CN106413789A - 用于呼吸治疗装置的湿化器 - Google Patents

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Abstract

一种用于加湿输送到患者的气道的空气的湿化器可包括湿化室、贮存器和水输送机构。所述湿化室可包括保水特征件(例如吸芯)、用以加热湿化室的加热元件和配置为促进加湿的气流挡板。所述湿化器可进一步配置为用于执行一种或多种算法以便，例如，确定湿化器的状况和/或缓解任何检测到的故障。在某些模式中，所述湿化器也可包括控制所述湿化器的一个或多个部件的算法。

Description

用于呼吸治疗装置的湿化器
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年3月13日提交的澳大利亚临时专利申请案号AU2014900869、2014年3月24日提交的AU 2014901035，以及2014年11月11日提交的AU 2014904513的权益，其中的每一篇通过引用以其整体并于本文。
技术领域
本发明技术涉及与呼吸相关的障碍的检测、诊断、治疗、预防和改善中的一种或多种。具体地，本发明技术涉及医疗装置或设备，以及其用途。
背景技术
人类呼吸系统
人体的呼吸系统促进气体交换。鼻和嘴形成患者的气道入口。
气道包括一系列分支气管，当分支气管穿透更深入肺部时，其变得更窄、更短且更多。肺部的主要功能是气体交换，允许氧气从空气进入静脉血并排出二氧化碳。气管分成左主支气管和右主支气管，它们最终再分成末端细支气管。支气管构成传导气道，但是并不参与气体交换。气道的进一步分支通向呼吸细支气管，并最终通向肺泡。肺部的肺泡区域为发生气体交换的区域，且称为呼吸区。参见2011年由John B.West,Lippincott Williams&Wilkins出版的《呼吸系统生理学(Respiratory Physiology)》，第9版。
多种呼吸障碍的存在。
阻塞性睡眠呼吸中止症(OSA，Obstructive Sleep Apnea)是一种形式的睡眠呼吸障碍(SDB，Sleep Disordered Breathing)，其特征在于上气道在睡眠期间闭塞或阻塞。其起因于睡眠期间异常小的上气道和肌肉张力在舌、软腭及后口咽壁的区域中的正常损失的组合。该病征导致受影响患者停止呼吸，通常持续30秒至120秒的时间段，有时每晚200次至300次。这经常导致过度日间嗜睡，并可到导致心血管疾病和脑损伤。并发症状为常见障碍，尤其在中年超重男性中，但是受到影响的人可并未意识到这个问题。参见美国专利4,944,310(Sullivan)。
潮式呼吸(CSR，Cheyne-Stokes Respiration)是患者呼吸控制器的障碍，其中存在盛衰换气的律动交替期，引起动脉血液的重复性缺氧和复氧。由于重复性氧不足，所以CSR是可能有害的。在一些患者中，CSR与从睡眠中重复性微觉醒相关，这导致严重的睡眠中断、交感神经活动增加，以及后负荷增加。参见美国专利6,532,959(Berthon-Jones)。
肥胖换气过度综合征(OHS，Obesity Hyperventilation Syndrome)定义为严重肥胖和清醒时慢性高碳酸血症的组合，不存在换气不足的在其他已知原因。症状包括呼吸困难、晨起头痛和过度日间嗜睡。
慢性阻塞性肺病(COPD，Chronic Obstructive Pulmonary Disease)包括具有某些共同特征的一组下气道疾病中的任何一种。这些疾病包括空气流动阻力增加、呼吸的呼气阶段延长，以及肺的正常弹性的损失。COPD的示例为肺气肿和慢性支气管炎。COPD由慢性吸烟(主要风险因素)、职业暴露、空气污染和遗传因素所引起。症状包括：运动中呼吸困难、慢性咳嗽和产生痰液。
神经肌肉疾病(NMD，Neuromuscular Disease)是一个广义的术语，涵盖直接经由本质肌肉病理或间接经由神经病理损害肌肉功能的许多疾病和失调。一些NMD患者的特征在于进行性肌肉损伤，其导致移动机能损失、需要坐轮椅、吞咽困难、呼吸肌无力，并最终死于呼吸衰竭。神经肌肉障碍可分为快速进行性和慢进行性：(i)快速进行性障碍：特征在于肌肉损伤超过数月，且在几年内导致死亡(例如，青少年肌萎缩侧部硬化症(ALS，Amyotrophic lateral sclerosis)和杜氏肌肉营养不良症(DMD，Duchenne musculardystrophy))；(ii)可变或慢进行性疾病：特征在于肌肉损伤恶化超过数年，且仅轻微缩短预期寿命(例如，肢带型肌肉营养失调、面肩臂型肌营养失调和强直性肌营养失调)。NMD的呼吸衰竭的症状包括：渐增的全身虚弱、吞咽困难、运动中和休息时呼吸困难、疲惫、嗜睡、晨起头痛，以及注意力难以集中和情绪变化。
胸壁障碍是一组导致呼吸肌与胸廓之间无效率联接的胸廓畸形。所述障碍的通常特征在于限制性缺陷，并且负担长期高碳酸血症性呼吸衰竭的可能。脊柱侧凸和/或脊柱后侧凸可引起严重的呼吸衰竭。呼吸衰竭的症状包括：运动中呼吸困难、外周水肿、端坐呼吸、反复胸部感染、晨起头痛、疲惫、睡眠质量差以及食欲不振。
其他健康个体可利用该系统和装置来防止出现呼吸障碍。
治疗
鼻腔持续气道正压换气(CPAP，Nasal Continuous Positive Airway Pressure)治疗已用于治疗障碍性睡眠呼吸中止症(OSA)。假设持续气道正压换气用作气动夹板，并且可通过向前并远离后咽壁推挤软腭和舌来防止上气道闭塞。
非侵入式换气(NIV，Non-invasive ventilation)通过上气道向患者提供换气支持以帮助患者充分呼吸和/或通过完成呼吸功中的一些或全部来维持身体内适当的氧水平。换气支持经由患者界面提供。NIV已用于治疗CSR、OHS、COPD、MD和胸壁疾病。
侵入式换气(IV，Invasive ventilation)为不能够为自己进行有效呼吸的患者提供换气支持，并且使用气切管提供。
呼吸机可控制泵入患者体内的呼吸的时间和压力，并且监测患者进行的呼吸。控制和监测患者的方法通常包括容积周期法和压力周期法。容积周期法可包括压力调节容积控制(PRVC)、容积式换气(VV)和容积控制型持续性强制换气(VC-CMV)技术。除其他以外，压力周期法可包括辅助控制(AC)、同步化间歇性强制换气(SIMV)、控制型机械性换气(CMV)、压力支持换气(PSV)、持续气道正压换气(CPAP)，或者呼气末正压换气(PEEP)技术。
系统
系统可包括呼吸治疗装置(RPT)装置、空气回路、湿化器、患者界面和数据管理。
患者界面
患者界面可用于例如通过提供空气流将呼吸设备连接到其用户。空气流可经由面罩提供到鼻和/或嘴里、经由管提供到嘴里，或者经由气切管提供到用户的气管中。根据待施加的治疗，患者界面可与例如患者的脸部区域形成密封，从而促使气体以与环境压力有足够差异的压力(例如，大约10cmH2O的正压)进行输送，以使疗法生效。对于治疗的其他形式而言，例如氧气输送，患者界面可以不包括足以促进将大约10cmH2O的正压的气体输送到气道的密封。
患者界面的设计提出了若干挑战。脸部具有复杂的三维形状。鼻的尺寸和形状显著地因人而异。由于头部包括骨、软骨以及软组织，所以脸部的不同区域对机械力反应不同。下颌或下颌骨可以相对于头骨的其它骨骼移动。整个头部可以在呼吸治疗时间段的过程中移动。
由于这些挑战，一些面罩面临以下问题中的一个或多个：突出、不美观、昂贵、不相称、难以使用，以及特别是当佩戴很长一段时间时或者当患者不熟悉该系统时不舒服。例如，仅设计用于飞行员的面罩、设计成为个人防护装备的一部分的面罩(例如过滤面罩)、SCUBA面罩，或者用于施加麻醉剂的面罩对于它们原始的用途是可以接受的，但是长时期(例如几个小时)佩戴却没有理想的那么舒服。如果在睡眠期间佩戴面罩更是如此。
假设患者服从治疗，鼻腔CPAP治疗对于治疗某些呼吸障碍高度有效。如果面罩不舒服，或者难以使用，则患者可能不会服从治疗。由于往往建议患者定期清洗他们的面罩，如果面罩难以清洗(例如难以组装或拆卸)，则患者可能不会清洗他们的面罩，这可以影响影响患者的服从度。
虽然用于其它应用(例如飞行员)的面罩可不适合用于治疗睡眠呼吸障碍，但是经设计用于治疗睡眠呼吸障碍的面罩可以适用于其它应用。
基于这些原因，用于在睡眠期间递送鼻腔CPAP的面罩形成不同的领域。
呼吸压力治疗(RPT)装置
RPT装置的示例包括瑞思迈(ResMed)的S9AutoSetTM PAP装置和瑞思迈(ResMed)的StellarTM 150呼吸机。RPT装置可包含压力产生器，比如电动鼓风机或压缩气体贮存器，且可经配置成为将空气流供应至患者的气道。在一些情况下，可在正压下将空气流供应到患者的气道。RPT装置的出口经由空气回路连接至诸如如上所述的患者界面。在一些情况下，RPT也已称作气流产生器。
RPT装置可包括压力产生器、入口过滤器、多种传感器和基于微处理器的控制器。压力产生器可包括伺服控制马达、蜗壳和推进器。在一些情况下，马达的制动器可实施以更快速地减小鼓风机的速度，以便克服马达和推进器的惯性。制动可允许鼓风机更快地实现低压的压力状况，以与呼气同步而不管惯性。在一些情况下，压力产生器可包括阀，作为马达速度控制的替代，阀能够将生成的空气排放到大气中，作为用于改变输送给患者的压力的手段。除其他事项外，传感器可测量(诸如使用压力转换器等)马达速度、空气流率和出口压力。控制器可包括数据存储能力，具有或不具有集成式数据检索和显示功能。
现有装置的噪声输出水平表(仅一个样品，其在10cmH2O下使用在CPAP模式中的ISO3744规定的试验方法测量)。
装置名称 A加权声能级dB(A) 年(大约)
C系列“探戈”(C-Series Tango) 31.9 2007
装有湿化器的C系列“探戈” 33.1 2007
S8 Escape II 30.5 2005
装有H4i湿化器的S8Escape II 31.1 2005
S9 AutoSet 26.5 2010
装有H5i湿化器的S9 AutoSet 28.6 2010
湿化器
输送无加湿的空气流可引起气道变干。医用湿化器，或呼吸治疗装置的湿化器，可在需要时用于增加与环境空气相关的空气流的绝对湿度和/或温度，例如，患者可处于睡眠或休息时(例如，在医院)。结果，医用湿化器可以很小用于放置在床边，且它可经配置成在不加湿和/或加热患者周围环境的情况下，只加湿和/或只加热输送到患者的空气流。基于房间的系统(例如，桑拿浴、空气调节器、蒸发冷却器)，例如，也可加湿由患者吸入的空气，然而它们也会加湿和/或加热整个房间，这可引起居住者的不适。
使用具有压力产生器或RPT装置的湿化器和患者界面产生加湿气体，其最小化鼻粘膜干化和增加患者气道舒适度。另外，在较冷气候中，基本施加到在患者界面中或在患者界面周围的脸部区域的温暖空气要比冷空气更舒适。
呼吸湿化器以多种形式存在，且可以是经由空气通路联接到RPT装置的独立装置，可以与RPT装置集成在一起，或可经配置成直接联接到相关RPT装置。虽然已知的被动湿化器能够提供一定缓解，通常加热型湿化器可用于为空气提供充足湿度和温度从而使得患者感到舒适。湿化器可包含容量为几百毫升(ml)的贮水器或水桶、用于加热贮存器中的水的加热元件、能够改变潮湿程度的控制器，从RPT装置接收气体的气体入口，和其适于连接到空气回路的气体出口，空气通路将加湿气体输送到患者界面。
加热过渡加湿是使用RPT装置的加湿的示例性形式。在这种湿化器中，加热元件可以结合到位于水桶下方的加热板，且与水桶热接触。因此，热量主要通过传导从加热板传递到贮水器。来自RPT装置的空气流经过水捅中的加热水，产生由该空气流吸收的水蒸气。瑞思迈(ResMed)H4iTM和H5iTM湿化器是这种加热过渡湿化器的示例，其分别与瑞思迈(ResMed)S8和S9 RPT装置结合使用。
也可使用其他湿化器比如气泡或扩散湿化器或喷射湿化器。在气泡或扩散湿化器中，空气在水面下传导并且能够起泡回到顶部。喷射湿化器产生水的气溶胶且可使用挡板或过滤器使得粒子在离开湿化器前被去除或者蒸发。
加湿的替代形式由使用CounterStreamTM技术的瑞思迈(ResMed)HumiCareTM D900湿化器提供，该技术引导空气流在第一方向经过较大表面区域同时在第二相对方向提供加热水到较大表面区域。瑞思迈(ResMed)HumiCareTM D900湿化器可用于一系列侵入式呼吸器和非侵入式呼吸器。
现有技术湿化器5000的一个示例在图6A和图6B中示出，且包含保持一定容积液体(例如，水)的液体的贮存器5110，接收空气流的湿化器入口5002，和输送加湿空气流的湿化器出口5004。在如图6A和图6B所示的一些形式中，贮存器5110的入口和出口可以分别是湿化器入口5002和湿化器出口5004。贮存器5110可以是湿化器5000的可拆卸组件。湿化器5000可进一步包含湿化器支架5130，其可以适于接收贮存器5110且包含加热元件5220。贮存器5110可包含传导板5120，其经配置成能够将热量从加热元件5220有效传递到贮存器5110中的液体容积。
因此，在这种形式中，贮存器5110含有可用于加湿空气流的整个容积的水，且接收经过水的空气流和传递加湿空气流。因此，这种湿化器结构存在许多挑战，包括：该容积的水溢出的危险(例如，溢到RPT装置中或向患者)，达到足够的加湿输出、水容积的高热质量和根据贮存器5110的水容积变化的热质量变化。由于这些挑战，许多现有技术的湿化器会遭受下述的一种或多钟：预热时间长、冷却时间长、响应时间慢(例如，对期望加湿输出的改变)，在整个治疗期间对响应时间的改变以及尺寸较大。大尺寸可在容量和/或覆盖区将自身表现出来(即由湿化器覆盖的表面区域，或由湿化器有效覆盖而使得接触不到的表面区域)，例如这可使得湿化器较不适于放置在床边。根据本发明技术的湿化器5000试图改进或改善以上特征的一个或多个
发明内容
本发明技术旨在提供用于诊断、改善、治疗或预防呼吸障碍的医疗装置，其具有改善的舒适性、成本、功效、易用性和可制造性中的一者或多个。
本发明技术的第一方面涉及用于诊断、改善、治疗或预防呼吸障碍的设备。
本发明技术的另一方面涉及用于诊断、改善、治疗或预防呼吸障碍的方法。
本发明技术的一方面涉及一种用于增加由呼吸治疗装置输送至患者的气道的空气流的绝对湿度的湿化器。湿化器可以包含贮存器、湿化器室以及输送机构，所述贮存器配置为保持第一体积的水，所述湿化器室包含进气口、出气口、流动路径、湿化器吸芯、加热元件以及气流挡板，所述进气口配置为从压力装置接收空气流室，所述出气口配置为将空气流从具有增加的湿度的湿化器室的输送至患者界面，所述流动路径用于使空气流通过湿化器室，所述湿化器吸芯配置为保持第二体积的水，且湿化器吸芯具有轮廓化形状，以在所述流动路径的轴向方向上基本上包围所述空气流的所述流动路径的至少一部分，所述气流挡板配置为加长流动路径以使空气流通过湿化器室，所述输送机构配置为将水流从贮存器输送至湿化器吸芯，其中加热元件配置为对湿化器吸芯加热以蒸发第二体积的水以增加空气流的绝对湿度，且湿化器吸芯可从湿化器室中拆卸。
根据本发明技术的另一个方面，湿化器吸芯可以被各向异性配置。
根据本发明技术的另一个方面，湿化器吸芯可以进一步经配置使得芯吸速率在第一方向上比在第二方向上大。
根据本发明技术的另一个方面，第二方向可以是空气流的方向。
根据本发明技术的另一个方面，由湿化器吸芯包围的路径可以基本上是圆柱形的。
根据本发明技术的另一个方面，湿化器吸芯可以包含以下一项或多项：波纹、凹状、穿孔、多孔、编织、针织、纺织和烧结表面。
根据本发明技术的另一个方面，湿化器吸芯可以包含以下一项或多项：纸、亲水性纤维和纤维素纤维。
根据本发明技术的另一个方面，湿化器吸芯可以包含用于加热元件的衬底。
根据本发明技术的另一个方面，湿化器吸芯可以配置为保持2g至30g之间的水。
根据本发明技术的另一个方面，湿化器吸芯可以包含已加热区域和未加热区域。
根据本发明技术的另一个方面，未加热区域可以包含位于已加热区域上游的上游未加热区域。
根据本发明技术的另一个方面，上游未加热区域可以包含快于已加热区域的芯吸速率。
根据本发明技术的另一个方面，上游未加热区域的长度可以介于已加热区域的约5％至约20％之间。
根据本发明技术的另一个方面，未加热区域可以包含位于已加热区域下游的下游未加热区域。
根据本发明技术的另一个方面，下游未加热区域的长度可以介于已加热区域的约20％至约40％之间。
根据本发明技术的另一个方面，湿化器吸芯可以联接至框架。
根据本发明技术的另一个方面，框架可以配置为可拆卸地联接至湿化器室。
根据本发明技术的另一个方面，框架可以配置为从湿化器的外部拆卸。
根据本发明技术的另一个方面，框架可以包含握持表面。
根据本发明技术的另一个方面，框架可以配置为促进湿化器吸芯与加热元件之间的热接触。
根据本发明技术的另一个方面，框架可以进一步包含气流挡板。
根据本发明技术的另一个方面，加长路径可以是螺旋形的。
根据本发明技术的另一个方面，加热元件可以包含电阻式电气轨道。
根据本发明技术的另一个方面，电阻式电气轨道可以被设置在电路板上。
根据本发明技术的另一个方面，电路板可以是柔性电路板。
根据本发明技术的另一个方面，电阻式电气轨道可以包含一股或多股电阻线。
根据本发明技术的另一个方面，一股或多股电阻线可以在湿化器室的表面周围形成多个环路。
根据本发明技术的另一个方面，加热元件可以进一步包含用于固定多个环路的粘合剂。
根据本发明技术的另一个方面，输送机构可以配置为通过多个流体连接件将水流输送至湿化器吸芯。
根据本发明技术的另一个方面，输送机构可以经由预输送室流体地连接至湿化器吸芯。
根据本发明技术的另一个方面，流体连接件中的至少一个可以是阀。
根据本发明技术的另一个方面，输送机构可以包含泵。
根据本发明技术的另一个方面，湿化器可以进一步包含一个或多个配置为测量湿化器吸芯处的一个或多个温度的温度传感器。
根据本发明技术的另一个方面，多个温度传感器可以沿空气流的方向定位。
本发明技术的另一个方面可以进一步包含配置为指示湿化器吸芯的饱和状况的传感器。
根据本发明技术的另一个方面，温度传感器可以位于湿化器吸芯的最远离供水入口的外围处以指示饱和状况。
本发明技术的另一个方面可以进一步包含配置为在指示饱和状况时停止或减缓输送机构的传递的控制器。
本发明技术的一方面涉及一种用于增加由呼吸治疗装置输送至患者的气道的空气流的绝对湿度的湿化器的湿化器室。湿化器室可以包含进气口进气口、出气口、流动路径、湿化器吸芯，所述进气口配置为从压力装置接收空气流，所述出气口配置为将空气流从具有增加的湿度的湿化器室输送至患者界面，所述流动路径用于使空气流通过湿化器室，所述湿化器吸芯配置为保持一定体积的水，且湿化器吸芯具有轮廓化形状，以在所述流动路径的轴向方向上基本上包围所述空气流的所述流动路径的至少一部分。
根据本发明技术的另一个方面，湿化器吸芯可以被各向异性配置。
根据本发明技术的另一个方面，湿化器吸芯可以进一步经配置使得芯吸速率在第一方向上比在第二方向上大。
根据本发明技术的另一个方面，第二方向可以是空气流方向。
根据本发明技术的另一个方面，由湿化器吸芯包围的路径可以基本上是圆柱形的。
根据本发明技术的另一个方面，湿化器吸芯可以包含以下一项或多项：波纹、凹状、穿孔、多孔、编织、针织、纺织和烧结表面。
根据本发明技术的另一个方面，湿化器吸芯可以包含以下一项或多项：纸、亲水性纤维和纤维素纤维。
根据本发明技术的另一个方面，湿化器室可以包括加热元件。
根据本发明技术的另一个方面，湿化器吸芯可以包含用于加热元件的衬底。
根据本发明技术的另一个方面，湿化器吸芯可以配置为保持2g至30g之间的水。
根据本发明技术的另一个方面，湿化器吸芯可以包含已加热区域和未加热区域。
根据本发明技术的另一个方面，未加热区域可以包括位于已加热区域上游的上游未加热区域。
根据本发明技术的另一个方面，上游未加热区域可以包含快于已加热区域的芯吸速率。
根据本发明技术的另一个方面，上游未加热区域的长度可以介于已加热区域的约5％至约20％之间。
根据本发明技术的另一个方面，未加热区域可以包含位于已加热区域下游的下游未加热区域。
根据本发明技术的另一个方面，下游未加热区域的长度可以介于已加热区域的约20％至约40％之间。
根据本发明技术的另一个方面，湿化器吸芯可以联接至框架。
根据本发明技术的另一个方面，该框架可以经配置成可拆卸地联接至湿化器室。
根据本发明技术的另一个方面，该框架可以配置为从湿化器的外部拆卸。
根据本发明技术的另一个方面，该框架可以包括握持表面。
根据本发明技术的另一个方面，该框架可以配置为促进湿化器吸芯和加热元件之间的热接触。
根据本发明技术的另一个方面，该框架还可以包含空气流挡板以加长流动路径。
根据本发明技术的另一个方面，所述加长的路径可以是螺旋形的。
根据本发明技术的另一个方面，所述加热元件可以包含电阻式电气轨道。
根据本发明技术的另一个方面，所述电阻式电气轨道可设置在电路板上。
根据本发明技术的另一个方面，所述电路板可以是柔性电路板。
根据本发明技术的另一个方面，所述电阻式电气轨道可包含一股或多股电阻线。
根据本发明技术的另一个方面，一股或多股电阻线可以在湿化器室的表面周围形成多个环路。
根据本发明技术的另一个方面，加热元件还可以包含用于固定多个环路的粘胶剂。
本发明技术的另一个方面可以进一步包含一个或多个配置为测量湿化器吸芯处的一个或多个温度的温度传感器。
根据本发明技术的另一个方面，多个温度传感器可沿着空气流的流动路径定位。
本发明技术的另一个方面可以进一步包含配置为指示所述湿化器吸芯的饱和条件的传感器。
根据本发明技术的另一个方面，温度传感器可以位于湿化器吸芯的最远离进水口的外围处以指示饱和条件。
本发明技术的一个方面涉及一种确定湿化器(例如，医用湿化器)的湿化器吸芯的适合性的方法。湿化器可以包含湿化器吸芯和配置为接收一个或多个信号和/或产生一个或多个信号的控制器，且湿化器吸芯可以配置为保持一定体积的水。该方法可以包含利用控制器确定一组输入值，其中该组输入值指示湿化器吸芯的状态并且该组输入值由用户输入、至少一个传感器和存储器装置中的至少一者提供至控制器，利用控制器基于该组输入值与一组参考值来确定湿化器吸芯的状况设定，以及利用控制器基于所确定的状况组来产生信号以指示在湿化器中使用的湿化器吸芯的适合性。
根据本发明技术的另一个方面，该组输入值可包含以下一项或多项：吸芯类型数据、吸芯使用量数据和测量的吸芯状况数据。
根据本发明技术的另一个方面，当该组输入值包含吸芯类型数据时，吸芯类型数据可以包含以下一项或多项：吸芯型号、制造日期、吸芯材料、吸芯构造、吸芯尺寸和初始水容量。
根据本发明技术的另一个方面，当该组输入值包含吸芯使用量数据时，吸芯使用量数据可包含以下一项或多项：上次更换日期、使用时间、使用湿化器吸芯蒸发的水量以及湿化器吸芯已被清洗的次数。
根据本发明技术的另一个方面，当该组输入值包含测量的吸芯状况数据时，测量的吸芯状况数据可包括以下一项或多项：测定温度、水容量和含水量。
根据本发明技术的另一个方面，所述状况组可以包含以下一项或多项：水容量、含水量，和剩余使用寿命。
根据本发明技术的另一个方面，所述参考值组可包含温度。
根据本发明技术的另一个方面，该组参考值可以包含温度梯度。
根据本发明技术的另一个方面，该组的参考值可包含查找表。
根据本发明技术的另一个方面，该方法可以进一步包括利用响应于由控制器产生的信号的视觉和/或听觉通信装置向用户传送湿化器吸芯的适合性。
本发明技术的一个方面涉及一种确定湿化器(例如，医疗湿化器)的湿化器吸芯的含水量的方法。湿化器可以包含湿化器吸芯和配置为接收一个或多个信号和/或产生一个或多个信号的控制器，且湿化器吸芯可以配置为保持一定体积的水。该方法可包含提供与湿化器吸芯的第一区域热接触的第一温度传感器和与湿化器吸芯的第二区域热接触的第二温度传感器，例如利用加热元件施加热输入至湿化器吸芯，利用第一温度传感器和第二温度传感器测量已测量的温度设定，例如利用控制器确定在第一温度传感器和第二温度传感器处的预测的温度设定，以及基于接收自第一温度传感器和第二温度传感器的测量的温度设定与预测的温度设定的比较来确定湿化器燃烧芯的含水量。
根据本发明技术的另一个方面，该预测的温度设定可基于至湿化器吸芯的水流速率以及热输入的速率中的一项或多项来确定。
根据本发明技术的另一个方面，第一温度传感器可以位于湿化器吸芯的外围处或靠近湿化器吸芯的外围。
根据本发明技术的另一个方面中，第一温度可位于湿化器吸芯的最远离至湿化器吸芯的供水入口的外围处。
根据本发明技术的另一个方面，该比较可确定测量的温度设定的温度是否在预测的温度设定的对应温度的阈值范围之外。
本发明技术的一个方面涉及在一个检测由湿化器(例如，医疗湿化器)输送的空气流的流动路径中冷凝的发生的方法。该方法可以包含利用位于流动路径中的第一传感器来确定空气流的第一属性的第一测量值，利用位于流动路径中的第二传感器来确定空气流的第一属性的参考值，利用与第一传感器和第二传感器通信的控制器来比较第一测量与参考值，利用控制器基于比较来确定流动路径中是否发生冷凝，并且利用控制器来产生指示流动路径中是否发生冷凝的信号。
根据本发明技术的另一个方面，冷凝的发生可利用控制器基于第一属性从参考值至第一测量值的降低来确定。
根据本发明技术的另一个方面，第一属性从参考值至第一测量值的降低可超过预定阈值。
根据本发明技术的另一个方面，参考值可以是第一属性的第二测量值。
根据本发明技术的另一个方面，第二度量可以被确定在第一测量值上游。
根据本发明技术的另一个方面，参考值可以是空气流的第一属性的预测。
根据本发明技术的另一个方面，该预测可基于稳定状态状况来确定。
根据本发明技术的另一个方面，该预测可基于以下一项或多项来确定：空气流的压力、空气流的流速、环境温度、环境湿度、环境压力、至空气流的热传递的速率以及空气流与环境之间的热传递的速率。
根据本发明技术的另一个方面，空气流的第一属性是湿度、温度或温度的变化率。
根据本发明技术的另一个方面，预测可以基于稳定状态状况来确定。
本发明技术的一个方面涉及一种用于控制湿化器的湿化器吸芯上的异物积聚的位置和/或速率的方法。湿化器可以包含湿化器吸芯、施加热至湿化器吸芯的加热元件、输送水至湿化器吸芯的水输送机构以及配置为接收一个或多个信号和/或生成一个或多个信号的控制器，且湿化器吸芯配置为保持一定体积的水。该方法可以包含通过利用控制器改变以下至少一项来控制湿化器的湿化器吸芯上的水边界的位置和/或模式：从加热元件至湿化器吸芯上的热输出；从水输送解耦至湿化器吸芯上的水流速；以及湿化器吸芯内的水分布模式，其通过调整来自加热元件的热输出和/或来自水输送机构的水流速来改变，其中控制水边界的位置和/或模式导致异物基于水边界的位置和/或模式积聚在湿化器吸芯的预定区域处。
根据本发明技术的另一个方面，该方法可以进一步包含利用传感器来检测水的异物含量；以及利用控制器基于由传感器检测的异物含量来确定水的质量。
根据本发明技术的另一个方面，利用传感器来检测水的异物含量可以进一步包含利用传感器来测量水的电导率。
根据本发明技术的另一个方面，利用传感器来检测水的异物含量可以进一步包含利用与水接触的电极来测量水的电阻率。
根据本发明技术的另一个方面，电极可以位于湿化器吸芯以及湿化器吸芯所含的水中，以及由电极测量的电阻率可以与湿化器吸芯中的异物积聚的水平直接相关。
根据本发明技术的另一个方面，如果来自水输送机构的水流速改变，则水流速可以在最小水流速与最大水流速之间改变。
根据本发明技术的另一个方面，水流速可以呈线性或正弦改变。
根据本发明技术的另一个方面，如果水边界的位置被控制，则水边界的位置可以以往复运动方式改变使得水边界在至少第一位置与第二位置之间移动。
根据本发明技术的另一个方面，如果从加热元件至湿化器吸芯上的的热输出改变，则热输出可以在最小热输出与最大热输出之间改变。
根据权利要求103所述的方法，其中热输出可以呈线性或正弦改变。
当然，各方面的部分可以形成本发明技术的子方面。另外，子方面和/或方面中的各个方面可以以任何方式进行组合，并且还构成本发明技术的其它方面或子方面。
通过考虑以下详述的说明书、摘要、附图和权利要求书中所含的信息，本发明技术的其它特征将变得显而易见
附图说明
在附图的图形中，通过示例而非限制来示出本发明技术，其中相同的参考标号是指相似的元件，附图包括：
处理系统
图1A示出了一种系统，其包括以鼻枕的方式佩戴患者界面3000的患者1000从RPT装置4000接收正压的空气供应。来自RPT装置的空气在湿化器5000中加湿，并沿空气回路4170传送至患者1000，还示出了床伴1100。
图1B示出了一种系统，其包括以鼻罩的方式佩戴患者界面3000的患者1000从RPT装置4000接收正压的空气供应。来自RPT装置的空气在湿化器5000中加湿，并沿空气回路4170传送至患者1000。
图1C示出了一种系统，其包括以全脸面罩的方式佩戴患者界面3000的患者1000从RPT装置4000接收正压的空气供应。来自RPT装置的空气在湿化器5000中加湿，并沿空气回路4170传送至患者1000。
治疗
呼吸系统
图2A示出了包括鼻腔和口腔、喉头、声带、食道、气管、支气管、肺、肺泡囊、心脏和膈的人类呼吸系统的概略图。
图2B示出了包括鼻腔、鼻骨、鼻外软骨、大翼软骨、鼻孔、上唇、下唇、喉头、硬腭、软腭、咽、舌、会厌软骨、声带、食道和气管的人类上气道的视图。
患者界面
图3示出了根据本发明技术的一种形式的面罩形式的患者界面3000。
RPT装置
图4A示出了根据本发明技术的一种形式的RPT装置4000的分解图。
图4B示出了根据本发明技术的一种形式的RPT装置4000的气动回路的示意图。标出了上游和下游的方向。
图4C示出了根据本发明技术的一个方面的RPT装置4000的电子部件的示意图。
呼吸波形
图5示出了人在睡眠时的典型呼吸波形的模型。水平轴为时间，竖直轴为呼吸流量。虽然数值可变化，但典型的呼吸可以具有以下近似值：潮气量Vt为0.5L、吸气时间Ti为1.6s、峰值吸气流量Qpeak为0.4L/s、呼气时间Te为2.4s、峰值呼气流量Qpeak为-0.5L/s。呼吸的总持续时间Ttot为大约4s。人通常以大约为15次呼吸/分钟(BPM，breaths perminute)的呼吸速率进行呼吸，其中换气量Vent为大约7.5升/分钟。典型的工作周期(Ti与Ttot的比率)为大约40％。
湿化器
图6A示出了现有技术的湿化器的一种形式。
图6B示出了图6A的现有技术的湿化器，其示出了从湿化器对接设备5130拆卸的贮存器5110。
图7示出了根据本发明技术的一个方面的湿化器5000的透视图。
图8示出了图7的湿化器的示意图，其进一步包含水输送机构5150和贮存器5110。
图9A示出了图7的湿化器的正视截面图。
图9B示出了根据本发明技术的一个方面的湿化器5000的正视截面图。
图10示出了图7的湿化器5000的一部分的分解透视图，其示出了湿化器吸芯5230和吸芯框架5232。
图11示出了根据本发明技术的湿化器的一种形式的加热元件5220，该加热元件包含多个加热区。
图12示出了根据本发明技术的一个方面的包含多层吸芯5230的湿化器的正视截面图。
图13示出了根据本发明技术的一个方面的湿化器吸芯5230的透视图，该湿化器吸芯包含褶状内表面。
图14示出了根据本发明技术的一个方面的示出了湿化器吸芯5230的干区5230_D和湿区5230_W的湿化器5000的正视截面图。
图15示出了根据本发明技术的一个方面的包括多个湿化器转换器布置的湿化器5000的正视截面图。
图16示出了根据本发明技术的又一个方面的包括温度传感器5514_5的湿化器的正视截面图。
图17示出了加热元件的功率输出和采用湿化器为气流添加的湿度之间的关系的实例。
图18示出了加热元件的温度和采用湿化器为空气流添加的湿度之间的关系的实例。
图19示出了加热元件的功率输出和采用湿化器以各种空气流速为空气流添加的湿度之间的关系的实例。
图20示出了根据本发明技术的一个方面的湿化器5000的透视图，其中加热元件5220包电阻线。
图21示出了根据本发明技术的一个方面的示例性湿化器算法5600的图示。
图22示出了本发明技术的一个方面的吸芯状况确定算法的示例性算法5610A的流程图。
图23示出了根据本发明技术的一个方面的吸芯状况确定算法的另一示例性算法5610B的流程图。
图24示出了根据本发明技术的一个方面的吸芯状况确定算法的另一示例性算法5610C的流程图。
图25示出了根据本发明技术的一个方面的真实性检查算法的示例性算法5620A的流程图。
图26示出了根据本发明技术的一个方面的包含RPT装置4000、湿化器5000以及患者界面3000的示例性呼吸系统治疗系统的图示。
图27示出了根据本发明技术的一个方面的包含RPT装置4000、湿化器5000以及患者界面3000的示例性呼吸系统治疗系统的图示。
图28示出了根据本发明技术的一个方面的包含RPT装置4000、湿化器5000以及患者界面3000的示例性呼吸系统治疗系统的图示。
图29示出了关于温度变化与加热元件功率输出的示例性曲线图。
图30A示出了关于由加热元件所施加的功率与时间相关的示例性曲线图。
图30B示出了关于由加热元件所施加的功率与时间相关的另一示例性曲线图。
图31示出了根据本发明技术的一个方面的包括预输送室的湿化器5000的正视截面图。
图32示出了根据本发明技术的一个方面的包括朝向湿化器中心定位的湿化器吸芯的湿化器5000的正视截面图。
图33示出了根据本发明技术的一个方面的包括多个空气流接合元件的湿化器5000的正视截面图。
图34示出了根据本发明技术的一个方面的包括吸芯的上游未加热区域、吸芯的加热区域以及吸芯的下游未加热区域的湿化器5000的正视截面图
具体实施方式
在更进一步详细描述本发明技术之前，应当理解的是本发明技术并不限于本文所描述的特定实例，本文描述的特定实例可改变。还应当理解的是本公开内容中使用的术语仅是为了描述本文所描述的特定实例的目的，并不意图进行限制。
提供与可共享一个或多个共同特点和/或特征的各种实例有关的以下描述。应该理解的是任何一个实例的一个或更多个特征可以与另一个实例或其它实例的一个或多个特征组合。另外，在实例的任一项中，任何单个特征或特征的组合可以组成进一步的实例。
治疗系统
在一种形式中，本发明技术包含用于治疗呼吸障碍的系统。例如，系统可包含RPT装置4000、湿化器5000、空气回路4170以及患者界面3000。
疗法
在一种形式中，本发明技术包含治疗呼吸障碍的方法，该方法包含向患者1000的气道的入口施加正压的步骤。
用于OSA的鼻腔CPAP
在一种形式中，本发明技术包含通过对该患者施加鼻腔持续气道正压换气来治疗患者中阻塞性睡眠呼吸中止症的方法。
在本发明技术的某些实例中，经由一个或两个鼻孔向患者的鼻道提供正压的空气供给。
患者界面3000
根据本发明的一个方面的非侵入式患者界面3000包含以下的功能方面(例如：如图3中所示)：密封形成结构3100、充气室3200、定位和稳定结构3300以及用于连接至空气回路4170的连接端口3600。在一些形式中患者界面3000可进一步包含前额支架3700，诸如图3中示出的形式。在一些形式中，功能方面可以由一个或多个实体部件提供。在一些形式中，一个实体部件可以提供一个或多个功能方面。在使用中，密封形成结构3100布置成围绕患者气道的入口，以便促进正压空气供应给气道。
在一种形式中，患者界面3000包括为允许冲洗呼出的二氧化碳而构造和布置的换气口3400。
根据本发明技术的换气口3400的一种形式包含多个孔，例如，约20到约80个孔，或约40到约60个孔，或约45到约55个孔。
换气口3400可以位于充气室3200中。可替代地，换气口3400位于解耦结构中，例如，旋轴。
RPT装置4000
根据本发明技术的一个方面的RPT装置4000包含机械地和气动组件4100以及电气组件4200，并且被编程以执行一个或多个算法。RPT装置(例如：如图4A中所示)具有外部壳体4010，例如，该外部壳体以两部分形成，上部4012以及下部4014。此外，外部壳体4010可以包括一个或多个面板4015。RPT装置4000可以包含底盘4016，底盘4016支撑RPT装置4000的一个或多个内部部件。在一种形式中，气动块4020由底盘4016支撑或形成为底盘4016的部分。RPT装置4000可以包含手柄4018。
RPT装置4000的气动路径(例如：如图4B所示)可以包含入口空气过滤器4112、入口消声器4122、能够供应正压空气的压力装置4140(例如：鼓风机4142)、以及出口消声器4124。一个或多个转换器4270，例如压力传感器4272和流量传感器4274，可以被包括在气动路径中，或与气动路径联接。
气动块4020可以包含位于RPT装置4000内的气动路径的一部分。
RPT装置4000可以包含电气组件4200，比如电源4210、一个或多个输入装置4220、中央控制器4230、治疗装置控制器4240、压力装置4140、一个或多个保护电路4250、存储器4260、转换器4270(例如，流量传感器4274、压力传感器4272和速度传感器4276中的一种或多种)、数据通信接口4280以及输出装置4290(例如，显示器4294以及显示器驱动器4292)。电气组件4200可以安装在单个印刷电路板组件(PCBA)4202上。在另选形式中，RPT装置4000可以包含多于一个PCBA4202。
RPT装置4000的中央控制器4230可以被编程以执行一个或多个算法模块，比如，预处理模块、治疗引擎模块、压力控制模块以及故障状况模块。
RPT装置机械和气动组件4100
空气过滤器4110
根据本发明技术的一种形式的RPT装置可以包括一个空气过滤器4110、或多个空气过滤器4110。
例如，空气过滤器4110可以作为入口空气过滤器4112定位在鼓风机4142的气动路径上游的开端处，或者作为出口空气过滤器4114定位在RPT装置4000的出口处。见图4B。
消声器4120
在本发明技术的一种形式中，入口消声器4122定位在气动路径中，比如，压力装置4140的上游或者压力装置4140的下游。见图4B。
压力装置4140
在本发明技术的一种形式中，用于产生正压空气流的压力装置4140为可控鼓风机4142。例如，该鼓风机可以包括具有一个或多个封装于蜗壳壳中的推进器的无刷直流电动机4144。鼓风机可能够输送空气供应(例如，大约120公升/分钟)，其正压范围从大约4cmH2O至约20cmH2O，或者在其它形式中高达约30cmH2O。鼓风机可以包括如以下专利或专利申请的任何一个中所描述的鼓风机，这些专利或专利申请的内容全文并入本文中：美国专利号7,866,944；美国专利号8,638,014；美国专利号8,636,479；以及PCT专利申请公开号WO 2013/020167。
防溢止回阀4160
在本发明技术的一种形式中，防溢止回阀定位在湿化器5000和气动块4020之间。防溢止回阀被构造并布置成减少水会从湿化器5000的上游流动流向例如马达4144的风险。
空气回路4170
根据本发明技术一个方面的空气回路4170被构造并布置成允许空气在气动块4020和患者界面3000之间流动。在一些形式中，空气回路4170可以包含加热元件，该加热元件经配置以加热行进经过空气回路4170的空气流。在美国专利号8,733,349中公开了包含加热元件的空气回路4170的一个示例，其全部内容以引用方式并入本文中。
在一种形式中，空气回路4170可以包括多个区，每个区包含可彼此独立地被控制的加热元件4171。
氧输送4180
在本发明技术的一种形式中，补充氧4180被输送到气动路径中的一个或多个点(例如气动块4020的上游)、被输送到空气回路4170或者被输送到患者界面3000。
RPT装置电气组件4200
电源4210
在本发明技术的一种形式中，电源4210在RPT装置4000的外部壳体4010的内部。在本发明技术的另一种形式中，电源4210在RPT装置4000的外部壳体4010的外部。
在本发明技术的一种形式中，电源4210仅向RPT装置4000提供电力。在本发明技术的另一种形式中，电源4210向RPT装置4000和湿化器5000两者提供电力。
输入装置4220
在本发明技术的一种形式中，RPT装置4000包括形式为按钮、开关或转度盘的一个或多个输入装置4220，以允许人员与装置进交互。按钮、开关或转度盘可以为经由触摸屏幕存取的实体装置或者软件装置。在一种形式中，按钮、开关或转度盘可以实体连接到外部壳体4010，或者在另一种形式中，按钮、开关或转度盘可以与接收器无线通信，接收器与中央控制器4230电连接。
在一种形式中，输入装置4220可以被构造或布置成允许人员选择值和/或菜单选项。
中央控制器4230
在本发明技术的一种形式中，中央控制器4230为经配置成从输入装置4220接收(一或多个)输入信号以及向输出装置4290和/或治疗装置控制器4240提供(一或多个)输出信号的专用电子电路。
在一种形式中，中央控制器4230为专用集成电路。中央控制器4230可以包含分立电子组件。
在本发明技术的另一种形式中，中央控制器4230为适于控制RPT装置4000的处理器，例如x86INTEL处理器。
根据本发明技术的另一种形式的适于控制RPT装置4000的处理器包括基于来自安谋国际科技(ARM Holdings)公司的ARM Cortex-M处理器的处理器。例如，可以使用来自意法半导体(ST MICROELECTRONICS)公司的STM32系列微控制器。
根据本发明技术的另选形式的适于控制RPT装置4000的另一处理器包括选自基于ARM9的32位元RISC CPU系列的构件。例如，可以使用来自自意法半导体(STMICROELECTRONICS)公司的STR9系列微控制器。
在本发明技术的某些另选形式中，16位元RISC CPU可用作RPT装置4000的处理器。例如，可以使用来自德州仪器(TEXAS INSTRUMENTS)公司制造的MSP430系列微控制器的处理器。
中央控制器4230可经配置成接收(一个或多个)输入信号，例如来自一个或多个变换器4270、一个或多个湿化器变换器以及一个或多个输入装置4220的输入信号。
中央控制器4230可经配置成例如向输出装置4290、治疗装置控制器4240、数据通信接口4280以及湿化器控制器5550中的一个或多个提供(一个或多个)输出信号。
在本发明技术的一些形式中，中央控制器4230或多个此类中央控制器可经配置成实施本文所述的一种或多种方法，例如表示成存储在非暂时性计算机可读存储介质(例如存储器4260)中的计算机程序的一个或多个算法。在一些情况下，如前所述，此类处理器可以与RPT装置4000结合。然而，在本发明技术的一些形式中，(一个或多个)处理器可分别由RPT装置4000的压力生成部件分开实施，例如用于执行本文所述的方法中的任何一个的目的，而不直接控制呼吸治疗的输送。例如，为了通过分析例如来自本文所述传感器中的任何一个的存储数据来确定RPT装置的控制设置，此类处理器可以执行本文所述的方法中的任何一种。
时钟4232
RPT装置4000可包括连接到中央控制器4230的时钟4232。时钟经配置成监测、计数或记录时间的至少一个。
治疗装置控制器4240
在本发明技术的一种形式中，治疗装置控制器4240为形成由中央控制器4230所执行的算法的一部分的压力控制模块。
在本发明技术的一种形式中，治疗装置控制器4240为专用马达控制集成电路。例如，在一种形式中，使用安森美(ONSEMI)公司制造的MC33035无刷直流(DC)马达控制器。
保护电路4250
根据本发明技术的RPT装置4000包含一个或多个保护电路4250。
根据本发明技术的保护电路4250的一种形式为电气保护电路。
根据本发明技术的保护电路4250的一种形式为温度和/或压力安全电路。
存储器4260
根据本发明技术的一种形式，RPT装置4000包括存储器4260，例如非易失性存储器。在一些形式中，存储器4260可包括电池供电的静态RAM。在一些形式中，存储器4260可包括易失性RAM。
存储器4260可位于PCBA 4202上。存储器4260的形式可以为EEPROM或NAND闪存。
另外或可选地，RPT装置4000可包括可拆卸形式的存储器4260，例如根据安全数字(SD)标准制成的存储卡。
在本发明技术的一种形式中，存储器4260用作非暂时性计算机可读存储介质，其上存储表示本文所述的一种或多种方法(例如一个或多个算法)的计算机程序指令。
变换器4270
变换器可以在RPT装置4000的内部或外部。外部变换器可以位于例如空气回路4170湿化器5000和/或患者界面3000的一部分上或形成其一部分。外部变换器4270的形式可以为将数据传送或传递至RPT装置的非接触式传感器(例如多普勒雷达移动传感器)。
在本发明技术的一种形式中，一个或多个变换器4270可以被构造或布置成测量例如在气动回路中的一个或多个点处的空气或环境空气的性质。在另一种形式中，一个或多个变换器4270可经配置成测量RPT装置4000的性质，例如马达速度和/或马达电流。
流量4274
根据本发明技术的流量变换器4274可以基于差压变换器，例如来自盛世瑞恩(SENSIRION)的SDP600系列差压变换器。差压变换器与气动回路流体连通，其中压力变换器中的每一个连接到限流元件中的相应第一和第二点。
在使用中，代表来自流量变换器4274的总流量Qt的信号由中央控制器4230接收。
压力4272
根据本发明技术的压力变换器4272位于与气动回路流体连通处。适当的压力变换器的示例为来自HONEYWELL ASDX系列的传感器。可选的适当的压力变换器为来自通用电气(GENERAL ELECTRIC)的NPA系列的传感器。
在使用中，来自压力变换器4272的信号由中央控制器4230接收。在一种形式中，来自压力变换器4272的信号可以在由中央控制器4230接收之前被过滤。
马达速度4276
在本发明技术的一种形式中，生成马达速度信号。马达速度信号可以由治疗装置控制器4240提供。马达速度可以例如由速度传感器(例如霍尔效应传感器)生成。
数据通信接口4280
在本发明技术的一种形式中，可以提供数据通信接口4280，并且其可连接到中央控制器4230。数据通信接口4280可以连接到远程外部通信网络4282。数据通信接口4280可以连接到本地外部通信网络4284。优选地，远程外部通信网络4282连接到远程外部装置4286。优选地，本地外部通信网络4284可连接到本地外部装置4288。
在一种形式中，数据通信接口4280可以为中央控制器4230的一部分。在另一种形式中，数据通信接口4280可以为与中央控制器4230分开的集成电路。
在一种形式中，远程外部通信网络4282可以为因特网。数据通信接口4280可以使用有线通信(例如，经由以太网或光纤)或无线协议以连接到因特网。
在一种形式中，本地外部通信网络4284利用一种或多种通信标准，例如蓝牙或消费者红外协议。
在一种形式中，远程外部装置4286可以为一台或多台计算机，例如网络计算机的群集。在一种形式中，远程外部装置4286可以为虚拟计算机，而非实体计算机。在任一情况下，此远程外部装置4286可以由适当授权人员(例如临床医生)进行存取。
本地外部装置4288可以为个人计算机、移动电话、平板或远程控制装置。
包括任选的显示器、警报的输出装置4290
根据本发明技术的输出装置4290可以可采取视觉、听觉和触觉单元中的一个或多个的形式。视觉显示器可以是液晶显示器(LCD)或者发光二极管(LED)显示器。
显示器驱动器4292
显示器驱动器4292接收作为输入的字符、符号、或图像用于显示在显示器4294上，并将它们转换成使显示器4292显示那些字符、符号、或图像的命令。
显示器4294
显示器4294经配置成响应从显示器驱动器4292接收的命令可视地显示字符、符号或图像。例如，显示器4294可为八段显示器，在这种情况下，显示器驱动器4292将每个字符或者符号(比如：数字“0”)转换成八个逻辑信号，这些逻辑信号指示这八个相应的节段是否将被激活以显示特定的字符或符号。
湿化器5000
湿化器概述
在图7中所示的本发明技术的一种形式中，提供了一种在空气流被输送到患者气道的入口之前用于增加与环境空气(患者周围的空气)相关的空气流的湿含量或绝对湿度的湿化器5000。湿化器5000经配置成直接地或间接地(经由空气回路4170)偶联至用于接收空气流的RPT装置4000。湿化器5000可以被设置在RPT装置4000的上游或者下游。在一个实例中，湿化器5000可以在大约70％-90％相对湿度(比如，80％相对湿度)和大约25℃-30℃(比如，27℃)下输送加湿的空气流。
湿化器5000可以包含用于接收空气流的空气入口5002，以及用于输送具有增加湿度的空气流的出气口5004。
湿化器组件
贮存器5110
根据本发明技术的一个方面，湿化器5000可以包含(或被联接到)贮存器5110，如图8中所示。贮存器5110可以经配置以盛装预定最大体积的水(或其它合适的液体，比如，药物、香味剂或含有此类添加剂的混合物)，这些水或液体可以用于增加空气流的绝对湿度。
在一种形式中，贮存器5110可以经配置以盛装几百毫升的水，以备至少在每日患者睡眠的长度期间使用。然而，在其它形式中，其它尺寸(比如，用于便携式行进友好的系统的较小贮存器或用于医院系统的较大贮存器)也可能是合适的。然而进一步地，贮存器5110可以被供水源替代或连接到供水源。
根据一些布置，贮存器5110可以包含或联接至水体积检测器5112，通过该检测器可以确定贮存器5110中的水量。水体积检测器5112可以基于贮存器5110的存在、重量、光学属性、超声波属性或者水的头(高度)中的一种或多种确定水的体积。任何机构或方法(比如在PCT专利申请号PCT/AU2014/050286中所述的那些)还可适用于本发明技术，该申请的全部内容通过交叉引用方式并入本文中。
在一些形式中，贮存器5110可以经配置以例如通过包含(或联接至)贮存器加热元件5221以在水进入湿化室5200之前对水进行加热，如图8中所示。
在一种形式中，贮存器5110可以包含多个液体腔室，例如每个腔室都含有不同的流体。在一个实例中，第一腔室可以包含一定体积的水而一个第二腔室可以包含药物(例如，溶解于液体中)或香味剂(例如，茶树精油)。可以将来自多个液体腔室的液体在输送至湿化器5000之前或在此期间或在湿化器5000中混合。可替代地，湿化器可以在任一时间从多个液体腔室输送这些液体中的一种。
水输送机构5150
根据本发明技术的一个方面，湿化器5000可以包含水输送机构5150，该机构经配置以将水流从贮存器5110输送到湿化室5200(见图8)。水输送机构5150可以包含水泵5152以及水输送通路5154，并且可以与供水入口5206流体连通以将水流输送到湿化室5200。水输送机构5150可以另外地或替代地包含一个或多个液压通道、毛细通道或孔。在一些形式中水输送机构5150可以进一步包含阀(例如：水止回阀5158)用于控制水从贮存器5110到湿化室5200的输送但允许和防止水通过到供水入口5206的输送。例如，该阀可以经配置以可控制地允许水流从贮存器5110行进到湿化室5200，比如仅当湿化器5000运行时。
湿化室5200可以包含保水特征件(比如，湿化器吸芯5230)，该保水特征件接收来自水输送机构5150的水流。在一些形式中，湿化室5200可以包含多个水输送机构5150和/或多个供水入口5206，以便更好地控制水在湿化器吸芯5230中的分布(例如：更加均匀地)。在本公开中，除非另外明确地说明，否则将采用水流速来意指从贮存器5110到湿化室5200的水流速。
湿化室5200经配置以提供的水流速可根据下述因素(比如，湿化器5000的配置和预期操作条件的范围(比如：环境条件(例如，环境温度/湿度))改变湿化器运行参数(例如，加热元件5220的最大热输出、湿化器吸芯5230的最大水容量)和/或治疗条件(例如，治疗压力、空气流率、以及患者舒适度/喜好)。例如，治疗压力的变化仅可引起水流速的变化，比如，由于湿化器控制器5550的响应，或由于水输送机构5150的性能。
在一种形式中，能够由湿化器5000提供的水流速的范围可以在0ml/min与2ml/min之间，例如，在0ml/min和1ml/min之间，或0ml/min和0.5ml/min之间。在一种形式中，湿化器5000可以经配置以提供以下多种离散的水流速之一，例如：0.0ml/min、0.2ml/min、0.4ml/min、0.6ml/min或0.8ml/min，其中能够被提供的水流速的极限是0.0ml/min和0.8ml/min。在其它形式中，湿化器5000可以经配置以通过提供流动速率的模拟控制来提供在上限和下限之间的任何水流速。水流速的上限和下限可以根据湿化器的情况而变化，所述湿化器的情况比如，最大湿度输出、空气流过湿化器的最大流速、湿化器的尺寸以及吸芯的属性(例如，暴露的表面面积和/或水容量)中的一个或多个。在使用至少一种液体而不是(或排除)水的情况下，每种液体的流速可以相应地变化。在湿化器5000运行期间特定时间处的流速还可取决于在特定时间处运行状况组。例如，空气流速为35l/min且期望增加湿度为15mg/l的典型值需要0.5ml/min的水流速。
需要指出的是呼吸疗法中空气流速可以在短期内例如，由于患者的呼吸周期而变化。然而，在一些实例中，比如基于空气流速来确定合适的水流速，湿化器算法可以利用空气流速，其中此类变化的影响被去除或减少。因此，空气流速可以是低通过滤的或基于连续的平均值，其中时间常数(例如，在过滤中的、或平均时间)将足够长以减少变化或除去呼吸中变化的影响。
RPT装置中及其气动路径下游的空气流的压力(也称为空气压力)可在治疗期间变化，例如在4cmH2O与30cmH2O之间。因此，水泵5152可以经配置成在湿化器5000中跨越不同的空气压力输送恒定的水流速。由水泵5152提供的水流速可以独立于湿化器5000中的空气压力(即，不受其影响)。因为空气压力可以独立于为了改善治疗系统的可控性而向其提供的加湿量而变化，所以此类水泵5152将是有优势的。
在一种形式中，水泵5152可以是正排量型泵。在另一种形式中，许多其它类型的泵，比如计量泵、蠕动泵、重力供给泵或利用鼓风机压力的泵，可适合用于水输送机构5150中。升高的贮存器(未示出)，比如滴滤袋，也可以是合适的，并作为一种类型的重力供给泵来输送水。
在一些形式中，其中，通过水泵5152的水流速可能受空气压力的影响，通过水泵5152的流速可相应地被补偿。例如，如图8所示，水输送机构5150可另外包含用于测量的计量机构5156和/或用于控制通过水泵5152的水流速的水止回阀5158中的一个或多个。可替代地，湿化器控制器5550可用于通过根据空气压力来控制水泵5152来补偿空气压力的任何变化带来的影响。空气压力的测量可由湿化器控制器5550接收作为输入，以能够进行此类控制。在一些形式中，湿化器控制器5550可用于通过控制通过水输送机构5150的水流速来补偿空气流速的任何变化带来的影响(例如，由于泄漏的变化)。
在另一种布置(未示出)中，水泵5152可经配置成通过利用比如由RPT设备4000产生的压力来泵送水。然后，该压力可用于将水从贮存器5110汲入到湿化室5200中。这种布置中的水流速可以是空气流速的函数，因而这种布置中的湿化器5000还可包含用于调节水流速的控制阀。
在一些形式中，湿化器5000可包含故障检测机构来检测条件，比如水输送机构5150中的堵塞或贮存器5110中的缺水，如下面将进一步详细说明的。例如，正排量泵中的堵塞可能导致其马达停转，造成泵停止。此外，因为沉淀剂或污染物可能对湿化器5000(比如吸芯)的性能产生不利的影响，比如通过降低吸芯5230的吸水能力，因此湿化器5000可经配置成检测沉淀物和/或污染比如在吸芯5230中的累积。
湿化室5200
根据一个方面，湿化器5000可包含湿化室5200，在湿化室中，在将水分输送到患者1000之前，将水分加入到空气流中，从而增加了绝对湿度。在一种形式中，图9A中示出了湿化室的横截面，湿化室5200可包含湿化器吸芯5230、供水入口5206和加热元件5220。
湿化室5200可通过供水入口5206与贮存器5110流体连通，并通过供水入口5206从贮存器5110接收水。在一些形式中，供水入口5206可包含约0.5mm至3mm之间的内径，比如1mm、1.5mm、2mm或2.5mm。供水入口5206可以足够大，以减少供水入口5206例如由于污染物的积聚而导致的阻塞风险。
在一种形式中，湿化室5200可包含外壳体5202，该外壳体配置为提供与外部的热绝缘以及保护湿化室5200的内部，比如其中的任何组件。外壳体5202可包含多个部分，比如耦接在一起的入口部分5202a、加热器盖部分5202b和出口部分5202c。入口部分5202a可包含进气口5002，且出口部分5202c可包含出气口5004，如图9A中所示。供水入口5206被示出为位于入口部分5202a中，但也可位于部分5202a、5202b、5202c中的任一个中。如果存在多个供水入口5206，则另外的供水入口5206位于外壳体5202的部分5202a、5202b、5202c中的一个或多个中。加热器盖部分5202b可配置为定位和保持加热元件5220。在一些布置中，加热元件5220可保持在内壳体5204和外壳体5202的加热器盖部分5202b之间，如图9A中所示。在一些形式中，加热元件5220可结合到内壳体5204，以改进加热元件5220和湿化室5200之间的热传导。内壳体5204经配置成使加热元件5220与暴露于湿气隔离，但允许发生从加热元件5220到湿化器吸芯5230的热传递。
图9B示出了根据本发明技术的另一种形式的湿化器5000。在这种形式中，外壳体5202的加热器盖部分5202b远离加热元件5220设置，以便提供例如用于热隔离的空气间隙。加热器盖部分5202b也可包围供水入口5206以便保护，如图9B所示。
对于内壳体5204的合适材料可包括导热材料，比如铝或其合金；或导热聚合物/热塑性材料，比如聚碳酸酯/丙烯腈丁二烯苯乙烯(PC/ABS)、聚酰胺(例如，尼龙)或可包含玻璃或碳填充物以便改进热传导的聚苯硫醚(PPS)。内壳体5204可以是适合于为湿化器5000提供刚性的刚性材料，但在一些形式中，可以使用柔性结构，而湿化器的其它组件提供足够的结构刚性。用于外壳体5202的合适材料可包括聚合物材料，比如PC/ABS，并且外壳体5202可包括弹性体部分，比如热塑性弹性体(TPE)。外壳体5202可具有约10mm至50mm之间的直径，且为约1-3mm厚。内壳体5204的厚度可以为约1-3mm，并且可根据所使用材料而改变，例如以便实现足够的热传导。应理解的是，这样的尺寸和布置是示例性的并且不旨在进行限制。应理解的是，内壳体5204和/或外壳体5202可具有与所示出的那些不同的形状，和/或由不同数量的部分比如一个、两个、四个、五个或更多个部分形成。
根据一个方面，供水入口5206可与水输送机构5150流体连通，以将水输送到湿化器吸芯5230，如图8所示。在一些情况中，湿化器5000可包含水过滤器5214，水过滤器经配置成减少异物通过水流而进入到湿化室5200和/或吸芯5230中。水过滤器5214可位于贮存器5110的出口处或在其附近(如图8所示)或者供水入口5206的上游(之前)。水过滤器5214或其部分可配置为是可替换的或可清洁的。在一些形式中(例如，其中贮存器5110中的水的质量低和/或其中贮存器5110中的水的硬度高)，水过滤器5214可包含去离子装置(未示出)。
在一些布置(未示出)中，供水入口5206可定位成更靠近出气口5004而不是进气口5002。这样的布置可促进吸芯5230中的至少一部分水流在与湿化室5200中的空气流的方向相反的方向上移动。因此，可优化吸芯5230中的水以及空气流的温度梯度和湿度梯度，以优化其间的温差和湿差，从而改进加湿性能。
根据另一方面，湿化室5200还可包含气流挡板5208(如图9A、图9B和图10所示)，气流挡板5208配置为通过如延长空气流处于湿化室5200内的长度和/或停留时间来促进气流中的湍流和/或增加蒸发表面积，例如用来改善加湿性能。在一种形式中，气流挡板5208可强制气流在弯曲路径(诸如图10所示的螺旋型路径)中运动，以延长空气在湿化室中运动的路径。因此，气流挡板5208可包含一个或多个挡板元件，每个挡板元件可以是一个或多个螺旋状、倾斜状、弯曲状或者是其他设置成增多湍流和/或延长湿化室5200内的空气流动路径的形状。例如，相较于湿化室5200的直线长度，气流挡板5208可将空气流经湿化室5200的路径加长约20％与约1000％之间。换句话说，在没有挡板5208的情况下，经由湿化室5200的空气流将能够直接或线性从入口5002穿过至出口5004。然而，挡板5208的增加将有利于增加距离或延长空气必须行进以从入口5002到出口5004流过湿化室5208的空气流路径。例如，该路径的长度可以延长约50％与约750％之间，如)约100％与约300％之间，如(约200％。应当理解，在本发明技术的各个例中，由气流挡板5208延长的数值可根据湿化器5000的特定结构和/或要求而变化。
相较于空气流在不使用气流挡板5208的湿化室5200内的路径长度，将气流挡板5208包含在湿化室5200内可以有助于减小湿化室5200的尺寸(如长度)。可选或另外地，湿化室5200还可包含一个或多个沿着蒸发表面的空气流接合元件5209，该空气流接合元件5209配置为通过增多空气流动的湍流来改善加湿性能。空气流接合元件5209(本文也称为“接合元件”)可包含空气流动的阻碍结构，例如凸起阶梯或表面。接合元件5209可增加湍流量(如，以雷诺数测量的)，从而减小边界层的厚度，并促进从湿化器吸芯5230到空气流的湿度转移。在某些形式中，接合元件5209可在与空气流动的方向基本垂直的方向上设置空气流动的阻碍结构。接合元件5209的一个示例是如图33所示的设置在内壳体5204的内表面上的环形棱柱结构。
在本发明技术的某些形式中，气流挡板5208可包含隔膜。气流挡板5208还可包含用于降噪的声学元件如调谐腔(或谐振器)构造，或者多个配置为促进层流发展和降噪的窄流路。在一种形式中，由气流挡板5208形成的流动路径可配置为提供高惯量，以帮助降低辐射噪声。在某些结构中，气流挡板5208可具有可变的阻尼特性，以降低噪声和/或振动。
在某些结构中，湿化室5200可包含当空气经由湿化室5200时用来感测空气流的一个或多个特性的旁通孔。
另外地或可选地，湿化室5200可配置为仅为患者呼吸的吸气阶段增加空气流的湿度。在一种形式中，湿化器5000可包含旁通孔，该旁通孔可用于在至少部分呼吸周期内(例如，使用阀)将气流从湿化室5200转移离开。这可以允许在部分呼吸周期期间(如呼气期间)在不需要加湿的情况下将空气流输送至患者界面3000。
加热元件5220
能够使空气流保持蒸汽形式的湿气量或者绝对湿度根据空气流的温度变化而变化。
在某些情况下，由湿化器5000接收的空气流可太冷而不能保持足够的绝对湿度用来传输到患者1000的气道入口。另外，冷空气的传输可引起如上所述患者1000不舒服。因此，湿化器5000可包含加热元件5220，该加热元件5220配置为输出热量，例如对空气流进行加热。在一种形式中，加热元件5220可位于湿化室5200内，例如在内壳体5204和外壳体5202之间(如图9A所示)。可选或另外地，贮存器5110可包含贮存器加热元件5221，以在水进入湿化室5200之前对水加热(如图8所示)。
加热元件5220可在空气流经湿化器5000时对空气流进行加热，以及以在湿化室5200内帮助加湿，例如，通过对湿化器吸芯5230进行加热。因此，加热元件5220可经配置以便提供足够的热能，用以以最高要求(即环境空气冷和且干燥)分别进行加热和气化。
加热元件5220可以同时能满足上述要求的多种方式中的一种配置。在一种形式中，加热元件5220可具有约10cm2的表面积，用来产生40W的最大热输出。在另一种形式中，加热元件5220可具有约40cm2的表面积，用来产生同样的40W的最大热输出。应当理解，最大热输出值不必限定在40W，且加热元件5220的表面积可根据湿化器5000的情况(如最大热输出、尺寸和/或形状)进行安排。例如，加热元件5220可具有大小在约5cm2与100cm2之间的表面积，如在约10cm2与60cm2之间，或者约20cm2与40cm2之间。湿化器5000的功率输出之间的关系的示例如图17和图19所示，并且增加的湿度与加热元件的温度之间的关系的示例如图18所示。应当理解，加热元件5220的尺寸和/或热输出可在本发明技术的具体实例中变化。例如，相较于在配置为输送较低加湿和/或热量的湿化器5000内的加热元件5220，在配置为输送较高加湿和/或热量的湿化器5000内的加热元件5220可以更大一些。在某些形式中，用于具有较大表面积的湿化室5200的加热元件5220，比用于具有较小表面积的湿化室5200的加热元件5220更大一些。
根据本发明技术的一个方面，加热元件5220可以是分区的。也就是说，加热元件5220可包含多个区段或区域，每个区段或区域可分开控制和/或具有可变特性。在某些情况下，区域的可变特性可包括形状、热输出、绝缘性、靠近吸芯5230或靠近供水入口5206。更进一步地，每一区域可由湿化器控制器5550相互独立地进行控制，而在某些情况下，可相对于彼此进行控制。可允许对各区域相对控制的加热元件5220的实例如图11所示。在这个实例中，加热元件5220可包含四个区域5220_1，5220_2，5220_3，5220_4，其中每个区域的热输出可配置为在加热元件5220的总热输出的0至100％之间变化，例如加热元件5220的总热输出的0％、10％、20％、30％和40％。可具有不同数量的加热区域，例如2个、3个、5个或更多的区域，且这些区域的特性(如区域的形状、尺寸或最大热输出)可变化。每个区域可邻接于另一个区域，尽管在某些形式中他们可能被间隔开。在某些形式中，每个区域可具有不同的导电电路密度，以在每个区域中获得不同的热输出。
加热元件5220的一种合适形式可以包含电路板上的电阻式电气轨道。电路板可以包含衬底，其可用作电阻式电气轨道与吸芯5230之间的导热、电阻式屏障。在一种形式中，加热元件5220可以包含柔性电路板。在另一种形式中，加热元件5220可以包含由电介质叠层与加热轨道分离的金属导热衬底。如果加热元件5220配置为能够提供热输出至吸芯5230和/或湿化室5200，那么加热元件5220的替代性形式(诸如电感式加热器)也可以是适用的。
加热元件5220的衬底可以包含湿化器吸芯5230的至少一部分。因此，衬底可以包含诸如以下中的一项或多项的吸收性材料：纸、毡、编织材料或任何吸收性薄膜。电路可以被设置至衬底上以诸如通过印刷、通过化学键结、通过粘合剂或通过(例如)交织来提供电阻式电气轨道。在一种形式中，包含导电材料的导电油墨可以被印刷至吸收性衬底上，由此导电电路可以形成至吸收性衬底的表面上。
导电电路可以连接至诸如本发明文件中别处所述的一个或多个传感器。另外或替代地，导电电路可以包含其中电阻可以根据参数改变的可变电阻部分。可变电阻部分的实例可以包括正温度系数部分或负温度系数部分。可变电阻部分可以用作感测元件例如以根据其电阻变化来感测可变电阻部分处或其附近的温度。正温度系数(PTC)部分可以通过将PTC碳墨印刷至纸衬底上而设置至吸收性衬底上。
在某些形式中，电绝缘材料可以被设置至吸收性衬底上以将设置在其上的任何导电部分绝缘。例如，包括电介质油墨的绝缘层可以被印刷以将包括印刷至纸衬底上的导电油墨的导电电路绝缘。
在另一种形式中，加热元件5220的电阻式电气轨道可以包含电阻线。电阻线可以如图20中所示例如通过在表面周围形成多个环路而缠绕外部壳体5202。在一个实例中，每股线可以诸如通过粘合剂(例如，环氧树脂)键结至相邻股线。在另一个实例中，每股线可以包含绝缘层，其可以进一步配置为当施加热量到其上时键结至相邻股线。因此，电阻线的多个环路可以形成在外壳体5202周围，且可以(例如，在外部或通过施加通过加热元件5220的电流)施加热量至加热元件5220以将多股线键结在一起。
如上所述，加热元件5220可以在形状和/或构造上采用多种可能形式中的一种。因此，应当理解的是，虽然加热元件5220(例如，在图9A和图11中)被示为圆柱形状，但是其不一定被限于此形状。例如，除其它之外，加热元件5220还可以被构造为扁平、矩形片材、挤压弧形形状、矩形棱柱或多个平行片材。
在某些情况下，加热元件5220可以是一次性的。例如，整个湿化室5200可以是一次性的，其中加热元件5220在湿化室5200内一体式形成为一次性组件的部分。替代地，加热元件5220可以配置为一次性的并且易于通过(例如，通过插入(诸如滑入)到湿化室5200中进行安装)从湿化室5200中拆卸而被更换。
湿化器吸芯5230
在本发明技术的一方面中，湿化器5000可以包含诸如湿化器吸芯5230的保水特征件。保水特征件(例如，湿化器吸芯5230)可以配置为保持一定体积的水，其可以从贮存器5110中接收进行蒸发以在空气流被输送至患者1000之前将其加湿。保水特征件可以被塑形使得其可以基本上界定从RPT装置4000至患者界面3000的空气路径的部分。保水特征件可以通过形成基本上封闭路径(诸如圆柱形路径)来界定(例如，完全界定)空气路径的部分。换句话来说，保水特征件可以包围或基本上包围用于使空气流通过湿化器5000的流动路径的至少一部分。
例如，保水特征件(例如，湿化器吸芯5230)可以具有以包围或基本上封闭包围空气的流动路径在轴向方向上的至少一部分的轮廓化形状。在图7至图10、图12至图16和图31至图34中描绘的实例中，湿化器吸芯5230可以被理解为具有被塑形为基本上圆形横截面的形式的轮廓。然而，还应当理解的是，湿化器吸芯5230可以具有呈U形横截面、V形横截面、卵形、椭圆形或椭球形横截面、多边形横截面(即，横截面可以具有任何数量的侧，前提是湿化器吸芯5230的内部是封闭的)或抛物线横截面的形式的轮廓化形状。还应当理解的是，湿化器吸芯5230可以具有完全包围湿化器吸芯5230的内部以及其中的空气的流动路径的至少一部分的轮廓化形状，例如如以圆形横截面、卵形、椭圆形或椭球形横截面或多边形横截面。替代地，湿化器吸芯5230可以具有并未完全包围湿化器吸芯5230的内部以及其中的空气的流动路径的至少一部分的轮廓化形状，例如如以U形横截面或V形横截面。
在本发明技术的一个实例中，湿化器吸芯5230可以具有界定直接接触从其中通过的空气流的表面的轮廓化形状，且所述表面具有其并未基本上平坦的轮廓化形状。换句话来说，表面事实上可以被理解为三维并且并非二维的。
为了实现目标水平的加湿输出并同时维持湿化器5000的小尺寸，保水特征件完全界定空气路径的部分以最小化与空气流的接触面积可以是有利的。此布置可以允许保水特征件完全设置在空气路径的外围周围，使得对于保水特征件的给定长度，空气路径与保水特征件之间的接触面积被最大化。例如，图10中所示的湿化器吸芯5230被塑形为空心圆柱体以配合在圆柱形湿化室5200内，并且界定从其中穿过的圆柱形、封闭的空气路径。当然将理解的是，其它形状也可以是适用的。
能够由湿化器吸芯5230保持的水的最大体积或湿化器吸芯5230的水容量可以是预定的。一方面，湿化器吸芯5230的水容量可以足够小以确保湿化器5000的短响应时间。也就是说，湿化器5000可以能够在相对较短时间段内实现其输出(例如，湿度和/或温度输出)的变化。本领域技术人员将理解的是，湿化器5000的响应时间是被加热的水的体积的函数。因此，根据本发明技术的湿化器5000可以包含相对较短响应时间。在本发明技术的某些形式中，湿化器5000可以包含足够短的响应时间使得湿化器5000的热量和/或湿度输出可以在约一分钟内(诸如在45秒钟内、在30秒钟内或15秒钟内)改变。
根据另一方面，湿化器吸芯5230的水容量足够大以允许在最高流速和最干环境状况下充分加湿。在一种形式中，湿化器吸芯5230可因而包含用于其中所含的水的足够大的表面积，以接触通过湿化器5000的空气流。湿化器吸芯5230的水容量可以是约10克(g)，但是其它值也可以是适当的，例如，约2g、6g、15g、20g、30g或其间的任何其它值。在其它形式中，取决于湿化器的尺寸和应用，湿化器吸芯5230的较大和较小水容量可以是合适的。
其中湿化器吸芯5230的水容量符合湿化器吸芯5230中的含水量的状况可被称为吸芯5230的“饱和”或“充溢”。在一些情况下，可操作湿化器5000，使得湿化器吸芯5230在使用时不饱和。由湿化器吸芯5230的饱和引起的缺点可包括归因于未吸收的水从湿化器吸芯5230的运输(例如，通过夹杂在空气流中)而使水滴在湿化器5000和/或空气回路4170中的引入。可因而需要对湿化器吸芯5230的饱和的检测，这将在下文更详细地进行描述。在一些情况下，空气回路4170可包含吸芯5230的一部分或第二吸芯(或聚水器)，以(例如)通过吸收任何运输的水或冷凝物来减轻关于此类运输的任何潜在问题。
根据一个方面，吸芯5230可按非均质几何形状和/或构造(例如，各向异性地或者分区地)构造。因而，吸芯5230的一或多个特性(例如，水容量、暴露在空气中的表面积或热传导率)可如对于吸芯5230的每个区域或根据方向变化。例如，吸芯5230可以是沿空气流的方向或沿与供水入口5206的距离非均质的，例如，吸芯5230的厚度可变化，例如吸芯5230可距供水入口5206越远变得越薄。在一种形式中，吸芯5230的几何形状可在吸芯5230的深度、层数、密度和/或材料中的一或多个方面变化。
例如，湿化器吸芯5230可包含一或多个层，例如如图12所示的第一层5230a和第二层5230b。一或多个层的形式和/或功能可变化。在一种情况下，第一层5230a可以是与供水入口5206连通的运输层，并且第二层5230b可以是铺置在第一层5230a上并与空气流接触的蒸发层。在此构造中，第一层5230a可经配置成最优化每体积水的存储和/或水的快速运输，并且第二层5230b可经配置用于(例如)通过增加每体积的暴露表面积来改进蒸发特性。在一些形式中，湿化器吸芯5230可经配置成使得一或多个层可彼此独立地更换，其中一或多个层的形式和/或功能可相同或可不相同。
在一种形式中，可各项异性地构造湿化器吸芯5230，使得芯吸速率可在第一方向上比在第二方向上大。这种构造可允许以预定方式偏置水的分布。例如，湿化器吸芯5230可经配置成使得垂直于空气流的方向上的芯吸速率可大于平行于空气流的方向上的芯吸速率。这种配置在最大化空气流的加湿速率方面可能是有利的，因为空气流的更多不同部分可与湿化器吸芯5230接触。湿化器吸芯5230可以在一或多个方向上各项异性地配置，例如与空气流的方向成30度、60度或90度。
在一些形式中，湿化器吸芯5230可包含经配置成增加暴露到空气流中的总表面积的表面。这可以增大面积(由湿化器吸芯5230保持的水在其上与空气流接触)并改进加湿效率。例如，湿化器吸芯5230可包含如图13所示的波纹内表面。其它合适表面类型可包括以下中的一或多个：凹陷、穿孔、多孔、纺织、针织、织造和烧结表面。
根据本发明技术的湿化器吸芯5230可包含单个连续组件、作为组合工作的多个组件或芯吸材料和/或元件的非连续离散集合。在本发明文件中，以上变体中的所有或任何将被称为“湿化器吸芯”5230。本领域技术人员应理解，湿化器吸芯5230不需构造成单片的芯吸材料。
湿化器吸芯5230可朝向湿化器5000的外围定位，例如在图9A所示的实例中，其中示出湿化器吸芯5230形成穿过湿化器5000的空气流路径的外边界的至少一部分。另外或可选地，湿化器吸芯5230可朝向湿化器5000的中心定位，例如如图32所示，使得湿化器吸芯5230远离湿化器5000的空气流路径的外边界定位。在图32所示的配置中，湿化器5000可进一步包含一或多个吸芯支柱5231来将湿化器吸芯5230定位和/或固定在其预期位置。在一种形式中，一或多个吸芯支柱5231可经配置成如图32所示可拆卸地接合内壳体5204，以关于内壳体5204定位和/或固定湿化器吸芯5230。
在一些形式中(例如，其中湿化器吸芯5230朝向湿化器5000的中心定位)，供水入口5206可包含从湿化器5000的内表面朝向湿化器吸芯5230延伸的突出部(如图32所示)，以便从贮存器5110输送液体。供水入口5206可在湿化器吸芯5230的插入方向上另外包括引入端5207(如图32所示)，以允许在将湿化器吸芯5230插入到湿化器5000期间自对齐。
根据另一方面，湿化器吸芯5230可(例如)由加热元件5220加热。加热吸芯5230的一个优点可为可控制蒸发速率。在一种形式中，湿化器吸芯5230可(例如)如图12所示通过接触热联接到加热元件5220，这可有利地降低湿化器吸芯5230与加热元件5220之间的热阻抗。
湿化器吸芯5230在一些情况下可仅通过加热元件5220(例如通过与湿化器吸芯5230部分热接触的加热元件5220)部分加热。在一种形式中，湿化器吸芯5230可包含加热元件5220上游和/或下游的未加热区域以及与加热元件5220热接触的加热区域。湿化器吸芯5230的加热区域5230H可与加热元件5220重叠，并且上游未加热区域5230U和下游未加热区域5230D可分别在加热区域5230H的上游和下游延伸，其中未加热区域可以不与加热元件5220重叠。如图34所示，上游未加热区域5230U和/或下游未加热区域5230D还可基本上不与湿化器5000的任何传导部分(例如，内壳体5204)重叠，所述传导部分与加热元件5220紧密热接触。
上游未加热区域5230U经可配置成使得由供水入口5206输送的水在扩散到湿化器吸芯5230的加热区域5230H中或扩散穿过其之前将在上游未加热区域5230U内更快地扩散。例如，上游未加热区域5230U可包含比加热区域5230H更高的芯吸速率。在这种设置中，可允许在上游未加热区域5230U中的水在发生加热区域5230H中的蒸发之前在其中扩散。因而，湿化器吸芯5230可获得其中的水的改进空间分布，其中水边界与垂直于空气流方向的方向基本一致，例如，在湿化器5000的径向方向上。
例如，湿化器吸芯5230可包含下游未加热区域5230D(如图34所示)其可以用于提供额外保水容量以减轻从湿化器吸芯5230运输未吸收的水的风险。例如，下游未加热区域5230D可允许湿化器吸芯5230的加热区域5230H一直用水饱和，同时减轻通过提供额外容量来减轻溢流的风险。另外，下游未加热区域5230D可以捕获未蒸发的水分，其可以(例如)通过空气流被夹杂和/或运输到加热区域5230H的下游。
在一种形式中，上游未加热区域5230U的合适长度可为加热区域5230H的长度的约5％与约20％之间、约8％与约15％之间、约8％与约12％之间或约10％。对于包含长度为50mm的加热区域5230H的湿化器5000，上游未加热区域5230U的合适长度可为约2.5mm与约10mm之间、约4mm与约7.5mm之间、约4mm与约6mm之间或约5mm。在一种形式中，下游未加热区域5230D的合适长度可为加热区域5230H的长度的约10％与约50％之间、约20％与约40％之间、约25％与约35％之间或约30％。对于包含长度为50mm的加热区域5230H的湿化器5000，下游未加热区域5230D的合适长度可为约5mm与约25mm之间、约10mm与约20mm之间、约12.5mm与约17.5mm之间或约15mm。
上游未加热区域5230U和/或下游未加热区域5230D的尺寸可以根据湿化器5000的各方面(例如，其尺寸(例如，长度和/或直径)、加湿输出、湿化器吸芯5230的尺寸、湿化器吸芯5230的水容量、水流速和/或水供应入口5206的数目)变化。
湿化器吸芯5230的性能可以随时间和/或利用率而降级，并且在一些情况下，湿化器吸芯5230可不再适合使用。例如，异物(例如，来自水的颗粒物)可在蒸发时聚积或集聚在湿化器吸芯5230上。在一些情况下，异物的聚积可降低湿化器吸芯5230的水容量和/或热传导率。在一些情况下，湿化器吸芯5230可随时间失效，甚至在没有对湿化器5000进行任何使用的情况下也可能失效。更进一步，聚积在湿化器吸芯5230上的异物可以从湿化器吸芯5230去除并夹杂在空气流中，这可能是不希望的。
因而，在本发明技术的一个方面，可以清洁和/或更换湿化器吸芯5230。此外，可以确定湿化器吸芯5230的状况，例如，其水容量和/或其剩余使用寿命，并在湿化器吸芯5230需要更换或达到更换期限时提供指示或消息。
根据另一方面，可确定和/或控制异物在湿化器吸芯5230上的分布模式。例如，湿化室5200可经配置成根据预定的模式来促进异物在湿化器吸芯5230上的聚积。更进一步，在湿化器吸芯5230上的异物集聚的预定模式可以用作湿化器吸芯5230的剩余寿命的指示器。例如，湿化器吸芯5230可经配置成使得异物可从湿化器吸芯5230的一个预定区域开始聚积，并使聚积在预定方向上扩展。随后，异物的集聚的检测(例如，在预定寿命指示区域中)可用于指示湿化器吸芯5230可能不再适合适用。因而，可在湿化器吸芯5230保持在湿化器5000中时作出对湿化器吸芯5230的剩余寿命的确定。
图14示出展示湿化器吸芯5230的示例性设置的湿化器5000的截面(未示出吸芯框架5232)。在这个实例中，湿化器吸芯5230保存一定体积的水，但水的体积可小于湿化器吸芯5230的水容量。因此，可示出湿化器吸芯5230由被水边界(示为5230_WB)分离的两个区域(湿区域5230_W和干区5230_D)组成。典型地，来自水的任何异物在湿化器吸芯5230上的形成或聚积可主要发生在边界边缘，因为这是干燥颗粒物的地方。因此，本发明技术的方面中的一个涉及通过吸芯5230的构造和/或异物管理算法对水边界5230_WB的控制，如下文进一步描述。
在一种形式中，吸芯5230可经配置成允许例如在洗碗机中清洗、使用另一试剂消毒和/或使用微波。另外或可选地，湿化器吸芯5230可包含抗菌或抑菌剂，例如，银。再进一步，湿化器5000可包含如下文将进一步描述的自洁算法(例如，生物负荷规约算法)。
根据一个方面，湿化器吸芯5230可进一步包含添加的物质，例如待引入空气流中的药物，或寿命指示器。寿命指示器可包含改变颜色以向用户或患者1000指示应更换湿化器吸芯5230的彩色部分。湿化器吸芯5230可包含可通过蒸发而释放到空气流中以输送给患者1000的药物。
用于湿化器吸芯5230的合适材料可包括(但不限于)：纸、包含亲水性纤维和纤维素纤维的双组分材料。湿化器吸芯5230可在一或多个布置(例如，平坦的、波纹的、各向同性的、各向异性的、分层的等)中包含一或多种以上所列材料，以实现本文件中所述的湿化器吸芯5230的特性。
在一些情况下，湿化器吸芯5230可包含加热元件5220或与其组合。如本文件别处所述，吸芯5230可包含：传导部分(例如，炭墨)，其可形成用于加热的电阻轨道；和用于水保持和蒸发的吸收部分(例如，纸)，其还用作传导部分的衬底。在一种形式中，加热元件5220可联接(例如，印制)到吸芯5230的一侧或两侧上以便形成集成组件。集成组件可进一步包含一或多个连接器，其可联接(例如，印制)到吸芯5230的一侧或两侧上，例如，用于连接到控制器5550。
湿化器吸芯5230可以以一些形式由薄板构造。例如，湿化器吸芯5230可包含已形成为管状形状以便符合湿化器室的形状的纸板。薄板可由粘合剂粘合，粘合剂的一个合适实例是热熔开口粘附网。但是，将容易理解，多种已知替代物也可以是合适的。
湿化器吸芯5230可包含一或多个湿化器转换器。下文更详细描述湿化器转换器和可接收来自湿化器转换器的输入的湿化器算法。
在另一方面，湿化器吸芯5230可经配置成一种形状以便于关于湿化室5200的容易插入和/或拆卸。在一种形式中，湿化器吸芯5230的部分(例如，拉手(未示出))可经配置成在湿化器吸芯5230处于其操作位置时易于拆卸。更进一步，湿化器5000可如图14所示配置，使得可拆卸组件(例如，外壳体组件5202_c)以允许接近湿化器吸芯5230。另外或可选地，湿化器吸芯5230可配置成与类似成形的湿化室5200互补的截断圆锥形状，使得其在插入其操作位置期间将自定位。
吸芯框架5232
在本发明技术的一些形式中，湿化器5000可以包含吸芯框架5232，比如图9A、图9B和图10中所示的实例。吸芯框架5232可以联接到吸芯5230(例如，化学结合和/或机械联接)，例如以使吸芯5230定位和/或成形(例如，处于预定的位置和/或形状)，保持吸芯5230紧靠加热元件5220，和/或防止由于吸芯5230变形可导致的流动阻抗增加。根据设计通过协助使吸芯5230定位和/或成形(例如，通过将吸芯5230保持为图10所示的圆柱形形状)，吸芯框架5232可以促进或保持吸芯5230与加热元件5220之间的热接触。在图10所示的形式中，吸芯框架5232可以包含吸芯定位器5233(比如所示的凸肩)，以在装配中协助与吸芯框架5232相关联的吸芯5230的定位。
吸芯框架5232可以进一步经配置成协助吸芯5230相对于湿化器5000的拆卸和/或插入，例如通过提供握持部5232_G来协助用户和/或患者1000定位和/或握持吸芯框架5232，以进行吸芯框架5232的插入、拆卸和/或处理。在一种形式中，握持部5232_G可以包含平板状结构，以允许患者/用户握持吸芯框架5232，尽管任意数量的其它形状和/或结构也可以是合适的。握持部5232_G可以延伸穿过环绕组件(比如内壳体5204)的开口端，尽管在一些形式中，握持部5232_G可以从湿化器5000的外部到达，以便允许将吸芯框架5232和/或吸芯5230从湿化器5000的外部拆卸(比如，不拆解湿化器5000的任何其它组件)。另外地或可选地，吸芯框架5232可以包含连接器(未示出)，以比如通过卡钉、螺纹、摩擦配合表面或销等将湿化器吸芯5230可拆卸地定位和/或固定到湿化器5000。本领域的技术人员将认识到，也可以使用多种其它连接器来将湿化器吸芯5230固定和/或定位到湿化器5000，比如固定和/或定位到外壳体5202。
握持部5232_G可以被标记(比如采用颜色和/或指示器)以进行识别，和/或纹理化以帮助用户抓握到握持部5232_G上。在一些形式中，其中湿化器吸芯5230是一次性的，吸芯框架5232可以经配置成设置有湿化器吸芯5230，比如通过与湿化器吸芯5230一体形成。在其它情况中，吸芯框架5232可以经配置成例如容置和保持湿化器吸芯5230，使得当从湿化器5000上拆卸吸芯框架5232时可以更换吸芯5230。然后，吸芯框架5232可以容置新的吸芯5230，并被插入到湿化器5000中。在一些形式中，吸芯框架5232、吸芯5230和加热元件5220可以是不可拆卸地联接在一起，并经配置成作为单元一次性地使用。
根据另一个方面，吸芯框架5232可以经配置成由例如患者1000或护理员比如在医院或者在居家环境中采用3D打印机打印而成。可选或另外地，吸芯框架5232可以模制为一个组件，或多个模制组件的组合。在一些形式中，吸芯5230和吸芯框架5232可以是单个组件。
在一种形式中，吸芯框架5232可以进一步包含在吸芯5230上游和/或下游的一个或多个空气过滤器。空气过滤器可以置于吸芯5230的上游，以减少吸芯5230上异物的引入和/或聚积。可选或另外地，空气过滤器可以布置在吸芯5230的下游，以减少任何异物从吸芯5230行进到患者1000的发生率。
根据另一个方面，吸芯框架5232可以包含上述的气流挡板5208。其中吸芯框架5232与气流挡板5208相结合，吸芯5230可以形成气流路径的一个表面。这种结构可能是有利的，原因在于增加了空气流和吸芯5230的接触长度，这样可以改善加湿。
湿化器过滤器5240
在湿化器5000的一些布置方式中，可以使用一种或多种湿化器过滤器5240。湿化器过滤器5240可以用于例如通过防止可能源自蒸发的水的颗粒物被引入到空气流中来减少来自空气流的不良成分的量。湿化器过滤器5240可以布置在湿化器5000中的任何地方，比如在入口5002处或附近入口5002(如图14中所示)、在出口5004处或附近出口5004(如图16中所示)或其间(未示出)。还应当理解，可以包括多于一个的湿化器过滤器5240。布置在湿化器5000下游的过滤器(未示出)，例如布置在空气回路4170中，可以通过减少来自空气流的不良成分的量来大体上执行与湿化器过滤器5240类似的功能。
预输送室5115
根据本发明技术的另一方面，湿化器5000可以包含预输送室5115，图31中示出了其实例。在开始将水从预输送室5115输送到保水机构(例如湿化器吸芯5230)之前，预输送室5115可以容纳和保持来自贮存器5110的一定体积的水，以将水输送到湿化器吸芯5230。预输送室5115可以在多个位置与湿化器吸芯5230流体连接，以将水均匀地输送到湿化器吸芯5230。
在图31所示的实例中，预输送室5115成形为环形棱镜，并经配置成容纳来自供水入口5206的水，并将水输送到湿化器吸芯5230。预输送室5115可以经配置成使得任何水的连通可发生在从预输送室5115到湿化器吸芯5230之前，在预输送室5115中需要预定量的水。因此，在图31所示的实例中，湿化器吸芯5230可以通过联接器流体联接到预输送室5115，该联接器可仅在预定量的水被引入到预输送室5115中之后允许水从其中穿过。
在一种形式中，预输送室5115可以包含由不透水材料制成的壁，不透水材料可以是柔性材料如Gore-texTM织物或硅树脂，或刚性材料如聚碳酸酯/丙稀腈丁二烯苯乙烯(PC/ABS)。预输送室5115可以经由多个阀门(比如，遍布整个预输送室5115而径向布置的阀门)流体联接到湿化器吸芯5230，所述阀门经配置成当预输送室5115中的水量超过阈值(比如预定阈值)量(比如预输送室5115的体积的大约90％)时打开。
湿化器转换器
根据本发明技术的一个方面，湿化器5000可以包含一个或多个湿化器转换器，其经配置成产生用于指示被感测特征(比如空气流速、气压、温度或湿度)的信号。因此，湿化器5000可以包含一个或多个流量传感器5512(如图15中所示)、一个或多个温度传感器(比如图15中所示的5514_1、5514_2、5514_3、5514_4)和/或一个或多个湿度传感器5516(如图16中所示)以及任何数目的其他类型的传感器。湿化器5000可以包含沿气流方向布置的多个传感器，比如图15中所示的温度传感器5514_1、5514_2、5514_3、5514_4。另外或可选地，湿化器5000可以包含沿气流方向的横向方向布置的多个传感器。
需要注意的是，尽管温度传感器(比如5514_1、5514_2、5514_3、5514_4、5514_5、5514_6、5514_7和5514_8)被示出为布置在湿化室5200的内部，但是一个或多个温度传感器也可以布置在湿化室5200的外部，比如在外壳体加热器盖部分5202b的外表面上，或者作为加热元件5220的一部分，或者在内壳体5204上。
一些湿化器转换器可以布置在湿化器5000中(比如，图16中所示的加热元件温度传感器5514_HE)，然而，在一些情况下，湿化器转换器还可以布置在湿化器5000的外部，例如在空气回路4170中，或在患者界面3000中。
一个或多个湿化器转换器的每一个的适当位置可以根据它们的用途和/或可用作由一个或多个湿度传感器5516的每一个所产生的输入信号的算法而变化。在一些情况下，经配置成产生用于指示气动路径中的一者(比如RPT设备4000)内的被感测特征的信号的转换器可以用于确定气动路径中的另一部分(比如湿化器5000)的被感测特征。
在某些形式中，在第一位置处获得的特性(例如，气流速率、压力、温度或湿度)的测量值可以用来评估第二位置处的等效特性。例如，如下文将在本发明说明书中进一步详细地描述，由位于加热元件上的第一温度传感器获得的温度测量值可以用来评估另一个位置处的保水特征件(例如，湿化器吸芯5230)的温度。
湿化器控制器5550
在一种形式中，湿化器5000可以包含湿化器控制器5550，其可以是独立控制器或中央控制器4230(如图4C中所示)的一部分。湿化器控制器5550可以基于来自组件(诸如湿化器5000和/或RPT装置4000的其它组件)的输入来监测和/或控制湿化器5000的一个或多个运行参数。
例如，湿化器5000可以接收来自诸如湿化器转换器、输入装置4220或存储器4260的组件的输入。另外，湿化器5000可以输出信号至加热元件5220或水输送机构5150。
湿化器算法5600
下文描述各种湿化器算法5600和它们的实例(例如，图21中所示)。虽然它们被称为‘湿化器算法’，但是应当理解的是，这些算法不需要被存储在湿化器5000中和/或由湿化器5000执行。术语‘湿化器算法’在本文用来指示算法与湿化器5000有关。例如，湿化器算法5600可以由中央控制器4230执行并且存储在RPT装置4000的存储器4260中。在某些实例中，算法5600可以被存储和/或由诸如与湿化器5000连通的智能电话的外部计算机执行。
湿化器状况确定/故障消除算法
根据一方面，湿化器5000可以包含配置为确定或检测湿化器5000和/或其组件的一个或多个状况的算法。在某些实例中，湿化器5000可以进一步包含配置为改进或消除一个或多个检测的故障状况的故障消除算法。
湿化器状况确定算法可以检测或确定湿化器组件(诸如贮存器5110、水输送机构5150、湿化器吸芯5230、加热元件5220或湿化器转换器)的状况。所检测或确定的状况可以包括：诸如贮存器5110中的水体积、诸如来自水输送机构5150的水流速或湿化器吸芯5230的水容量和/或含水量。
吸芯状况确定算法5610
如上所述，湿化器吸芯5230的使用的性能和/或适合性可以随时间和/或使用量变化(例如，归因于异物积聚在吸芯5230上或湿化器吸芯5230降级)。因此，湿化器吸芯5230的水容量可以改变，这可以影响可被提供至空气流的加湿量。
根据本发明技术的另一个方面，湿化器5000可以包含用于确定湿化器吸芯5230的一个或多个状况的一种或多种吸芯状况确定算法5610。待确定的湿化器吸芯5230的一个或多个状况可以包含使用的吸芯的适合性、水容量、含水量或湿化器吸芯5230的剩余使用寿命。
在某些形式中(例如，如图22中所示的吸芯状况确定算法5610A)吸芯状况确定算法可以从步骤5610A2接收一个或多个输入以在步骤5610A4中确定湿化器吸芯5230的一个或多个状况。湿化器吸芯的一个或多个状况可以通过诸如在步骤5610A3中比较输入与阈值来确定。在一个实例中，阈值可以从存储器4260重新获得，其中阈值可以被存储为查找表或函数。阈值可以是预定的并且由湿化器5000的制造商存储至存储器4260中。另外或替代地，存储器4260中的存储值可以通过数据通信接口4280更新，或阈值可以直接通过数据通信接口4280从诸如远程外部装置4286中重新获得。
一个或多个输入可以包括吸芯类型数据，诸如：吸芯型号、制造日期、吸芯材料、吸芯构造、吸芯尺寸和初始水容量。输入还可以包括吸芯使用量数据，如：上次更换日期、使用时间(例如，总使用时间)、使用吸芯5230蒸发的水量、吸芯5230已被冲洗的次数。输入可以包括可指示吸芯5230的状况和/或性质的任何其它数据。再者，吸芯状况确定算法可以在某些情况中接收关于环境状况的输入。吸芯状况确定算法接着可以基于以上输入中的一个或多个来确定吸芯5230的一个或多个状况。
某些吸芯状况可以被测量/确定并且用作其它吸芯状况的进一步输入。例如，如图22的步骤5610A5中所示，诸如吸芯的水容量和/或含水量的吸芯状况可以被确定，并且用作输入以确定其它吸芯状况(诸如吸芯5230的剩余使用寿命)或确定吸芯是否可以适合使用。如果吸芯5230被确定不再适合使用，则吸芯状况确定算法5610可以(例如在步骤5610A6中)产生对应信号至湿化器控制器5550使得湿化器5000可以(例如)经由视觉和/或听觉通信装置向用户传达需要更换吸芯5230。
在一个实例中，可以比较一组输入值：吸芯型号、吸芯材料、吸芯构造、使用时间和湿化器吸芯已经被洗涤的次数与一组参考值(例如，查找表)以确定吸芯的状况组，诸如吸芯的剩余使用寿命和/或吸芯的水容量。接着可以比较预定的状况组(例如，吸芯的剩余使用寿命和/或吸芯的水容量)与阈值(例如，吸芯的最小剩余使用寿命或吸芯的最小水容量)以产生信号来指示湿化器吸芯5230是否适用于在湿化器5000中。视觉和/或听觉通信装置可以被提供以为向用户传达湿化器吸芯5230是否适用于在湿化器5000中。如上所述，阈值可以是预定的并且例如由湿化器5000的制造商基于湿化器吸芯5230的一个或多个可用类型的特征而存储在存储器4260中。
在某些情况中，校准算法可以添加或修改阈值以便能够例如基于吸芯5230的水容量的增加来指示吸芯5230何时被更换或清洗。
吸芯状况确定算法5610可以例如如图23中所示的示例性算法5610B中所示以绝对项或相对项来确定和/或表达吸芯5230的水容量。也就是说，吸芯5230的水容量可以被确定和/或表达为吸芯5230能够保持的绝对水量(例如，以毫升为单位)(如图23的步骤5160B3中所示)或诸如关于吸芯5230的预定水容量(如图23的输入步骤5160B4中所示)或关于吸芯5230的最小水容量(未示出)的相对(例如，百分比)量(如图23的选用步骤5160B5中所示)。吸芯5230的水容量可以在使用之前被评估(诸如在步骤5610B5中)以例如通过比较确定的水容量与阈值水容量来确定吸芯5230是否适合使用。在某些形式中，吸芯状况确定算法5610可以基于吸芯5230的确定的水容量来指示吸芯的不可适合性(步骤5610B7)。
在一种形式中，吸芯状况确定算法5610可以确定湿化器吸芯5230的含水量作为其水容量的比例。在某些形式中，吸芯状况确定算法5610可以指示何时达到吸芯饱和状况，也就是说已经满足和/或超过吸芯5230的最大水容量。视觉和/或听觉通信装置可以被提供以向用户传达何时达到吸芯饱和状况。在某些情况中，吸芯饱和的确定可以用作对另一种湿化器算法的输入，例如以停止或减缓水输送机构5150的运行。
另一方面，吸芯状况确定算法可以基于吸芯5230的当前水容量和吸芯5230的水容量的变化率根据吸芯5230的一个或多个先前测量的水容量值来确定吸芯5230的剩余寿命。
在一种形式中(例如：图24中所示的)，吸芯状况确定算法5610可以基于一个或多个温度(例如：测量的或感测的)在湿化器吸芯5230处或者靠近湿化器吸芯5230(在5610C2步骤中)确定湿化器吸芯5230的状况。在一些情况下，可将一个或多个温度与参考值进行比较(在5610C3步骤中)，这些参考值可以是预期温度(从附近的传感器测量的温度)或者先前测量温度，以确定湿化器吸芯5230的状况(在5610C4步骤中)。这些预期温度可以基于湿化器5000的运行参数中的一个或多个，比如：来自加热元件5220的热输出、通过湿化器5000的空气流速、以及通过供水入口5206的水流速以及任何数量的其它参数。在一些形式中，这些参考值(例如，预期温度)可以基于一个或多个运行参数从一个或者多个查找表或方程中确定。这些参考值可以表达为绝对值(例如：30℃)或者与测量或感测的值有关的值(例如：正或负10℃)。
根据本发明的另一个方面，一个或多个温度可以相对于彼此被测量和/或被分析，例如：基于任何时间的或空间模式。在一种形式中，在不同的温度传感器(比如：5514_1、5514_2、5514_3、以及5514_4，见图15)处湿化器5000中温度的测量值可以被测量并且彼此比较，以便确定随时间和/或空间的温度梯度。在另一种形式中，在温度传感器(比如：5514_1)处湿化器5000中温度的测量值可以与相同温度传感器5514_1处在另一时间获取的另一个测量值进行比较。例如，分析可以对一个或多个温度相对于参考值的变化率进行比较(例如：温度的变化率)。可选或另外地，温度的空间分布(例如，相对于彼此的一个或多个温度的)可以与参考值进行比较。
在一种形式中，当监测一个或多个温度的响应以确定湿化器5000的运行状况时，一个或多个湿化器5000的运行状况可以改变。如上面所描述的，待改变的运行状况的实例可以包括来自加热元件5220的热输出、通过湿化器5000的空气流速以及通过供水入口5206的水流速。然而，这些运行状况可以包括任意数量的其它参数。例如，当来自加热元件5220的热输出增加时，第一组温度可以在一组温度传感器处被测量并且第二组温度可以在二组温度传感器处被测量，以确定温度的增加和/或对于热输出增加的温度增加率。然后，可以基于温度增加和/或温度增加率与热输出的的增加之间的关系确定湿化器吸芯的适合性，例如：通过确定吸芯5130的水容量。
在图15中显示了包含温度传感器5514_1、5514_2、5514_3以及5514_4的湿化器5000的一种布置。在此布置中，可以在温度传感器5514_1、5514_2、5514_3以及5514_4中的一个或多个处获得测量温度和参考值，以确定湿化器吸芯5230的状况。在一个实例中，一组温度可以在温度传感器5514_1、5514_2、5514_3以及5514_4中的一个或多个处被测量并将其用作指示湿化器吸芯5230的状况的一组输入值。然后，例如通过测量或确定一组预期温度，可以在温度传感器5514_1、5514_2、5514_3以及5514_4处确定一组参考值。
在使用一组预期温度的一个实例中，在温度传感器5514_1、5514_2、5514_3以及5514_4处的测量温度可以分别是40℃、41℃、40℃以及52℃，而在特定的水流速下(例如：1g/min)对于湿化器吸芯5230的特定的热输入(例如：20W)，预期温度可以是40℃、40.5℃、41℃以及41.5℃。在这种情况下，吸芯状况确定算法5610可以确定水流流率是足够高的以致于在温度传感器5514_4周围吸芯5230应该是湿的，并且因此确定在温度传感器5514_4周围湿化器吸芯5230具有减小的水容量。
在图15A中显示了湿化器5000的另一个示例性布置方中。湿化器5000可以包含定位于靠近供水入口5206的温度传感器5514_6、定位于靠近湿化器吸芯5230的尾部边缘的温度传感器5514_7以及在供水入口5206和湿化器吸芯5230的尾部边缘之间中间位置处的温度传感器5514_8中的一个或多个。
当水通过供水入口5206被输送至湿化器吸芯5230时，湿化器吸芯5230靠近供水入口5206的区域是待输送至湿化器吸芯5230的水浸湿的第一区域。因此，温度传感器5514_6可以定位于朝向供水入口5260以生成指示湿化器吸芯5230中含水量的信号。如果由温度传感器5514_6生成的信号指示靠近温度传感器5514_6的区域是干燥的，那么就可以触发故障状况。例如，此类信号可表明水输送机构5150没有正确运行，或者湿化器吸芯5230可能需要更换。
由温度传感器5514_6、5514_7以及5514_8生成的信号中的一个或多个可以指示湿化器吸芯5230的状况。在一种形式中，由温度传感器5514_6、5514_7以及5514_8测量的温度的比较可用于确定在每个相应的温度传感器周围区域中湿化器吸芯5230的状况。
在图16中所示的湿化器的另一个布置中，温度传感器5514_5可以被放置在湿化器吸芯5230外围处或靠近湿化器吸芯5230外围。例如，温度传感器5514_5可以被放置在湿化器吸芯5230的最远离供水入口5206远的外围处以指示吸芯的饱和度，其中湿化器吸芯5230的芯吸速率是各向同性的。在液体芯吸速率是各向异性的湿化器吸芯5230的布置中，温度传感器5514_5可以被放置在湿化器吸芯5230外围处，该外围可能是从供水入口5206输送的液体将要达到的最后外围。湿化器吸芯5230的一个区域将被预期展现当该区域是湿的时相比于当该区域是干的时之间不同的行为。因此，可以监测在湿化器吸芯5230的这个区域处的行为以确定它是否含有水。
吸芯状况确定算法(例如：示例性算法5610C)可以经配置以监测温度传感器5514_5处的温度，以确定对传感器5514_5的区域被浸没的状况(在步骤5610C5中)。当传感器5514_5被定位于吸芯5230离供水入口5206的最远外围处时，传感器5514_5处的被浸没的状况可以指示整个吸芯5230的被浸没的状况。因而，例如，如果传感器5514_5处测量的温度处于或者低于预定的阈值，比如：2℃-5℃或者低于加热元件5220的温度更多，那么通过吸芯状况确定算法5610吸芯5230可以被认为是被浸没的或饱和的。在一种形式中，吸芯状况确定算法5610可以通过测量吸芯5230将要饱和的时间来确定吸芯5230的水容量可以适用于使用以指示吸芯饱和度的其它传感器可以包括一个超声波传感器、一个噪音传感器、一个凝结传感器和/或一个图像处理感知器。在一些吸芯被确定为被浸没的情况下，水输送机构5150可以被停止(在步骤5610C6中)，并且在其它情况下水输送机构5150可以继续运行(在步骤5610C7中)。
温度(例如：在湿化器吸芯5230处或附近)可以被间接地确定，而不需要直接测量。在一种形式中，在第一位置处温度传感器中采取的测量可以用来确定(例如：通过估算)第二位置处的温度。例如，第一位置处的温度可能与第二位置处的温度是相关联的(例如：利用一个函数或一个查找表)，在这种情况下第一位置处温度测量可以允许第二位置处温度的估算(或者反之亦然)。此相关性(例如：函数或查找表)可以存储在(并且从中检索)一个存储器4260中，并且可以被预先确定(比如：通过湿化器5000的制造商)。在一种形式中，存储在存储器4260中的相关性可以被更新，例如：通过一个数据通信接口4280。
因此，吸芯状况确定算法5610可以被配置以基于湿化器吸芯5230处或附近的一个或多个温度来确定湿化器吸芯5230的状况，其中一个或多个温度被间接地确定。
在另一种形式中，所述吸芯状况确定算法基于一个或多个吸芯5230的机械属性可以确定吸芯5230的剩余寿命。所述一种或多种机械属性可以包括噪声/振动特性，比如：消声或者声学属性。在其它形式中，吸芯5230的磁学和/或光学特性可以用于确定吸芯5230的剩余寿命。
在一些形式中，吸芯状况确定算法5610可以产生另一个湿化器算法将要使用的一个或多个输出。例如，吸芯状况确定算法5610可以输出吸芯5230的不同区域的水容量。其中在一个区域中湿化器吸芯5230被确定具有降低的水容量，并且元件加热5220包括多个加热区，由加热元件5220输出至相对应的加热区的热量可以根据湿化器吸芯的状况而被改变。
真实性检查算法5620
根据另一方面，所述湿化器可以包括一个或多个被配置为测试湿化器5000运行时错误的真实性检查算法5620，例如：湿化器5000和/或整个湿化器5000的一个或多个单个部件的性能。
示例真实性检查算法5620A(图25中所示的)可以接收入口和/或环境状况(步骤5620A2)作为输入，例如：进气口5002处的温度测量值、进气口5002处的湿度、环境温度、以及环境湿度。真实性检查算法5620A可以进一步接收湿化器5000的运行参数(步骤5620A3)作为输入，例如：加热元件5220至吸芯5230的热输出和至吸芯5230的水流速。真实性检查算法5620A可以确定预期的输出状况(例如：出口处的湿度/温度，如步骤5620A4中所示的)基于这些输入。在一种形式中，真实性检查算法5620可以监测出口状况(步骤5620A5)，例如：出气口5004处的测量温度和出气口5004处的测量湿度。所述真实性检查算法可以将出口处的测量的温度和/或湿度与预测的湿度/温度进行比较以测试测量温度和/或测量湿度的真实性。如果出气口5004处的温度和/或出气口5004处的湿度被发现是不真实的(步骤5620A6)，例如，随着它们分别偏离其预期值大于一个阈值数量，所述真实性检查算法可以指示一个故障状况。应该指出的是在真实性检查算法5620的其它形式中，输入值、预测值以及测量值可以不同于以上所提供的示例。合适的将要被检测的输出状况的其它示例可以包括湿化器5000的温度，比如：湿化器吸芯5230处或附近的温度。例如(未示出)，这些入口/环境状况和出口状况可以被检测以确定预测的运行参数，以及以将预测的运行参数与测量的运行参数进行比较以便确定测量值的真实性。
例如，在10毫克/升(mg/L)的绝对环境湿度下，在35L/min的空气流速下，出气口5004处空气流的预测的绝对湿度可以是30mg/L。因此，如果水输送机构5150已经正在以700mg/min的流速输送水，那么在出气口5004处输送的水的蒸发将添加(700mg/min)/(35L/min)＝20mg/L的绝对湿度至空气流。然而，在阈值时段例如5分钟后，出气口5004处的绝对湿度低于目标绝对湿度的阈值数量，真实性检查算法可以确定湿化器5000没有正确地运行并且指示故障状况。
在另一种形式中，真实性检查算法5620可以进行测试循环以检查湿化器5000的运行。例如，真实性检查算法5620可以改变加热元件5220的热输出和/或水输送机构5150的水流速，并且使用一个或多个湿化器转换器检查湿化器5000的响应。
在另一种形式中，真实性检查算法5620可以通过比较水流速相比于水泵5152的移动速率来检查组件(比如，水输送机构5150)的正确性能。
真实性检查算法5620可以经配置以在预定的间隔、预定的触发或用户/患者的请求中的一个或多个下运行。例如，在湿化器5000启动时、在1个月间隔时、在患者1000的请求时、在来自远程位置(比如，卫生保健提供者的计算机)的请求时或当湿度传感器5516检测到来自湿化器5000的输出湿度低于对于阈值时段的目标值时，真实性检查算法5620可以被执行。在其它情况下，真实性检查算法5620可以经配置以当湿化器5000处于运行中时连续地运行。
泵状况确定算法5630
在一种形式中，湿化器5000可以包含一个或多个泵状况确定算法5630。泵状况确定算法可以确定，例如，泵5152中的任何阻塞物或者泵5152的任何故障状况(比如，过温状况、过流状况或者泄漏)。在一种形式中，(一或多个)泵状况确定算法可以在湿化器启动时(例如，在治疗和/或加湿开始之前)被执行以确定泵5152的的运行适合性。
在一个实例中，泵状况确定算法5630可以比如通过监测泵5152所消耗的电流来监测泵5152所消耗的功率，并且如果泵5152所消耗的功率在阈值(如阈值范围)外那么该算法指示故障状况。在另一个实例中，泵状况确定算法5630可以监测泵5152的温度，并且如果泵5152的温度在阈值(如阈值范围)外那么该算法指示故障状况。
故障消除算法
本发明技术的一个方面涉及故障消除算法的使用。
在一种形式中，故障消除算法可以经配置以响应吸芯状况确定算法5610和/或真实性检查算法5620的输出值。例如，吸芯状况确定算法5610可以确定湿化器吸芯5230的状况并且输出指示湿化器吸芯5230可能不再适合使用的信号。然后，故障消除算法可以执行以降低通过湿化器5000的空气流速率、降低水输送机构5150的水流速、和/或可能地停止湿化器5000和/或RPT装置4000的运行。
故障消除算法可以被另外地或可选地配置以响应湿化器5000的一个或多个电子部件中过温和/或过流状况的检测。例如，故障消除算法可以接收来自泵状况确定算法5630的该泵存在故障的信号，并且关闭湿化器5000的运行。
在另一种形式中，故障消除算法可以寻找检测到‘负渗漏’的状况。当通过压力装置4140的空气流速小于确定为假设的正常运行状况所估算的通过换气口3400的流速时负渗漏状况会发生。这种状况的出现可以指示通过换气口3400的流速已经降低，例如，由于换气口3400已经被至少部分地堵塞。这种阻塞的一个可能原因可能是由于冷凝液在换气口3400上或靠近换气口3400的积聚，并且因此故障消除算法可以降低加湿输出的水平以便试图降低堵塞。
湿化器控制算法
加湿算法5650
根据一个方面，加湿算法5650可以配置为控制湿化器5000的组件便管理由湿化器5000输送的空气流的湿度。
在一种形式中，加湿算法5650可以接收一个或多个目标输出状况(比如，目标输出湿度或目标输出温度)、一个或多个环境状况(比如，环境湿度或者环境温度)和/或一个或多个测量的输出状况(比如，测量的输出湿度或测量的输出温度)作为输入。加湿算法5650的其它可能的输出可以包括空气回路4170的特性比如其长度、或患者界面3000的特性比如其类型、或者换气特性。在一些情况下，空气回路4170和/或患者界面3000的特性可以为用户的输入，然而在其它情况下，它们可以被辨别模块或识别系统(比如在PCT专利申请公开案号WO2010/091462中描述的系统)检测到，其全部内容通过引用方式引入本文。加湿算法5650可以进一步使用患者1000的存在、通过空气回路4170的空气流的流速、空气流的压力梯度或患者1000的呼吸率中的一个或多个作为输入。
加湿算法5650仍可能以一种方式运行以使得湿化器5000所输送的空气流处于或者接近于100％的相对湿度，尽管其它相对湿度也许是可能的，比如(但不限于)40％、50％、60％、70％、80％或90％。本发明技术的一个优点可以包括如以上所描述的缩短的响应时间。在一些形式中，加湿算法5650可以具有设置为绝对湿度的目标值，然而在其它形式中目标值可以被设置为相对湿度。因此，在某些形式中，加湿算法5650可以配置为运行使空气流加湿直到检测到90％-100％的输出相对湿度，在这个点处加湿算法5650可以通过湿化器5000来减少或停止增加湿度(湿度输出)。有利地，本发明技术的缩短的响应时间可以允许湿化器5000以这种没有产生显著的或任何的冷凝的方式运行，然而具有较长响应时间的湿化器5000也许不能在所需的时间内降低湿度输出。另外地或可选地，当(例如，通过光学传感器或其它传感器，或本文件中其他地方描述的方法)检测到冷凝的发生时，加湿算法5650通过增加空气回路加热元件4171的热输出可以减少(或防止)冷凝的发生。因此，在一个检测到冷凝发生的实例中，当空气回路加热元件4171增加其进入空气回路4170的热输出以缓解冷凝物进一步形成并蒸发现有冷凝物时，加湿算法5650可以降低湿化器5000的湿度输出以降低正在被输送的空气流的绝对湿度。
因此，在一种形式中，湿化器5000可以配置为维持或者增加湿度输出直到例如在空气回路4170中、在患者界面3000中或者在患者的气道中检测到冷凝。一旦检测到冷凝物，湿化器可以降低湿度输出直到这些冷凝物可以说已经被蒸发或者已被移除，并且没有进一步的冷凝物出现。使用此种方法，湿化器5000可以在不产生显著的冷凝的情况下输送尽可能接近100％的湿度，从而在改善患者的治疗质量和/或舒适度的同时最小化对患者的干扰。
在一种形式中，加湿算法5650可以接收来自下面进一步详细描述的冷凝检测算法5700的输出作为输入。在冷凝检测算法5700指示冷凝发生的地方，加湿算法5650可以被配置为降低湿化器5000的湿度输出。在在远离湿度传感器5516的空气回路4170内冷凝发生的地方这种布置是有利的，在这种情况下湿度传感器5516仍可以指示小于100％的湿度，尽管它在冷凝的位置处可以是100％。
在另一种形式中，来自冷凝检测算法5700的指示冷凝发生的输出可以被用于预测(和/或防止)在稍后时间发生的冷凝。例如，如果在特定时间检测到冷凝，那么加湿算法5650能够记录一个或多个变量，比如：环境状况(温度/湿度/压力)、呼吸道治疗参数(例如：压力和流速)、以及湿化器/空气回路运行状况(例如：加热元件5220的输出、测量湿度或测量温度)。然后，加湿算法5650可以标示或者学习记录的变量组以指示冷凝起始状况，并且如果稍后时间的变量中的一组接近冷凝起始状况那么该算法预测冷凝的发生。然后，加湿算法5650可以，例如，警告用户(例如，患者1000)，或者通过例如降低从贮存器5110到湿化室5200的水流速来改变湿化器5000的运行以避免达到冷凝起始状况。
根据本发明的另一方面，加湿算法可以被编程为作为运行状况中变化的响应以非线性方式执行。例如，加湿算法可以被编程以致于当面罩泄漏增加时，例如，从5L/min到10L/min，总流速从35L/min增加到40L/min、来自加热元件5220的热输出以及来自水输送机构5150的水流速率增加了比5/35更大的量。在另一个实例中，加湿算法可以配置为当增加流速时增加空气的绝对湿度。这种布置可以抵消任何患者舒适度的降低，例如，由于增加的泄漏和干燥度。在一些情况下，加湿算法的响应基于运行状况中的变化可以被延迟。
在另一方面，加湿算法5650可以经配置以根据环境状况，例如，在无需用户(或患者1000)改变想要的输出状况的情况下确定合适的目标状况。例如，在与环境状况更加温暖且更加湿润处相比环境状况更加寒冷且更加干燥处，加湿算法5650可以指导湿化器5000以更高的湿度输出更温暖的空气。
在加湿算法5650的一些形式中，到湿化器吸芯5230的热输出和到湿化器吸芯5230的水流速可以被控制为彼此的函数。例如，在到湿化器吸芯5230的热输出比如由于低功率有效性而受到限制的地方，到湿化器吸芯5230的水流速可以相应地降低。此外，在水流速降低的地方(比如，在贮存器5110中水的质量受限制的地方)，湿化器吸芯5230的热输出可以相应地降低。
在另外一方面，加湿算法5650可以根据一个或多个患者1000的偏好和/或治疗需要来确定目标状况。在一种形式中，加湿算法5650可以通过输入装置4220接收一组患者偏好。在另一种形式中，加湿算法5650可以从患者1000的使用模式或者患者1000的睡眠质量的检测中了解患者的偏好。
在一个实例中，患者的呼吸相线可以被用作至加湿算法5650的输入。例如，加湿算法5650可以引起湿化器5000将更大的湿度加入到用于吸气而不是呼气的空气流中。可选或另外地，例如通过增加输送至加热元件5220的热量或者增加输送到湿化器吸芯5230的水量，吸气期间将要被输送给患者的部分空气流可以具有更高的温度。
湿化器5000可以相对于患者1000布置以便空气流的一部分将会花从湿化器5000行进至患者气道的入口的时间长度，其中该时间长度与患者呼吸时间长度相比是相当大的。该时间长度可以被称为加湿延迟，并且在该加湿延迟相当大的地方，可能需要考虑时间长度以便根据患者的呼吸相线有效地输送空气流。
在一种形式中，时间延迟可以例如通过识别空气回路、湿化器、鼓风机以及患者界面中的一个或多个的一个或多个类型和长度从用户的手动输入来进行确定。然后，控制器(比如，中央控制器4230)可以例如通过估计空气流在湿化器5000和患者1000之间行进的总长度并且除以空气的速度来确定时间延迟。然后，加湿算法5650可经配置以通过为患者呼吸相线超过时间延迟(tlag)数量的患者呼吸相线从湿化器5000输出空气流。因此，如果患者1000被预测在时刻t开始吸气，加湿算法5650可以配置为输送部分空气流用于吸气以在时刻(t-tlag)时离开湿化器5000。
在另一实例中，通过患者1000的空气流动路径的属性可以被用作加湿算法5650的输入。例如，患者1000可以根据睡眠状态改变他们呼吸经过的孔，以使得当他们在床上睡着时，他们可以主要通过他们的嘴来呼吸，而一旦他们睡熟时他们就可能会主要通过他们的鼻来呼吸。在其他患者中，相反的情况可以应用，或者当根据睡眠状态不同地进行呼吸时，嘴和鼻呼吸的某些组合可以应用。
由于改变的气流路径，通过患者1000的嘴呼出的气流比通过患者1000的鼻呼出的气流更凉。因此，在气流路径比通过患者鼻比通过患者的嘴更多引导的地方，可能需要对患者1000提供额外量的热量和水分。在一种形式中，可以确定患者1000的睡眠状态，并且加湿算法5650可以根据患者的睡眠状态自动调整加湿设置。在另一种形式中，可以确定嘴呼吸的程度，并且加湿算法5650可以相应地自动调整加湿。
在其他形式中，可以确定患者的睡眠状态并将其用作对加湿算法5650的输入。例如，在患者更有可能经历觉醒处，例如在快速眼动(REM)睡眠期间，可以提高加湿水平以改善舒适度。这可例如与不太可能发生觉醒的睡眠的其他阶段平衡阶段中，在此期间加湿算法5650可以随后降低加湿水平以增加可提供加湿的时间长度和/或该时间长度之间的间隔以使贮存器5110被再注满。
根据另一方面，加湿算法5650可以配置为提供一段时间的比其余治疗疗程期间提供的湿度更高的湿度。例如，更高湿度的时期可以为患者提供1小时的95％湿度的输出湿度，而在患者的治疗(例如在夜间睡眠期间)的剩余小时内(例如7小时)提供标称的80％的湿度输出。
更高湿度的时期可以基于一个或多个因素触发，例如面罩泄露、嘴泄露、在湿化器启动时、接近治疗疗程结束、患者的生理状态((例如，疾病状态、过敏、疲劳水平)或环境因素(例如花粉量)。
湿化器校准算法5660
在一些情况下，可以使用一个或多个湿化器校准算法5660来校验湿化器5000的操作和/或校准湿化器5000。可以周期性地或者根据诸如用户请求的触发来执行一个或多个校准算法。例如，湿化器5000的无校准操作可能导致与期望水流速相比水的过量供给，这可能导致将水引入空气回路4170中。可选地，与期望水流速相比的水的供给不足可能导致湿化器5000的过热或患者1000的不适。
在一种形式中，湿化器校准算法5660可以为湿化器吸芯5230输送已知的水流速，同时改变对吸芯5230的热输出以例如使用湿化器转换器来分析湿化器5000的一个或多个响应。
在另一种形式中，湿化器校准算法5660可以为湿化器吸芯5230输送已知的热输出，同时改变对吸芯5230的水流速以例如使用湿化器转换器来分析湿化器5000的一个或多个响应。
湿化器启动算法5665
在一些形式中，一个或多个湿化器启动算法5665可以用于在其操作的启动阶段(例如，在湿化器5000被接通后或湿化器5000开始加湿气流后的第一个5分钟、10分钟、30分钟或60分钟内)控制湿化器5000的一个或多个方面。
根据一个方面，湿化器启动算法5665可以配置为在启动阶段期间启动先于第二部分的第一部分的操作，尽管第一部分和第二部分两者可以继启动阶段后同时操作。在一种形式中，湿化器启动算法5665可以先于启动加热元件5220的操作启动水输送机构5150的操作以防止过热。
在一个实例中，湿化器启动算法5665可以配置为延迟对加热元件5220的能量供给直到水输送机构5150已为湿化器吸芯5230输送至少预定量的水，其可以以相对项(例如20％、40％、60％、80％的吸芯饱和度)或以绝对项(例如2.5g、5g、10g或15g的水)测量。在另一种形式中，湿化器启动算法5665可以配置为以预定的时间长度(例如15秒、30秒、1分钟或2分钟)来延迟对加热元件5220的能量供给，以允许湿化器吸芯5230从水输送机构5150接收一定容积的水。还再其他形式中，水输送机构5150和加热元件5220可以同时启动，然而，供给至加热元件5220的能量可以在启动阶段期间减少。
根据另一方面，湿化器启动算法5665可以配置为在启动阶段期间提供增加的湿度输出。在一种形式中，湿化器启动算法5665可以配置为为加热元件5220提供比随后时间段自始至终使用的能量和/或水流速更多的能量和/或通过水输送机构5150的更高的水流速。
例如，湿化器启动算法5665可以配置为使得由加热元件5220的能量输出可以在启动阶段期间大于随后时间段或阶段。例如，由加热元件5220的能量输出可以比由加热元件5220处于其正常操作时的能量输出高大约20％、大约40％、大约60％或大约80％。
可选或另外地，例如通过水输送机构5150从水贮存器5110至湿化器室5220的水流速，可以与提供给加热元件5220的能量一起或独立于提供给加热元件5220的能量增加。
因此，由湿化器5000的湿度和/或热输出在启动阶段可以比随后时间段或阶段更高。因此，可以使输送给患者的空气流在比如果由湿化器5000的湿度和/或热输出保持恒定时的速度更快的速度下符合条件期望的湿度和/或温度。可选或另外地，在一些情况下，在随后时间段或阶段期间达到降低的湿度和/或温度水平之前，输送给患者的气流在启动阶段期间可以处于增加的湿度和/或温度，对此患者可能更满意。
异物管理算法5670
如上所述，诸如微粒的异物的形成、聚积和/或积聚可能发生在湿化器吸芯5230上，这可能不利地影响吸芯5230的性能。根据一个方面，一个或多个异物管理算法可以用于控制在吸芯5230上的异物积聚的位置和/或速度。
在一些情况下，异物可以在吸芯5230完全干透处以最大的速度聚积在湿化器吸芯上。例如，在由吸芯5230保持的水的水边界5230_WB处，如图14中所示。在一种形式中，异物管理算法5670可以管理例如远离检测到的低水容量的区域的水边界5230_WB的位置和/或模式。异物管理算法5670可以通过控制到湿化器吸芯5230上的一个或多个热输出、到湿化器吸芯5230上的水流速或在湿化器吸芯5230内的水分布模式来达到此目的。
根据另一方面，异物管理算法可以配置为确定水质，例如水中的异物含量。在一种形式中，可以测量水的导电性来确定水中的异物含量。在一种形式中，与水接触的电极可以放置在湿化器5000中(例如在贮存器5110、水输送机构5150中或在吸芯5230中)以测量水的电阻率。在一些形式中，电极可以放置在吸芯5230中使得测量的电阻率能指示吸芯和在其中的水的电阻率，其中高电阻率可以指示在吸芯中对应的高水平的异物积聚。
异物管理算法可以配置为在使用湿化器5000期间改变水边界5230_WB的位置。颗粒或异物在水边界5230_WB的位置比湿化器吸芯5230的其余位置以更快的速度聚积。因此，在使用湿化器5000期间，通过改变水边界5230_WB的位置，可以控制在湿化器吸芯5230各处聚积的异物的分布，例如以延长湿化器吸芯5230的使用寿命。
异物管理算法可以通过调节湿化器吸芯5230的水流速和加热元件5220的热输出中的一或两者来改变水边界5230_WB的位置。
在一种形式中，湿化器5000的水流速可以在最小水流速与最大水流速之间变化。水流速可以比如线性地或作为正弦曲线在最小水流速与最大水流速之间变化。
水边界5230_WB的位置可以在使用湿化器5000期间发生变化，如图14、图14A以及图14B中所示。水边界5230_WB的位置可以在往复运动中发生变化，以致于水边界5230_WB从图14中所示的第一位置移动到图14A中所示的第二位置、到图14B中所示的第三位置、以及返回到图14A中所示的第二位置等等。
可选地或另外地，加热元件5220的热输出可以在最小热输出与最大热输出之间变化。热输出可以比如线性地或作为正弦曲线在最小热输出与最大热输出之间变化。
本领域的技术人员应理解的是，许多其它的方法也可以用于改变水边界5230_WB的位置。还应当理解的是，水边界5230_WB位置的变化可以遵从不同的方式，比如，以非线性速度。
在一些形式中，水边界5230_WB位置的变化可以是周期性的，以根据通过湿化器吸芯5230的长度的均匀分布来促进颗粒的集结的发生。
在一些形式中，异物管理算法可以经配置以致于可以通过湿化器吸芯5230的确定状况来至少部分地确定水边界5230_WB的位置。例如，湿化器吸芯5230的第一区域可以被发现包括比湿化器吸芯5230的第二区域更高的异物或颗粒的浓度。在响应中，异物管理算法可以运行以使湿化器吸芯5230朝向第二区域移动或者进入第二区域持续比在第一区域中更长的时间段。
吸芯干燥算法5675
湿化器5000可以包含一个或多个吸芯干燥算法5675，该算法经配置以降低湿化器吸芯5230的含水量。吸芯干燥算法5675可以运行以干燥湿化器吸芯5230，比如在治疗疗程完成时，或者当湿化器吸芯5230被确定为水饱和时。
吸芯干燥算法5675可以通过以下一个或多个：防止液体从贮存器5110流动到湿化器吸芯5230、减少液体从贮存器5110流动到湿化器吸芯5230、增加加热元件5220的热输出、增加通过湿化器5000的空气流速以及增加通过湿化器5000的空气温度，一个来降低湿化器吸芯5230的含水量。
吸芯清洗算法5680
湿化器5000可以包含一个或多个吸芯清洗算法5680，该算法经配置以清洗湿化器吸芯5230，用来减少吸芯5230上的异物和/或任何生物负荷的数量。
在一种形式中，吸芯清洗算法5680可以运行以用供应水和/或清洁剂来清洗湿化器吸芯5230。另外地或可选地，在一些情形下(在比运行温度高的温度下)，吸芯清洗算法5680可以干燥吸芯5230。
在另一种形式中，吸芯清洗算法5680可以经配置以激活清洗接合器联接到湿化器5000。此形式的一个优点可以是当吸芯清洗算法5680被激活时防止湿化器5000被患者1000使用。在一些情况下，清洗接合器可以包含清洁剂，当吸芯清洗算法5680被激活时该清洁剂可以被释放到湿化器吸芯5230中。
吸芯清洗算法5680可以配置为在停止治疗以后以某些形式运行。在一些情况下，RPT装置4000和/或湿化器5000可以被安置设有电池以使吸芯清洗算法5680在电源已经被切断后能够运行。
患者反馈算法5690
湿化器5000可以包含一个或多个患者反馈算法5690，该算法用于给患者1000中继信息和/或提供建议。
患者反馈算法5690可以以一些形式通知患者1000一个或多个来自以上所描述的湿化器算法的输出。通过患者反馈算法5690为患者1000提供的信息的实例可以包括湿化器吸芯5230的状况比如，其剩余寿命或水质、或者湿化器5000的任何异常活动、或者故障的指示比如缺失的贮存器5110的检测。在一些情况下，患者反馈算法5690可以简单地指示患者1000或护理者湿化器吸芯5230可能需要清洗。
在一种形式中，患者反馈算法5690可以收集将患者睡眠数据与一个或多个加湿状况联系起来的数据。然后，患者反馈算法5690可以将测量的数据相互关联以确定一个或多个优选的加湿状况。例如，患者反馈算法5690可以收集与唤醒事件数据、睡眠状态数据以及任何SDB事件数据中的一个或多个相关的患者睡眠数据。患者反馈算法5690还可以收集一个或多个加湿状况，例如，环境状况(例如，环境温度、压力以及湿度)和/或输出状况(输出温度、压力以及湿度)，并且将患者睡眠数据与加湿状况相互关联以基于环境状况确定患者的优选输出温度和/或湿度。
患者反馈算法5690还可以包括治疗状况(例如，总流速、泄漏流速以及治疗压力)、睡眠障碍呼吸事件(例如，呼吸暂停、呼吸不足、觉醒以及气流受限)、日历数据(例如，工作日/周末之间的区别、一天的第一次排定的会议以及闹钟设置)、以及睡眠状态监测中的一个或多个作为输入以便通过将这些输入值与优选的加湿状况相互关联确定待输送给患者的输出温度和/或湿度。
冷凝相关的算法
冷凝检测算法5700
因为冷凝可以不利地影响一个或多个组件的运行，因此呼吸治疗系统中冷凝的发生可以是不想要的。例如，冷凝物可以使电路连接短路，或者堵塞气动路径，比如换气口3400或者变换器(比如流量传感器4270或压力传感器4272)的端口。当冷凝以显著的量发生时，冷凝可以影响患者100，原因在于在睡眠期间冷凝进入到患者的气道可以导致混乱(比如，觉醒)或者甚至更糟潜在地存在危害。因此，湿化器5000可以包含一个或多个算法以确定在呼吸道治疗系统中冷凝是否可能已经发生。
根据第一实例，冷凝检测算法5700可以经配置以比较第一位置和第二位置处空气流的属性以确定在它们之间是否可能已经发生任何冷凝。
在一种形式中(见图26)，呼吸道治疗系统(例如：在湿化器5000或空气回路4170中)可以包含第一湿度传感器5516_1(例如，在空气环路4170的入口处或靠近空气环路4170)、以及第一湿度传感器下游的第二湿度传感器5516_2(例如：在空气环路4170的出口处或靠近空气环路4170的出口)。由于湿气作为液体水从空气流中移除(其中它是以水蒸汽的形式)，所以空气回路4170中冷凝的发生可能会引起从该空气回路的入口到其出口的绝对湿度的下降。因此，冷凝检测算法5700可配置为基于从第一湿度传感器5516_1到第二湿度传感器5516_2的绝对湿度的下降的检测来指示空气回路中冷凝的发生。在一些形式中，其中湿度传感器配置为测量相对湿度，呼吸道治疗系统可以包含附加的传感器，比如，帮助确定绝对湿度的温度传感器。
例如，第一湿度传感器5516_1处的空气可以被确定为在30℃的的温度下具有86％的相对湿度，并且在第二湿度传感器处在27℃的温度下具有92％的相对湿度。第一湿度传感器5516_1处相应的绝对湿度将是23.2g/kg，并且第二湿度传感器5516_2处将是20.9g/kg。在30升/分钟的空气流速下，在第一湿度传感器5516_1至第二湿度传感器5516_2之间将会以大约0.09g/min或者5.4g/小时的速率产生冷凝物。因此，冷凝检测算法5700可以指示冷凝的发生，然后该算法可用于防止进一步冷凝的发生并且防止凝结物的聚积。
在另一个实例中，可将测量的热反应与预测的热反应比较以指示冷凝的发生，其中预测的热反应基于不存在冷凝的假设。其中冷凝在空气环路4170内发生，空气流在空气环路4170中的热反应可因空气环路4170中内容物的增加的热容而改变。例如，在25℃温度下的饱和空气具有1.166kg/m3的密度以及1.043kJ/kgK的热容。在30升/分钟(0.5升/秒)的空气流速下，空气流的总热容(每秒)为0.61kJ/K。空气环路4170中内容物的热容则大概增倍，假设0.15g质量的液体水存在于管中。因此，当将热量输入空气环路4170中时，与其中假设冷凝不存在于空气环路4170中的预测的加热反应相比，冷凝的存在可减小其中空气流的加热反应，从而自预测的热反应改变测量的热反应。
因此，在一种形式中，冷凝检测算法5700可通过比较输入到空气环路4170中的热能的速率的测量值与加热反应的测量值(例如加热速率/时间或加热速率/距离)来检测冷凝的发生。参照图27，例如，呼吸治疗系统可包含第一温度传感器5514_6(例如位于空气环路4170入口)和位于第一温度传感器5514_6下游的第二温度传感器5514_7(例如空气环路4170出口)。其中空气环路4170包含加热元件4171，输入到空气环路4170(并因此输入到通过其中的气流)中的热能可以与第一温度传感器5514_6和第二温度传感器5514_7中的一个或多个的测量值相关。
在一些形式中，冷凝检测算法5700也可将以下中的一个或多个用作输入：流过空气环路4170的空气流的压力或流速、环境条件(例如，温度/湿度/压力)或空气环路4170与环境之间的热传递速率。速率可通过流量传感器4274或估计方法(例如，美国专利号5,740,795中所述，其全部内容以引用方式并入文中)确定。
基于以上输入，冷凝检测算法5700可确定预测的热反应，以与测量的热反应进行比较，例如，两个温度传感器(例如，第一温度传感器5514_6和第二温度传感器5514_7)之间的温差，或温度传感器(例如，第二温度传感器5514_7)的温度变化速率。在一些形式中，预测的热反应可基于热反应的一个或多个先前测量值。
在另一种形式中，预测的热反应可基于查询表或模型，该模型基于其中缩聚不存在的假设。
在一种形式中，冷凝检测算法5700可经配置以指示冷凝的发生，其中测量的热反应偏离预测的热反应多于一个阈值。例如，当预测的温差大于测量的温差一个阈值(例如预定百分比或预定温度)时。在另一种形式中，冷凝检测算法5700可经配置以指示冷凝的发生，其中预测的温度(例如，第二温度传感器5514_7处)的变化速率大于测量的温度变化速率，例如，预定的百分比或预定的量值。
在另一个实例中，冷凝检测算法5700可通过建立稳定状态的基线情况，并查找可由冷凝物引起的自基线情况的偏离来确定冷凝的发生。
在一种形式中，图27中所示的空气环路4170可在稳定状态下操作以使在第二温度传感器5514_7处测量的温度已经恒定一段时间，该时间可为预定的时段(例如，30秒、1分钟、5分钟、10分钟)。在此情况中，在不存在相关变量的其它显著偏离的情况下，冷凝检测算法5700可指示冷凝的发生，其中在第二温度传感器5514_7处测量的温度开始下降，这可由空气环路4170中内容物的热容的增加引起。
本领域技术人员应了解，可组合上述任意实例的方面以得到检测发生冷凝的其它方法。
冷凝校准算法5710
根据一个方面，湿化器5000可包含冷凝校准算法5710，该算法经配置成建立指示可发生冷凝的状况的一个或多个变量。一组此类变量可被称为冷凝起始状况。例如，冷凝校准算法5710可监控以下所有或一些：环境压力、环境温度、治疗压力、空气流速和气流温度、由湿化器加热元件5220的热输入和由空气环路加热元件4171的热输入。
加湿算法5650可使用建立的冷凝起始状况以在饱和湿度下或附近操作湿化器5000。由于冷凝起始状况可包含多个变量，在一些形式中，冷凝校准算法5710可记录多个冷凝起始状况，其中任一个可使得空气环路4170经历冷凝的发生。在一种形式中，冷凝校准算法5710可经配置成定期操作(例如每10分钟、30分钟、1小时)以更新冷凝起始状况。
在一种形式中，冷凝校准算法5710可在多个功率输出条件下操作空气环路加热元件4171，以及监测热反应。例如，冷凝校准算法5710可在一个或多个功率输出下(例如，30W、25W、20W、15W、10W和5W下)操作空气环路加热元件4171，并例如通过监测两个温度传感器(例如图27中所示的第一温度传感器5514_6与第二温度传感器5514_7)之间的加热速率来监测空气环路4170中的温度梯度。所得加热速率(例如，两个温度传感器5514_6与5514_7之间的温差)可与加热元件4171的功率输出相关，以确定冷凝起始状况，例如图29所示，其中冷凝起始状况被视为拐点5712。拐点下方的状况可称为冷凝状况5716，拐点上方的状况可称为非冷凝状况5714。
根据一个方面，其中空气环路4170可包含多个区(如上所述)，冷凝校准算法5710可使用多个区中的一个来确定饱和状况。例如，如图28所示，空气环路4170可包含远离患者定位的第一区4170_1和接近患者定位的第二区4170_2。第一区4170_1可在第一组参数(例如以从第一加热元件4171_1的热输入的第一速率)下操作以在其中产生冷凝，以便发现如上所述的冷凝起始状况。同时，第二区4170_2可在第二组参数(例如，以从第二加热元件4171_2的热输入的第二更高速率)下操作以阻止在接近患者的空气环路4170的多个部分中(例如，在第二区4170_2中)发生冷凝。
根据一个方面，冷凝校准算法5710可经配置以搜索与从冷凝检测算法5700的输出无关的一个或多个冷凝起始状况。在一种形式中，冷凝校准算法5710可通过改变变量直到检测到冷凝起始状况来实现此目标，以例如停止发生冷凝，或开始发生冷凝。
例如，如图30A和图30B所示，冷凝校准算法5710可改变(例如通过加热原件4171)供应到空气回路4170的加热功率以发现冷凝起始状况。在图30A中，从冷凝状况开始，冷凝校准算法5710可提高所提供的加热功率直至冷凝校准算法5700检测出冷凝终止在例如5711处，5711可被标记为冷凝起始状况。同样，从冷凝状况开始，冷凝校准算法5710可降低所提供的加热功率直至冷凝校准算法5700检测出冷凝终止在例如5712处，5712也可被标记为冷凝起始状况。实际冷凝起始状况可在两个被标记的状况5711与5712之间的某个位置，并且，可在如5713的曲线图中显示出来，如果所述冷凝起始状况保持稳定(也就是说，处于稳定状态)，则曲线图可以是水平线(如图30A所示)。如果实际冷凝起始状况随时间而改变，例如，如图30B所示，冷凝校准算法5710可检测出冷凝起始状况随时间而改变并且可以不断地更新冷凝起始状况。
因此，当多个已测量的冷凝起始状况都可用时，这些值可比如随时间被过滤。(例如通过低通滤波)，或被平均，以估计实际冷凝起始状况。此外，多个测量的冷凝起始状况可用于指示测量值的合理性。例如，冷凝校准算法5710可经配置来指示潜在故障(例如在湿化器5000或空气回路4170中)，其中测量的冷凝起始状况变化很大(例如其中测量的冷凝起始状况的标准偏差大于阈值)。
冷凝确认算法5720
湿化器5000也可包含经配置来确认由冷凝检测算法5700决定的冷凝的发生。在一种形式中，当冷凝检测算法5700指示冷凝发生时，冷凝确认算法5720可被触发。
根据一方面，冷凝确认算法5720可导致湿化器5000穿过冷凝起始状况，并且在冷凝起始状况的任一侧比较热反应。例如，冷凝确认算法5720可将加热元件4171的热输出从20W降到10W，如果15W被确定为冷凝起始状况(例如如图29，从冷凝状况5716穿过到非冷凝状况5714。)相反地，加热元件4171的热输出可从10W提高到20W，其中在输出为15W或低于15W时冷凝预计会发生，在这个点时，可以预计的是，进一步的冷凝不会发生。
在一些情况下，如果冷凝发生是由于一次性事件(例如由于由用户泄露引起的水分的引入)，或者环境状况的改变(例如盖管子的覆盖物被移除)，穿过冷凝起始状况不会导致冷凝的停止(或产生)。在这些情况下，冷凝确认算法5720可经配置来继续提高(或降低)加热元件4171的热输出，直到热反应中发生预期的改变(例如从冷凝状况到非冷凝状况变化发生，反之亦然)。
加热合理性算法5730
根据另一方面，湿化器5000可包含一个或多个加热合理性算法5730，以指示潜在故障的发生。例如，当变量例如环境温度、加热元件输出(例如湿化器加热元件5220或空气回路加热元件4171)或气流速率发生变化时，加热合理性算法5730可评估测量的效果是否以与变量的变化一致的方式变化。
例如，如果流量传感器4274正在记录低流速条件，并且一个或多个加热元件加热气流，那么加热合理性算法5730可进行检查以评估测量的温度是否被预期升高，和测量的温度是否以与预期一致的方式升高。如果温度升高低于预计升高值，或者温度一点都没有升高，那么加热合理性算法5730可指示故障状态。
在一些形式中，加热合理性算法5730可执行缓解步骤，例如减少或停止由加热元件5220或4171提供的功率。
管检测算法5740
在一种形式中，一个或多个对热输入的热反应的测量可用于检测空气回路4170的参数，例如其长度。例如，当已知量的电功率被供应时，加热管的热反应可根据参数而变化，比如长度或绝缘量，其可用以确定参数。
词汇表
为了实现本发明技术公开的目的，在本发明技术的某些形式中可应用下列定义中的一个或多个。本发明技术的其他形式中，可应用另选的定义。
通则
空气：本公开中的“空气”将包括可以吸入的气体。在本发明技术的某些形式中，供给给患者的空气可以是大气空气，而在本发明技术的其他形式中，可用氧气补充大气空气。
环境：在本发明技术的某些形式中，术语环境可具有以下含义(i)治疗系统或患者的外部，和(ii)直接围绕治疗系统或患者。例如，相对于湿化器的环境湿度可以是直接围绕湿化器的空气湿度。
持续气道正压换气(CPAP)：CPAP治疗可被视为意为在一定压力下向气道入口功能供应空气或空气的应用，该压力相对于大气为持续正压，并且优先地在患者的整个呼吸周期大致恒定。在某些形式中，在气道入口处的压力会在单个呼吸周期中将改变厘米水柱，例如，在吸气期间较高，而在呼气期间较低。在某些形式中，在气道入口处的压力在呼气期间将稍微较高，而在吸气期间稍微较低。在某些形式中，压力在患者不同的呼吸周期中有所变化，例如，响应于检测部分上气道堵塞的指示而变大，而切法部分上气道堵塞的指示而减小。
RPT装置的方面
空气回路：在使用中被构造和布置成在RPT装置与患者界面之间输送空气供应的导管或导线。具体地，空气回路可与气动块的出口和患者界面流体连通。空气回路可被称为空气输送管。在某些情况下，可存在用于吸气和呼气的回路的独立分支。其他情况下，使用单支路。
其他说明
本专利文件的公开的一部分包含受版权保护的材料。版权所有者不反对任何人对该专利文件或专利公开进行复写复制，因为其出现在专利和商标局专利文档或记录中，但在其它方面却保留所有版权权利。
除非上下文中明确说明并且提供数值范围的情况下，否则应当理解，在该范围的上限与下限之间的每个中间值，到下限单位的十分之一，以及在所述范围内的任何其他所述值或中间值均广泛地包含在本发明技术内。这些中间范围的上限和下限可独立地包括在中间范围内，也包括在本发明技术范围内，但受制于所述范围内的任何明确排除的界限。在所述范围包括该界限中的一个或两个时，排出那些所包括的限制的界限中的一个或两个的范围也包括在本发明技术内。
此外，在本发明技术所述的一个值或多个值作为本发明技术的部分的一部分进行实施的情况下，应理解的是，此类值可以是近似的，除非另外说明，并且此类值可以实用的技术实施可允许或需要其的程度用于任何适当的有效数位。
除非另有定义，本文所使用的所有技术和科技术语具有与本发明技术所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。尽管任何与本发明所描述的方法和材料相似或等同的方法和材料也可用于本发明技术的实践或测试中，但本文描述了有限数量的示例性方法和材料。
当特定材料被认为是优选地用于构造部件时，具有类似性质的明显替代材料作为其替代物。另外，除非相反规定，否则本文所述的任何和全部部件均被理解为能够被制造且因而可以一起或分开制造。
必须注意的是，除非上下文另有明确规定，否则如本文和在所附权利要求书中所使用，单数形式“一个(a、an)”和“所述”包括其复数等效物。
本文提及的全部出版物均通过引用并入，以公开并且描述作为那些出版物的主题的方法和/或材料。本文所讨论的出版物仅提供用于先于本申请的申请日的公开内容。本文均不能被解释为凭借在先发明承认本发明技术无权早于此类出版物。另外，所提供的出版日期可能不同于实际出版日期，出版日期可能需要进行独立地确认。
另外，在解释本公开时，全部术语应以符合上下文的方式来解释。具体地，术语“包含(comprises)”和“包含(comprising)”应当解释为以非排他方式参考元件、部件或步骤，从而指示所参考的元件、部件或步骤可以与其它未明确参考的元件、部件或步骤一起呈现、一起使用或结合。
详细描述中使用的主标题仅为了便于读者参考而包括在内，而不应用于限制见于整个公开或权利要求书中的发明主题。主题标题不应用来解释权利要求书的范围或权利要求书限制。
尽管已经参考具体实施方式对本发明技术进行描述，但是应当理解的是，这些实例仅说明本发明技术的原理和应用。在一些实例中，专有名词术语和符号可以暗含实践本发明技术所不需要的具体细节。例如，尽管可以使用术语“第一”和“第二”，但是除非另有规定，否则它们并非旨在指示任何顺序，而是可以用来区分不同元件。另外，尽管可以一定顺序来描述或说明方法中的过程步骤，但是此顺序是不需要的。本领域技术人员将认识到，此顺序可以被修改，和/或顺序的其方面可以同时或甚至同步进行。
因此，应当理解的是，可以对示例性实例作出多种修改且可以设计出其它布置，而不脱离本发明技术的精神和范围。
参考符号列表

Claims (104)

1.一种用于增加由呼吸治疗装置输送至患者气道的空气流的绝对湿度的湿化器，所述湿化器包括：
贮存器，其配置为保持第一体积的水；
湿化器室，其包含：
进气口，其配置为从压力装置接收所述空气流；
出气口，其配置为将所述空气流从具有增加的湿度的所述湿化器室输送至患者界面；
流动路径，其用于使所述空气流通过所述湿化器室；
湿化器吸芯，其配置为保持第二体积的水，且所述湿化器吸芯具有轮廓化形状，以在所述流动路径的轴向方向上基本上包围所述空气流的所述流动路径的至少一部分；
加热元件；以及
气流挡板，其配置为加长所述流动路径的至少一部分，以使所述空气流通过所述湿化器室；以及
输送机构，其配置为将水流从所述贮存器输送至所述湿化器吸芯，
其中所述加热元件配置为加热所述湿化器吸芯，以蒸发所述第二体积的水，从而增加所述空气流的绝对湿度，且所述湿化器吸芯能够从所述湿化器室中拆卸。
2.根据权利要求1所述的湿化器，其中所述湿化器吸芯被各向异性配置。
3.根据权利要求2所述的湿化器，其中所述湿化器吸芯进一步经配置使得第一方向的芯吸速率比第二方向的芯吸速率大。
4.根据权利要求3所述的湿化器，其中所述第二方向是所述空气流的方向。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的湿化器，其中由所述湿化器吸芯包围的所述路径基本上是圆柱形的。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的湿化器，其中所述湿化器吸芯包含以下一种或多种：波纹表面、凹状表面、穿孔表面、多孔表面、编织表面、针织表面、纺织表面和烧结表面。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的湿化器，其中所述湿化器吸芯包含以下一种或多种：纸、亲水性纤维和纤维素纤维。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的湿化器，其中所述湿化器吸芯包含用于所述加热元件的衬底。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的湿化器，其中所述湿化器吸芯配置为保持2g至30g之间的水。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的湿化器，其中所述湿化器吸芯包含已加热区域和未加热区域。
11.根据权利要求10所述的湿化器，其中所述未加热区域包含位于所述已加热区域上游的上游未加热区域。
12.根据权利要求11所述的湿化器，其中所述上游未加热区域包含快于所述已加热区域的芯吸速率。
13.根据权利要求11至12中任一项所述的湿化器，其中所述上游未加热区域的长度介于所述已加热区域的约5％至约20％之间。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的湿化器，其中所述未加热区域包含位于所述已加热区域下游的下游未加热区域。
15.根据权利要求14所述的湿化器，其中所述下游未加热区域的长度介于所述已加热区域的约20％至约40％之间。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的湿化器，其中所述湿化器吸芯联接至框架。
17.根据权利要求16所述的湿化器，其中所述框架配置为可拆卸地联接至所述湿化器室。
18.根据权利要求17所述的湿化器，其中所述框架配置为从所述湿化器的外部拆卸。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的湿化器，其中所述框架包含握持表面。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的湿化器，其中所述框架配置为促进所述湿化器吸芯与所述加热元件之间的热接触。
21.根据权利要求16至18中任一项所述的湿化器，其中所述框架进一步包含所述气流挡板。
22.根据权利要求21所述的湿化器，其中所述流动路径的由所述气流挡板延长的部分是螺旋形状的。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的湿化器，其中所述加热元件包含电阻式电气轨道。
24.根据权利要求23所述的湿化器，其中所述电阻式电气轨道被设置在电路板上。
25.根据权利要求24所述的湿化器，其中所述电路板是柔性电路板。
26.根据权利要求23所述的湿化器，其中所述电阻式电气轨道包含一股或多股电阻线。
27.根据权利要求26所述的湿化器，其中所述一股或多股电阻线在所述湿化器室的表面周围形成多个环路。
28.根据权利要求27所述的湿化器，其中所述加热元件进一步包含用于固定所述多个环路的粘合剂。
29.根据权利要求1至28中任一项所述的湿化器，其中所述输送机构配置为通过多个流体连接件将所述水流输送至所述湿化器吸芯。
30.根据权利要求29所述的湿化器，其中所述输送机构经由预输送室流体地连接至所述湿化器吸芯。
31.根据权利要求29至30中任一项所述的湿化器，其中所述流体连接件中的至少一者是阀。
32.根据权利要求1至31中任一项所述的湿化器，其中所述输送机构包含泵。
33.根据权利要求1至32中任一项所述的湿化器，其进一步包含一个或多个配置为测量所述湿化器吸芯处的一个或多个温度的温度传感器。
34.根据权利要求33所述的湿化器，其中多个温度传感器沿所述空气流的方向定位。
35.根据权利要求1至34中任一项所述的湿化器，其进一步包含配置为指示所述湿化器吸芯的饱和状况的传感器。
36.根据权利要求35所述的湿化器，其中温度传感器位于所述湿化器吸芯的最远离供水入口的外围处以指示所述饱和状况。
37.根据权利要求35至36中任一项所述的湿化器，其进一步包含配置为在指示所述饱和状况时停止或减缓由所述输送机构的输送的控制器。
38.一种确定湿化器的湿化器吸芯的适合性的方法，所述湿化器包含所述湿化器吸芯和控制器，所述控制器配置为接收一个或多个信号和/或产生一个或多个信号，且所述湿化器吸芯配置为保持一定体积的水，所述方法包含：
提供一组输入值至所述控制器，其中所述组输入值指示所述湿化器吸芯的状况，且所述组输入值由用户输入、至少一个传感器和存储器装置中的至少一者提供至所述控制器；
利用所述控制器基于所述组输入值和一组参考值来确定所述湿化器吸芯的状况组，以及
利用所述控制器基于所述确定的状况组来产生信号，以指示在所述湿化器中使用的所述湿化器吸芯的适合性。
39.根据权利要求38所述的方法，其中所述组输入值包含以下一项或多项：吸芯类型数据、吸芯使用量数据和测量的吸芯状况数据。
40.根据权利要求39所述的方法，其中当所述组输入值包含所述吸芯类型数据时，所述吸芯类型数据包含以下一项或多项：吸芯型号、制造日期、吸芯材料、吸芯构造、吸芯尺寸和初始水容量。
41.根据权利要求39至40中任一项所述的方法，其中当所述组输入值包含所述吸芯使用量数据时，所述吸芯使用量数据包含以下一项或多项：上次更换日期、使用时间、使用所述湿化器吸芯蒸发的水量以及所述湿化器吸芯已被清洗的次数。
42.根据权利要求39至41中任一项所述的方法，其中当所述组输入值包含所述测量的吸芯状况数据时，所述测量的吸芯状况数据包含以下一项或多项：测量温度、水容量和含水量。
43.根据权利要求38至42中任一项所述的方法，其中所述状况组包含以下一项或多项：水容量、含水量和剩余使用寿命。
44.根据权利要求38至43中任一项所述的方法，其中所述组参考值包含温度。
45.根据权利要求44或44中任一项所述的方法，其中所述组参考值包含温度梯度。
46.根据权利要求38至45中任一项所述的方法，其中所述组参考值包含查找表。
47.一种确定湿化器的湿化器吸芯的含水量的方法，所述湿化器包含所述湿化器吸芯和配置为接收一个或多个信号和/或产生一个或多个信号的控制器，且所述湿化器吸芯配置为保持一定体积的水，所述方法包含：
提供与所述湿化器吸芯的第一区域热接触的第一温度传感器和与所述湿化器吸芯的第二区域热接触的第二温度传感器；
施加热输入至所述湿化器吸芯；
在所述第一温度传感器和所述第二温度传感器处测量已测量的温度设定；
利用所述控制器确定在所述第一温度传感器和所述第二温度传感器处的预测的温度设定；以及
利用所述控制器基于接收自所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的所述测量的温度设定与所述预测的温度设定的比较来确定所述湿化器吸芯的含水量。
48.根据权利要求47所述的方法，其中所述预测的温度设定基于至所述湿化器吸芯的水流速以及所述热输入的速率中的一项或多项来确定。
49.根据权利要求47至48中一项或多项所述的方法，其中所述第一温度传感器位于所述湿化器吸芯的外围处或靠近所述湿化器吸芯的外围。
50.根据权利要求49所述的方法，其中所述第一温度位于所述湿化器吸芯的最远离至所述湿化器吸芯的供水入口的外围处。
51.根据权利要求47至50中一项或多项所述的方法，其中所述比较确定所述测量的温度设定的温度是否在所述预测的温度设定的对应温度的阈值范围之外。
52.一种检测由湿化器输送的空气流的流动路径中冷凝的发生的方法，所述方法包含：
利用位于所述流动路径中的第一传感器来确定所述空气流的第一属性的第一测量值；
利用位于所述流动路径中的第二传感器来确定所述空气流的第一属性的参考值；
利用与所述第一传感器和所述第二传感器通信的控制器来比较所述第一测量值与所述参考值；
利用所述控制器基于所述第一测量值与所述参考值之间的所述比较来确定所述流动路径中是否发生冷凝；以及
利用所述控制器来产生指示所述流动路径中是否发生冷凝的信号。
53.根据权利要求52所述的方法，其中冷凝的发生是基于所述第一属性从所述参考至所述第一测量值的降低而来确定。
54.根据权利要求53所述的方法，其中所述第一属性从所述参考值至所述第一测量值的所述降低超过预定阈值。
55.根据权利要求52至54中任一项所述的方法，其中所述参考值是所述第一属性的第二测量值。
56.根据权利要求55所述的方法，其中所述第二测量值被确定在所述第一测量值上游。
57.根据权利要求52至54中任一项所述的方法，其中所述参考值是所述空气流的所述第一属性的预测。
58.根据权利要求57所述的方法，其中所述预测基于稳定状态状况来确定。
59.根据权利要求57至58中任一项所述的方法，其中所述预测基于以下一项或多项来确定：所述空气流的压力、所述空气流的流速、环境温度、环境湿度、环境压力、至所述空气流的热传递的速率以及所述空气流与所述环境之间的热传递的速率。
60.根据权利要求52至59中任一项所述的方法，其中所述空气流的所述第一属性是湿度、温度或所述温度的变化率。
61.根据权利要求57至60中任一项所述的方法，其中所述预测基于稳定状态状况来确定。
62.一种用于增加由呼吸治疗装置输送至患者的气道的空气流的绝对湿度的湿化器的湿化器室，所述湿化器室包含：
进气口，其配置为从压力装置接收所述空气流；
出气口，其配置为将所述空气流从具有增加的湿度的所述湿化器室输送至患者界面；
流动路径，其用于使所述空气流通过所述湿化器室；以及
湿化器吸芯，其配置为保持一定体积的水，且所述湿化器吸芯具有轮廓化形状，以在所述流动路径的轴向方向上基本上包围所述空气流的所述流动路径的至少一部分。
63.根据权利要求62所述的湿化器室，其中所述湿化器吸芯被各向异性配置。
64.根据权利要求63所述的湿化器室，其中所述湿化器吸芯进一步经配置使得芯吸速率在第一方向上不在第二方向上大。
65.根据权利要求64所述的湿化器室，其中所述第二方向是所述空气流的方向。
66.根据权利要求62至65中任一项所述的湿化器室，其中由所述湿化器吸芯包围的所述路径基本上是圆柱形的。
67.根据权利要求62至66中任一项所述的湿化器室，其中所述湿化器吸芯包含以下一种或多种：波纹、凹状、穿孔、多孔、编织、针织、纺织和烧结表面。
68.根据权利要求62至67中任一项所述的湿化器室，其中所述湿化器吸芯包含以下一种或多种：纸、亲水性纤维和纤维素纤维。
69.根据权利要求62至68中任一项所述的湿化器室，其中所述湿化器吸芯配置为保持2g至30g之间的水。
70.根据权利要求62至69中任一项所述的湿化器室，其进一步包含加热元件。
71.根据权利要求70所述的湿化器室，其中所述湿化器吸芯包含用于所述加热元件的衬底。
72.根据权利要求70至71中任一项所述的湿化器室，其中所述湿化器吸芯包含已加热区域和未加热区域。
73.根据权利要求72所述的湿化器室，其中所述未加热区域包含位于所述已加热区域上游的上游未加热区域。
74.根据权利要求73所述的湿化器室，其中所述上游未加热区域包含快于所述已加热区域的芯吸速率。
75.根据权利要求73至74中任一项所述的湿化器室，其中所述上游未加热区域的长度介于所述已加热区域的约5％至约20％之间。
76.根据权利要求72至75中任一项所述的湿化器室，其中所述未加热区域包含位于所述已加热区域下游的下游未加热区域。
77.根据权利要求76所述的湿化器室，其中所述下游未加热区域的长度介于所述已加热区域的约20％至约40％之间。
78.根据权利要求70至77中任一项所述的湿化器，其中所述加热元件包含电阻式电气轨道。
79.根据权利要求78所述的湿化器，其中所述电阻式电气轨道被设置在电路板上。
80.根据权利要求79所述的湿化器，其中所述电路板是柔性电路板。
81.根据权利要求78所述的湿化器，其中所述电阻式电气轨道包含一股或多股电阻线。
82.根据权利要求81所述的湿化器，其中所述一股或多股电阻线在所述湿化器室的表面周围形成多个环路。
83.根据权利要求82所述的湿化器，其中所述加热元件进一步包含用于固定所述多个环路的粘合剂。
84.根据权利要求62至83中任一项所述的湿化器室，其中所述湿化器吸芯联接至框架。
85.根据权利要求84所述的湿化器室，其中所述框架配置为可拆卸地联接至所述湿化器室。
86.根据权利要求85所述的湿化器室，其中所述框架配置为从所述湿化器的外部拆卸。
87.根据权利要求84至86中任一项所述的湿化器室，其中所述框架包含握持表面。
88.根据权利要求84至87中任一项所述的湿化器室，其中所述框架配置为促进所述湿化器吸芯与所述加热元件之间的热接触。
89.根据权利要求84至88中任一项所述的湿化器室，其中所述框架进一步包含所述气流挡板以加长所述流动路径。
90.根据权利要求89所述的湿化器室，其中所述流动路径由所述气流挡板加长的的部分是螺旋形状的。
91.根据权利要求62至90中任一项所述的湿化器室，其进一步包含一个或多个配置为测量所述湿化器吸芯处的一个或多个温度的温度传感器。
92.根据权利要求91所述的湿化器室，其中多个温度传感器沿所述空气流的所述流动路径定位。
93.根据权利要求62至92中任一项所述的湿化器室，其进一步包含配置为指示所述湿化器吸芯的饱和状况的传感器。
94.根据权利要求93所述的湿化器室，其中温度传感器位于所述湿化器吸芯的最远离供水入口的外围处以指示所述饱和条件。
95.一种用于控制湿化器的湿化器吸芯上的异物积聚的位置和/或速率的方法，所述湿化器包含所述湿化器吸芯、施加热至所述湿化器吸芯的加热元件、将水输送至所述湿化器吸芯的水输送机构以及配置为接收一个或多个信号和/或产生一个或多个信号的控制器，且所述湿化器吸芯配置为保持一定体积的水，所述方法包含：
通过利用所述控制器改变以下至少一项来控制所述湿化器的所述湿化器吸芯上的水边界的位置和/或模式：
从所述加热元件至所述湿化器吸芯之上的热输出；
从所述水输送机构至所述湿化器吸芯上的水流速；以及
通过调整来自所述加热元件的所述热输出和/或来自所述水输送的所述水流速的所述湿化器吸芯内的水分布模式，
其中控制所述水边界的所述位置和/或所述模式导致异物基于所述水边界的所述位置和/或所述模式积聚在所述湿化器吸芯的预定区域处。
96.根据权利要求95所述的方法，其进一步包含：
利用传感器来检测所述水的异物含量；以及
利用所述控制器基于由所述传感器检测的所述异物含量来确定所述水的质量。
97.根据权利要求96所述的方法，其中利用所述传感器来检测所述水的所述异物含量进一步包含利用所述传感器来测量所述水的电导率。
98.根据权利要求96所述的方法，其中利用所述传感器检测所述水的所述异物含量进一步包含利用与所述水接触的电极来测量所述水的电阻率。
99.根据权利要求98所述的方法，其中所述电极位于所述湿化器吸芯以及所述湿化器吸芯所含的所述水中，以及
其中由所述电极测量的所述电阻率与所述湿化器吸芯中的异物积聚的水平直接相关。
100.根据权利要求95至99中任一项所述的方法，其中如果来自所述水输送机构的所述水流速改变，则所述水流速在最小水流与最大水流速之间改变。
101.根据权利要求100所述的方法，其中所述水流速呈线性或正弦改变。
102.根据权利要求95至101中任一项所述的方法，如果所述水边界的所述位置被控制，则所述水边界的所述位置以往复式运动方式改变使得所述水边界在至少第一位置与第二位置之间移动。
103.根据权利要求95至102中任一项所述的方法，其中如果从所述加热元件至所述湿化器吸芯上的所述热输出改变，则所述热输出在最小热输出与最大热输出之间改变。
104.根据权利要求103所述的方法，其中所述热输出呈线性或正弦改变。
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