使用的数据可以存储在任何类型的计算机数据库中，诸如关系数据库和/或平面文件***。本文所描述的任何***、方法和过程可以包括被配置为准许与使用者、操作员、其他***、部件、程序等交互的接口。

应强调的是，可以对本文所描述的实施例进行许多变化和修改，其元素将被理解为在其他可接受的示例当中。所有此类修改和变化本文均旨在包括在本披露内容的范围内并且受所附权利要求保护。此外，前述披露内容的事项没有旨在暗示任何部件、特性或过程步骤是必要的或基本的。

Claims (54)

1.一种呼吸管，包括：

该呼吸管的第一分段，该第一分段具有第一柔性；以及

该呼吸管的第二分段，该第二分段具有第二柔性，其中，该第二柔性与该第一柔性不同。

2.如权利要求1所述的呼吸管，进一步包括：中间连接器，该中间连接器将该第一分段连接到该第二分段。

3.如权利要求1所述的呼吸管，进一步包括：基本上非柔性的分段，该基本上非柔性的分段将该第一分段连接到该第二分段。

4.如权利要求1至3中任一项所述的呼吸管，进一步包括：护套，该护套围绕该第一分段或该第二分段中的至少一个。

5.如权利要求4所述的呼吸管，进一步包括：该护套在该至少一个分段的至少部分长度上延伸。

6.如权利要求4所述的呼吸管，进一步包括：该护套基本上沿着该至少一个分段的整个长度延伸。

7.如权利要求4至6中任一项所述的呼吸管，其中，该护套被构造成在气体流动通过该呼吸管期间保持柔性并抑制位移。

8.如权利要求4至6中任一项所述的呼吸管，其中，该护套是网状护套。

9.如权利要求4至6中任一项所述的呼吸管，其中，该护套是编织护套。

10.如权利要求4至6中任一项所述的呼吸管，其中，该护套是壁式护套。

11.如权利要求4至10中任一项所述的呼吸管，其中，该中间连接器固定该护套的至少一端。

12.如权利要求4至11中任一项所述的呼吸管，其中，该中间连接器电气地且气动地连接该第一分段和该第二分段。

13.如权利要求4至12中任一项所述的呼吸管，其中，该护套覆盖该中间连接器。

14.如权利要求1至13中所述的呼吸管，其中，接近患者的分段更加柔性。

15.如权利要求1至14中所述的呼吸管，其中，该第一分段和该第二分段是复合管，该复合管具有第一细长构件和第二细长构件，该第一细长构件包括螺旋地缠绕以形成该呼吸管的至少部分的中空主体，并且该第二细长构件螺旋地缠绕并接合在该第一细长构件的相邻匝之间，该第二细长构件形成该呼吸管的该管腔的至少一部分。

16.如权利要求15所述的呼吸管，其中，该较柔性的分段的第一细长构件的截面宽度和高度分别比该较不柔性的分段的第一细长构件的截面宽度和高度更窄和更高。

17.如权利要求15所述的呼吸管，其中，该较柔性的分段具有以下各项中的至少一项：较小的内径、较小的间距、较小的第二细长构件宽度或较薄的侧壁。

18.如权利要求1至17中任一项所述的呼吸管，其中，该较柔性的分段比较刚性的分段在管腔处的侧壁更薄。

19.如权利要求18所述的呼吸管，其中，该较柔性的分段的第一细长构件包括接近气体管腔的侧壁，该侧壁比该较不柔性的分段的第一细长构件的接近气体管腔的侧壁更薄。

20.如权利要求1至19中任一项所述的呼吸管，其中，该呼吸管是呼吸电路中的吸气管。

21.如权利要求1至20中任一项所述的呼吸管，其中，该呼吸管的尺寸被确定以用于新生儿。

22.如权利要求1至21中任一项所述的呼吸管，进一步包括：加湿器端，该加湿器端被适配成连接到加湿器。

23.如权利要求1至22中任一项所述的呼吸管，进一步包括：患者端，该患者端被适配成连接到患者接口。

24.一种呼吸管，包括：

该呼吸管的第一分段，该第一分段具有第一柔性；

覆盖该第一分段的护套，其中，该护套被构造成在气体流动期间维持柔性并抑制位移。

25.如权利要求24所述的呼吸管，进一步包括：

该呼吸管的第二分段，该第二分段具有第二柔性；以及

中间连接器，该中间连接器将该第一分段连接到该第二分段。

26.如权利要求25所述的呼吸管，其中，该第二柔性与该第一柔性相同。

27.如权利要求25所述的呼吸管，其中，该第二柔性与该第一柔性不同。

28.如权利要求25至27中任一项所述的呼吸管，其中，该中间连接器固定该护套的至少一端。

29.如权利要求25至28中任一项所述的呼吸管，其中，该护套围绕该第一分段或该第二分段中的至少一个，并且延伸该至少一个分段的至少部分长度。

30.如权利要求25至28中任一项权利要求所述的呼吸管，其中，该护套围绕该第一分段或该第二分段中的至少一个，并且基本上沿着该至少一个分段的整个长度延伸。

31.如权利要求25至28中任一项所述的呼吸管，其中，该护套围绕该第一分段和该第二分段，并且延伸每个分段的至少部分长度。

32.如权利要求25至31中任一项所述的呼吸管，其中，该第一分段是复合管，该复合管具有第一细长构件和第二细长构件，该第一细长构件包括螺旋地缠绕以形成该呼吸管的至少部分的中空主体，并且该第二细长构件螺旋地缠绕并接合在该第一细长构件的相邻匝之间，该第二细长构件形成该呼吸管的该管腔的至少一部分。

33.一种呼吸管，包括：

该呼吸管的加湿器端分段，该加湿器端分段具有第一柔性；

该呼吸管的患者接口端分段，该患者接口端分段具有第二柔性，其中，该第二柔性与该第一柔性相同；以及

覆盖该加湿器端分段的护套，其中，该护套被构造成在气体流动期间维持柔性并抑制位移。

34.如权利要求33所述的呼吸管，进一步包括：中间连接器，该中间连接器将该加湿器端分段连接到该患者接口端分段。

35.如权利要求34所述的呼吸管，其中，该中间连接器固定该护套的至少一端。

36.如权利要求33至35中任一项所述的呼吸管，其中，该护套在该加湿器端分段的至少部分长度上延伸。

37.如权利要求33至35中任一项所述的呼吸管，其中，该护套基本上沿着该加湿器端分段的整个长度延伸。

38.如权利要求33至35中任一项所述的呼吸管，其中，该护套围绕该加湿器端分段和该患者接口端分段，并且延伸每个分段的至少部分长度。

39.如权利要求33至38中任一项所述的呼吸管，其中，该加湿器端分段是复合管，该复合管具有第一细长构件和第二细长构件，该第一细长构件包括螺旋地缠绕以形成该呼吸管的至少部分的中空主体，并且该第二细长构件螺旋地缠绕并接合在该第一细长构件的相邻匝之间，该第二细长构件形成该呼吸管的该管腔的至少一部分。

40.一种用于被加湿医疗气体的电路套件，该电路套件包括：

加湿腔；以及

吸气支管，包括：

该呼吸管的第一分段，该第一分段具有第一柔性；以及

该呼吸管的第二分段，该第二分段具有第二柔性，其中，该第二柔性与该第一柔性不同。

41.如权利要求40所述的电路套件，进一步包括：Y型件。

42.如权利要求40或41所述的电路套件，进一步包括：呼气支管。

43.如权利要求40至42中任一项所述的电路套件，包括：患者接口。

44.如权利要求40至43中任一项所述的电路套件，包括：中间连接器，该中间连接器将该第一分段连接到该第二分段。

45.如权利要求40至44中任一项所述的电路套件，包括：护套，该护套围绕该第一分段或该第二分段中的至少一个。

46.如权利要求40至45中任一项所述的电路套件，包括：干燥管线

47.一种呼吸管，包括：

该呼吸管的第一分段，该第一分段具有第一柔性；

该呼吸管的第二分段，该第二分段具有第二柔性；以及

被适配成将该第一分段连接到该第二分段的分段连接器，该分段连接器包括被配置用于将被传递到该第一分段的导电丝的功率选择性地提供给该第二分段的导电丝的连接电路。

48.如权利要求47所述的呼吸管，其中，该连接电路包括二极管。

49.如权利要求47或48中所述的呼吸管，其中，该二极管防止被传递到该第一分段的这些导电丝的具有第一极性的功率被传递到该第二分段的这些导电丝，并且其中，该二极管允许被传递到该第一分段的这些导电丝的具有第二极性的功率被传递到该第二分段的这些导电丝。

50.如权利要求47至49中任一项所述的呼吸管，其中，该连接电路被配置用于在第一模式中向该第一分段的这些导电丝提供功率而不向该第二分段的这些导电丝提供功率，并且该连接电路被配置用于在第二模式中既向该第一分段的这些导电丝又向该第二分段的这些导电丝提供功率。

51.如权利要求47至50中任一项所述的呼吸管，其中，该第二柔性与该第一柔性相同。

52.如权利要求47至50中任一项所述的呼吸管，其中，该第二柔性与该第一柔性不同。

53.如权利要求47至52中任一项所述的呼吸管，进一步包括：护套，该护套围绕该第一分段或该第二分段中的至少一个。

54.如权利要求47至53中任一项所述的呼吸管，其中，该中间连接器固定该护套的至少一端。

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