CN115253002A - 缺水警报确定 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及缺水警报确定。本披露提供了一种改进的用于确定增湿气体供应设备中的缺水状况的方法。该方法包括两步过程，包括初次确定缺水状况以及二次确定缺水状况。在观察该设备的正常操作的过程中进行初次确定。在该二次确定的过程中，该方法对该设备的增湿部分进行暂时控制。该二次确定证实或否定该初次确定。

Description

缺水警报确定
分案申请说明
本申请是申请号为201780055669.2、申请日为2017年7月19日、发明名称为“缺水警报确定”的发明专利申请的分案申请。
通过引用并入优先权申请
本申请要求2016年7月19日提交的美国临时申请62/364250的优先权。US62/364250的全部内容通过引用结合在此。
技术领域
本披露涉及用于有待供应给患者的气体的增湿系统。
背景技术
对于各种应用而言，对供应给患者的气体进行增湿是有益的。这些应用包括气体用于患者呼吸的情况以及在手术过程中向患者供应气体的情况。在呼吸气体的情况下，湿度增加了患者的舒适度并且增湿的气体不易于使患者气道的组织发干。在外科手术用气体的情况下，增湿的气体减少了暴露组织变干并且改善了术后效果。
发明内容
在结合了用于对供应给患者的气体进行增湿的增湿室的气体增湿系统中，为使增湿器具有向气流供应水蒸气的能力而维持某一最低水平的水是重要的。因此，在以家庭为基础进行施用的情况下，向患者施用已增湿气体的医护专业人员或患者自己检查水位并且在需要时添加更多的水是重要的。这个任务经常被忽视，导致气流增湿操作中断，或者在某些情况下损坏呼吸辅助设备。
虽然已经将缺水警报结合到呼吸增湿设备中，但是在腔室实际上不是空的情况下，这些警报在某些情况下经常容易受到错误警报的影响。对于不确定设备是否正常工作的非医护专业人员而言，错误警报通常会引起的极大关注。当错误警报经常发生时，错误警报还会导致医护专业人员在确实发生警报时忽略真正的警报。
本披露提供了一种用于优化报警标准选择以使错误警报的风险最小化的系统。本披露提供了用于基于操作条件来确定缺水状况和选择标准的多种不同的方法以选择有利的缺水确定方法。
本披露的目的是提供一种呼吸辅助设备，该呼吸辅助设备在某种程度上克服了上述缺点，或者至少为公众或医护专业人员提供了有用的选择。
因此，在第一方面，本披露可以广义地说包括用于对气流进行增湿的呼吸辅助系统，包括：增湿室，所述增湿室包括入口和出口以允许气体通过所述增湿室，所述增湿室适于容纳一定量的水，与所述增湿室相邻的加热器，所述加热器适于向所述增湿室中的所述量的水提供热量，定位在所述增湿室上的流量传感器，与所述增湿室相关联的温度传感器，以及与加热器板、所述流量传感器和所述温度传感器处于电子通信的控制器，其中所述控制器被配置成用于基于治疗模式和流速来确定至少一种操作状态并且基于所确定的操作状态来选择至少一种缺水检测方法。所述操作状态取决于与流速阈值相关的流速。
缺水检测方法可以包括被动缺水检测方法、主动缺水检测方法、以及被动缺水检测方法与主动缺水检测方法相结合。
呼吸辅助系统还可以包括使用者接口，所述使用者接口被配置成允许人从治疗模式的预定列表中选择治疗模式。预定列表包括侵入性模式、非侵入性模式和高流量非密封治疗模式。
对于本披露所涉及的领域内的技术人员而言，在本披露的结构上的许多改变以及多种广有差异的实施例和应用会表明其自身而没有背离所附权利要求中所定义的本披露的范围。本文中的披露和描述完全是说明性的，并且不意图进行任何意义上的限制。
在本说明书和权利要求中使用的术语“包括(comprising)”意指“至少部分地由其......组成”。当对本说明书和权利要求中的包含术语“包括(comprising)”的表述进行解释时，还可能存在除了以该术语作为开头的那个特征或那些特征以外的特征。诸如“包括(comprise)”和“包括(comprises)”等相关术语将以相同的方式来解释。
附图说明
将参照附图来描述本披露的优选实施例。
图1a是展示了根据本披露的用于确定增湿器腔室中没有水的整个过程的流程图。
图1b是展示了根据本披露的用于确定增湿器腔室中没有水的整个过程的另一实施例的流程图。
图2是展示了根据本披露的替代性实施例的用于确定增湿器腔室中没有水的整个过程的流程图。
图3是展示了根据本披露的用于确定增湿器腔室中没有水的主动缺水检测方法的流程图。
图4a示出了使用者接收增湿空气的示意图，该使用者戴着鼻罩并且从模块式送风器/增湿器呼吸辅助系统接收空气。
图4b示出了使用者接收增湿空气的示意图，其中该使用者戴着鼻插管并且从模块式送风器/增湿器呼吸辅助系统接收空气。
图5示出了使用者接收增湿空气的示意图，其中该使用者戴着鼻罩并且从集成式送风器/增湿器呼吸辅助系统接收空气。
图6示出了使用者接收增湿空气的示意图，其中该使用者戴着鼻插管，该呼吸辅助系统经由壁入口从中央来源接收气体并且将这些气体提供给控制单元，这样向与该控制单元对齐并且在该控制单元下游的增湿器腔室提供气体。
图7是根据为了对使用本披露进行的缺水检测方法进行测试所进行的实验的加热器板功率、加热器板温度、过滤水位和腔室出口温度随时间变化的函数的曲线图。
具体实施方式
本说明书提供了一种呼吸辅助系统，其被配置成提供多种治疗模式并且判断增湿室内的水位是否已经到达可接受的阈值水平以下。该系统基于系统的操作状态来选择适当的缺水检测方法，该操作状态进而与使用者所选择的特定治疗模式和气体流速相关。系统治疗模式可以包括侵入性、非侵入性以及高流量非密封模式或本领域技术人员已知的任何其他模式。新西兰奥克兰市的斐雪派克医疗保健有限公司(Fisher&Paykel HealthcareLimited)将高流量非密封治疗模式(本文称为
Figure BDA0003717330090000031
模式)以
Figure BDA0003717330090000032
进行销售。
在图4a和图4b中示出了根据第一示例性系统配置的使用者2从呼吸辅助呼吸单元和增湿器系统1接收空气的示意图。系统1向使用者2提供加热的增湿气体的加压流以用于治疗目的，这些治疗目的例如包括降低阻塞性睡眠呼吸暂停的发病率、提供CPAP治疗、为治疗目而提供增湿、或类似目的。以下对系统1进行详细描述。
辅助呼吸单元或送风器单元3具有内部压缩机单元、流量发生器或风扇单元13(通常可以被称为流动控制机构)。来自大气的空气经由大气入口40进入送风器单元3的外壳并且被吸入穿过风扇单元13。风扇单元13的输出是可调节的，即风扇速度是可变的。加压气流离开风扇单元13和送风器单元3，并且经由连接导管4行进至增湿器腔室5，从而经由进入端口或入口端口23进入增湿器腔室5。
在替代性实施例中，辅助呼吸单元可以包括呼吸机。呼吸机可以具有被配置成用于产生气流的风扇或涡轮机。在一些实施例中，呼吸机可以接收来自诸如罐等压缩空气源的气体。呼吸机然后可以使用阀来控制将空气输送至增湿室5。
使用中的增湿器腔室5容纳一定体积的水20。在一些实施例中，在使用中，增湿器腔室5位于增湿器基座单元21的顶部，该增湿器基座单元具有加热器板12。对加热板12通电以对腔室5的基座进行加热，并且因此对腔室5的内容物进行加热。腔室5中的水随着被加热而蒸发，并且增湿器腔室5内部的气体(在水20的表面上方)变热且变湿润。经由入口端口23进入增湿器腔室5的气流经过已加热的水(或者经过这些已加热的增湿气体，适用于较大的腔室和流速)并且因此在这样做时变热且变湿润。然后气流经由离开端口或出口端口9离开增湿器腔室5并且进入输送导管6。
当在本说明书中参照本披露提到“增湿器单元”时，这应当被认为至少是指腔室5，并且如果适当的话是指基座单元21和加热器板12。
这些已加热的增湿气体沿输送导管6的长度传递并且经由使用者接口7提供给患者或使用者2。导管6可以经由加热丝(未图示)等来进行加热以帮助防止凝雨(rain-out)。
图4a中所示的使用者接口7是包围并且覆盖使用者2的鼻子的鼻罩。然而，应注意的是，鼻插管(如图4b所示)、全罩式面罩、气管造口配件或任何其他合适的使用者接口可以取代所示的鼻罩。中央控制器或控制系统8位于送风器壳体(控制器8a)或增湿器基座单元(控制器8b)中。在这种类型的模块化系统中，可以使用单独的送风器控制器8a和增湿器控制器8b，并且控制器8a、8b可以被连接(例如通过缆线等)，所以它们可以在使用中彼此通信。在一些实施例中，控制器可以彼此独立。增湿器控制器8b可以是被配置成与任何类型的气体源一起使用的独立单元。
在一些实施例中，送风器控制器8a和增湿器控制器8b处于主从关系——通常这可以指一个控制器控制另一控制器的功能的能力。在替代性实施例中，送风器控制器8a和增湿器控制器8b处于对等关系——通常这可以指每个控制器独立于另一控制器工作的能力。
在一些实施例中，控制系统8经由位于增湿器基座单元21上或送风器单元3上或增湿器基座单元和送风器单元两者上的使用者控件11来接收使用者输入信号。在一些实施例中，控制器8还接收来自位于整个系统1中的多个不同的点的传感器的输入。在替代性实施例中，增湿器可以包括竖直壁或脊柱，使用者控件11位于脊柱上。使用者控件可以定位在增湿室5和加热器板12上方。这样将会为使用者提供与使用者控件交互的能力，触及加热器板12的风险最小。
以下将更详细地描述这些传感器及其位置。响应于来自控件11的使用者输入和从传感器接收的信号，控制系统8确定控制输出，在一些实施例中，该控制输出发送信号以调节增湿器腔室加热器板12的功率和风扇13的速度。以下将更详细地描述确定该控制器如何确定控制输出的编程。
图5中示出了根据本披露的第二形式的使用者2从集成式送风器/增湿器系统100接收空气的示意图。除了增湿器腔室105已经与送风器单元103集成而形成集成单元110以外，该系统以与图4中示出的且如上所述的模块式系统1非常类似的方式进行操作。通过位于集成单元110的壳体内部的风扇单元113来提供加压气流。通过加热板112(在本实施例中，该加热板是送风器单元103的结构的一体部分)对增湿器腔室105中的水120进行加热。空气经由进入端口123进入增湿器腔室105，并且经由离开端口109离开增湿器腔室105。经由输送导管106和接口107将气流提供给使用者2。控制器108被容纳于集成单元100的外壳内。在展示的实施例中，控制器108是基于一个或多个传感器输入来控制加热器板112以及送风器单元103的操作的单个控制器。控制器108可以包括用于控制送风器单元103和加热器板112的独立的软件或硬件模块。使用者控件111位于在单元100的外表面上。
图6中示出了使用者2从另一形式的呼吸辅助系统200接收空气的示意图。系统200总体上可以表征为远程来源系统，并且经由壁入口1000从远程来源接收空气。
壁入口1000经由入口导管201连接至控制单元202，该控制单元从入口1000接收气体。控制单元202具有传感器250、260、280、290，这些传感器分别测量进入的气流的湿度、温度、压力和流量。
然后将气流提供至增湿器腔室205，其中气流以与以上所述类似的方式被加热且增湿并且提供给使用者。应注意，当针对诸如系统200的远程来源系统提到“增湿器单元”时，这应当被认为是指与控制单元202结合，即来自该远程来源的气体可以直接或经由控制单元202(为了降低压力等)连接至入口，但是控制单元和增湿器腔室应当被解释为属于总体“增湿器单元”。
在一些实施例中，系统200可以向使用者提供O2或O2分率。该系统可以通过使中央来源作为O2源来向使用者提供O2。在替代性实施例中，系统可以通过将大气空气与来自中央来源的进入的O2混合来提供O2。将大气空气与进入的O2混合可以经由位于控制单元202中的文丘里管90等而发生。
控制单元202还可以具有阀211或类似机构来充当流量控制机构以对穿过系统200的气体的流速进行调节。另外，控制单元还可以具有用于对穿过系统200的气体的流速进行控制的多个阀。在一些实施例中，阀211的操作可以由控制器9控制。在替代性实施例中，可以通过位于控制单元202内的附加控制器来控制阀211的操作。
传感器
图4、图5和图6中示出的模块式和集成式系统1、100和200具有定位在整个系统的多个点处的多个传感器。以下将关于呼吸辅助系统1而对这些传感器进行描述。
在实施例中，如图4中所示的模块式系统1至少在以下位置具有以下传感器：
1)周围温度传感器60，其位于送风器壳体的内部、附近或之上，被配置成或适于对来自大气的进入的空气的温度进行测量。温度传感器60位于风扇单元13之后(下游)的气流中，并且尽可能地靠近增湿器腔室的入口或进入口。
2)增湿器单元离开端口温度传感器63，其位于腔室离开端口9处或位于输送导管6的设备端(与患者端相对)处。出口温度传感器63被配置或适配成在气流离开腔室5时测量该气流的温度(在任一配置中，离开端口温度传感器63可以被认为是在腔室离开端口9的近侧)。
类似地，多个传感器在图5所示的集成系统100和图6的系统200中被安排在基本上相同的位置处。例如，对于图5的集成系统而言，周围温度传感器160位于送风器壳体内的气流中，恰好在增湿器腔室进入端口123之前(上游)。腔室离开端口温度传感器163位于腔室离开端口109处，并且被配置成用于在气流离开腔室105时测量该气流的温度(在任一配置中，离开端口温度传感器163可以被认为是在腔室离开端口109的近端)。替代性地，对于任一实施例而言，该传感器可以位于输送导管106的设备端(与患者端相对)处。类似编号的系统用于图6所示的呼吸辅助系统，即周围温度传感器260、风扇单元213、位于腔室离开端口209处的腔室离开端口温度传感器263等。
在实施例中，呼吸辅助系统1(以及100、200)具有位于与加热器板12相邻的加热器板温度传感器62，该加热器板温度传感器被配置成用于对加热器板的温度进行测量。在加热器板温度传感器给出了加热器板的状态的即时指示时，可以使用具有加热器板温度传感器的(多个)呼吸辅助系统。该传感器应当在热源与储器之间的热路径中。因此，例如，可以使用导电板上的传感器，该导电板在一侧与水室接触并且在另一侧具有加热器。
在实施例中，该系统具有位于风扇单元13上游并且被配置成用于对气体流量进行测量的流量传感器。流量传感器的位置可以在风扇单元的上游，尽管流量传感器可以位于风扇的下游或者任何其他合适的地方。在一些实施例中，流量传感器可以位于与温度传感器63相邻的出口9处。流量传感器可以形成该系统的一部分，但是流量传感器是该系统的一部分不是绝对必要。
在实施例中，该系统可以包括位于通向增湿室5的出口9处的温度传感器63。在替代性实施例中，温度传感器63可以位于通向增湿室5的入口23处。温度传感器63还可以被配置成基于施加到温度传感器63的电压的极性或施加到温度传感器63的电压水平来起到流量传感器的作用。
现在将对呼吸辅助系统1的布局和操作在下文中进行详细描述。系统100与系统200的操作和布局是基本上相同的，除了必要的地方之外将不会进行详细描述。
对于呼吸辅助系统1而言，将来自所有传感器的读数反馈给控制系统8。控制系统8还接收来自使用者控件11的输入。
其他替代性传感器布局
在以上概述的设备和方法的变体中，该系统(系统1或系统100或系统200)还具有以下概述的附加传感器。
3)患者端温度传感器15(或115或215)位于输送导管6的患者端处(或替代性地位于接口7之中或之上)。也就是说，位于患者或输送点处或其附近。当阅读本说明书时，“患者端”或“使用者端”应当被认为是指靠近输送导管(例如输送导管6)的使用者端或者在患者接口7之中或之上。除非另外指出特殊位置，否则这是适用的。在任一配置中，患者端温度传感器15可以被认为是在使用者或患者2处或附近。
操作状态确定
根据一些实施例，呼吸辅助系统结合了被配置成用于选择适当的缺水检测方法的例程，以基于系统的操作状态来判断增湿室5是否需要加水。操作状态涉及使用者为系统选择的治疗模式以及气体流速。如以下进一步详细讨论的，该例程可以按任何合适的时间间隔来运行。在一些实施例中，每10分钟执行一次例程。这样允许加热器板在先前已经执行主动测试的情况下充分冷却。然而，在替代性实施例中，可以每隔几秒或每隔几毫秒执行一次例程。在图1a和图1b中展示了例程。图1a和图1b展示了用于在第四操作状态下对系统进行控制的替代性实施例。
虽然以顺序方式描述了决策步骤，但是系统也可以按不同的顺序或同时执行这些步骤。如步骤1001所展示的，控制器8接收与系统的治疗模式相关的信息。然后，在步骤1002，控制器8继续确定系统的流速。流速可以通过定位在增湿室5上(特别是在入口23或出口端口9处)的流量传感器来确定。替代性地，流量传感器可以定位在与送风器单元3相关联的风扇单元13的下游。控制器8利用所接收的治疗模式和流速信息来确定系统的操作状态。基于系统的操作模式和流速，控制器8选择合适的缺水检测方法。
冷启动操作状态
在步骤1003，控制器8判断系统是否处于冷启动操作状态。在启动之后，确定系统处于冷启动操作状态，直至以下情况：(i)加热器板温度超过限定温度阈值，(ii)满足自系统启动以来的限定时间阈值，(iii)腔室出口处的温度超过限定温度阈值，和/或(iv)患者端处的温度超过限定温度阈值。加热器板温度、腔室出口温度和患者端温度可以由其各自的温度传感器(例如像温度传感器62、63和15)来确定。加热器板、腔室出口和患者端的限定温度阈值可以是大于30摄氏度的温度，例如35摄氏度、37摄氏度、40摄氏度、42摄氏度和/或对于系统启动后的各个部件而言是足够的温度的另一限定温度。可以单独地限定加热器板、腔室出口和患者端的每个限定温度阈值。例如，在优选实施例中，加热器板温度阈值为40摄氏度，腔室出口温度阈值为37摄氏度，患者端温度阈值为40摄氏度。在一些实施例中，系统腔室出口包括限定流速阈值和温度阈值。流速阈值可以是任何非零流速，例如大约或大于0.5L/min、大约或大于3L/min或者另一非零流速。例如，腔室出口温度阈值可以是37摄氏度，流速阈值为3L/min。自系统启动以来测量的时间的限定时间阈值可以是2分钟、5分钟、10分钟、20分钟和/或为加热板在系统启动之后进行加热提供足够的时间的任何其他限定时间段。冷启动操作状态不依赖于治疗模式或流速。在一些替代性实施例中，冷起动操作状态可以至少部分地取决于流速。
如果控制器8确定系统满足处于冷启动操作状态的标准，则控制器8前进至步骤1004的主动缺水检测方法。如果主动缺水检测方法返回缺水状况，则警报会通过设定错误和/或缺水警报而激活。如果控制器8确定系统不满足处于冷启动操作状态的标准，则控制器8前进至步骤1005。在一些实施例中，系统启动之后的默认操作状态是冷启动操作状态。系统将保持冷起动操作状态，直至满足退出冷起动操作模式的标准之一。例如，系统将保持冷起动操作模式，直至满足时间阈值或者加热板温度、腔室出口温度或患者入口温度之一超过其各自的温度阈值。
第一操作状态
在步骤1005，控制器8判断系统是否处于第一操作状态。对于任何所选择的治疗模式而言，当流速在0-3L/min之间时，确定系统处于第一操作状态(或“无流量”状态)。如果控制器8确定系统满足处于第一操作状态的标准，则在步骤1006禁用缺水警报。在这种低流速下，错误报警很常见，因为在低流速状态期间水位不会迅速下降。可以在没有严重问题的情况下禁用警报。当禁用警报时，控制器8可以返回至步骤1001。然而，如果控制器8确定系统不满足处于第一操作状态的标准，则控制器8前进至步骤1007。
第二操作状态
在步骤1007，控制器8判断系统是否处于第二操作状态。当系统处于侵入性治疗模式或
Figure BDA0003717330090000081
治疗模式并且确定流速为中等或高流速时，确定系统处于第二操作状态。流速水平是基于提供给系统的阈值的。
当控制器8确定系统满足处于第二操作状态的标准时，控制器8前进至步骤1008的被动缺水检测方法。如果被动缺水检测方法返回缺水状况，则激活警报而不运行主动缺水检测方法。然而，如果控制器8确定系统不满足处于第二操作状态的标准，则控制器8前进至下一步骤。
第三操作状态
在步骤1009，控制器8判断系统是否处于第三操作状态。当系统处于侵入性治疗模式或
Figure BDA0003717330090000082
治疗模式并且确定流速为中等或低流速时，确定系统处于第三操作状态。
当控制器8确定系统满足处于第三操作状态的标准时，控制器8前进至步骤1010的被动缺水检测方法。在步骤1011，被动缺水检测方法判断是否存在缺水状况。如果被动缺水检测方法返回缺水状况，则控制器前进至步骤1012的主动缺水检测方法。如以下进一步详细描述的，主动缺水检测方法与被动缺水检测方法结合运行，以降低对于设定点较低的治疗模式的错误的肯定警报的可能性。如果主动缺水检测方法返回缺水状况，则激活警报。然而，如果主动缺水检测方法没有返回缺水状况，则控制器8终止续发事件并且以合适的时间间隔重新启动例程。
另外，如果控制器8确定系统不满足处于第三操作状态的标准，则控制器8前进至下一步骤。
第四操作状态
在步骤1013，控制器8判断系统是否处于第四操作状态。当系统处于非侵入性治疗模式时，确定系统处于第四操作状态。
当控制器8确定系统满足处于第四操作状态的标准时，控制器8前进至步骤1010的被动缺水检测方法。如果被动缺水检测方法返回缺水状况，则控制器8前进至步骤1012的主动缺水检测方法。如果主动缺水检测方法返回缺水状况，则激活警报。
然而，如果主动缺水检测方法没有返回缺水状况或者控制器8确定系统不满足处于第四操作状态的标准，则控制器8终止续发事件并且以合适的时间间隔重新启动例程。
现在参考图1b，展示了第四操作状态的替代性实施例。在图1b中，当控制器8确定系统满足处于第四操作状态的标准时，控制器8前进至步骤1014的基于时间的主动缺水检测方法。在步骤1014，控制器8判断是否自激活先前的主动缺水检测方法以来或自系统进入非侵入性治疗模式以来是否已经过去了限定时间段。如果控制器8确定已经过去了限定时间段，则控制器8前进至步骤1012的主动缺水检测方法。限定时间段可以是任何限定时间间隔，例如15分钟、20分钟、30分钟、一小时等。如果这段时间还没有过去，则控制器8可以返回至步骤1001。在一些实施例中，控制器8将在每一限定时间间隔继续执行主动缺水检测方法。
步骤1001可以表示根据系统状况持续不断地接收与系统治疗模式相关的信息。这个持续不断的过程旨在确保增湿室5包含足够的水以将所输送的气体的温度和湿度保持在或接近优选水平。作为持续不断的过程，例程对可能的缺水状况进行监测。然而，应该注意的是，例程不需要持续监测可能的缺水状况。可以根据系统要求以适当的间隔运行例程。
替代性例程实施例
如以下进一步详细描述的，在一些实施例中，被动缺水检测方法可以持续运行，因为该检测方法包括基于在正常操作过程中收集的传感器数据进行计算。由此，该方法不会影响增湿器的操作。
因此，在替代性实施例中，如图2所展示的，在步骤2002启动例程可以基于通过持续运行的被动缺水检测方法所检测到的第一缺水状况来触发，如步骤2001中所示。该系统然后可以启动例程来选择能够进行准确判断以基于系统的操作状态来判断增湿室5是否干燥的适当方法，类似于以上讨论的前述实施例。
缺水检测方法
以下描述了用于判断是否存在缺水状况的多种不同的缺水检测方法。每种方法都在某些条件下使用，并且系统的例程基于系统的操作状态来选择最合适的缺水检测方法，如以上进一步详细描述的。一旦选择了合适的缺水检测方法，系统就利用如下所述的方法之一来确定存在或不存在缺水状况。
被动缺水检测方法
根据本披露，被动缺水检测方法判断是否存在缺水状况。参考图2，根据实施例，在设备的正常使用期间，控制器8持续对加热器板功率、加热器板温度和腔室出口温度的函数进行评估。被动缺水检测方法一直在运行，因为它不会影响增湿器的操作。被动缺水检测方法基于在正常操作过程中收集的传感器数据来运行对估计水位的计算。
当以下函数的结果从基线阈值水平变化时，控制器8确定缺水状况的可能性。该函数是来自传感器63(或163或263)的腔室出口温度与加热器板功率的比率，如加热器板占空比所表示的。
被动缺水检测方法至少使用加热器板功率、加热器板温度和腔室出口温度来估计当前水位。在一些实施例中，不使用系数或加权因子。被动缺水检测方法根据以下公式来估计水位：
Figure BDA0003717330090000101
随着增湿室5干燥，维持相同的腔室出口温度所需的功率量减少，这可用于检测缺水状况。当估计水位下降到预定阈值以下持续一段时间之后，产生缺水警报。
阈值取决于流速，可以经验性地确定。在腔室内有水的情况下，允许系统在操作范围内的流速方面到达稳定状态。在腔室内没有水的情况下，则以相同的流速对系统进行测试。结果是两个值，有水值和缺水值。在一些实施例中，阈值被设定为这两个值之间的中间处。在使用者选择不同的治疗模式时，可以根据所选择的治疗模式的特定设定点值来调节阈值。
由于估计水位基于加热器板功率(其可能由于脉动流量、控制器稳定性等而波动)，因此在一些实施例中，定时器用于在激活警报之前在估计水位低于阈值的情况下等待设定时间段。在一些实施例中，对于低流速而言被设定为15分钟，对于高流速而言被设置为10分钟。还有单独的稳定计时器，用于防止由于设定点变化、流速变化等引起的错误触发。在一些实施例中，这被设定为20分钟。
在一些实施例中，一旦增湿室5在缺水状况警报后充满水，则当估计水位上升到阈值以上时警报停用。
主动缺水检测
根据本披露，在某些情况下，响应于被动缺水检测方法确定缺水状况，进行缺水状况的主动缺水检测方法。根据一些实施例，在主动缺水检测方法期间，控制器8控制增湿器功率输入，调节加热器板功率输入并且观察加热器板12的温度响应。在某些情况下实施这种主动缺水检测方法，以在被动缺水检测方法返回可能缺水状况时确认缺水状况。
在一些实施例中，可以使用被动缺水检测方法而没有主动测试；然而，这样可能会牺牲低流速下的一些准确度。在替代性实施例中，可以使用主动测试而不使用被动测试；然而，这可能对于治疗的递送和其他模块的执行(例如低温警报)更具侵入性。
在一些实施例中，主动缺水检测方法可以用于确认出缺水状况，因为被动缺水检测方法可能在某些操作状态下错误地确定缺水状况。如以上讨论的，这些状态包括第三和第四操作状态。对于较低设定点而言被动缺水检测方法返回错误的肯定结果的可能性增加，因为如上所述的估计水位比率的分母太过接近于零。发生这种情况是因为加热板温度也降低了，导致两个分母值的范围变得更近。发生这种情况是因为加热器板温度和腔室出口温度都更接近周围温度。因此，加热器板不必如达到腔室出口目标温度那样努力工作。
根据本披露，在被动缺水检测方法确定缺水状况之后，当系统处于第三或第四操作状态时，控制器8开始执行主动缺水检测方法。
在主动测试期间，控制器8根据如下所述的例程来控制加热器板反馈模式和占空比计算。如图3所展示的，主动缺水检测方法包括用固定功率在短持续时间内对加热板12进行脉冲，并且观察加热板12温度的上升。当增湿室5干燥时，加热器板的有效热质量降低，并且预期具有更高的峰值加热器板温度。在主动缺水检测方法完成时，控制器8转换至步骤3001，然后加热器板反馈模式和占空比计算的控制返回到正常加热器板控制算法和PI控制器。
如图3所展示的，根据例程，控制器8执行以下主动缺水检测方法，如下所述。
如步骤3001所示，在系统处于第三或第四操作状态的同时，系统等待由被动缺水检测方法返回缺水状况而导致的触发。在此状态下，加热器板控制模式是正常的，并且使用腔室出口反馈。如果系统接收到缺水状况触发，如步骤3002所示，则系统应进行主动缺水检测测试，并且将转换至下一步骤。
在步骤3003，控制器8将加热器板温度控制到基线，使得测试的启动条件受到控制。为了达到基线，系统在足够低的水平下关闭、减少所供应的功率或向加热器板12提供恒定功率以达到所期望的基线水平。然后，在控制器8转换至下一步骤之前，加热器板温度必须在0.1℃内保持15秒。
在步骤3004，控制器8对加热器板的占空比进行调节以向加热器板12施加150W达10秒。控制器8然后转换至下一步骤。
在步骤3005，控制器8禁用加热器板电源，并且利用加热器板传感器来对加热器板12的温度进行监测以获得最大加热器板温度。对温度曲线进行监测，直至到达最高温度。
在步骤3006，通过任何合适的方法来确定最高加热器板温度。最高温度的确定方法是通过获取温度信号的一阶导数，并且当该导数等于0时指示最高温度。替代性地，系统可以等待直至温度降低，并且将刚好在降低之前的测量值用作最高温度。一旦到达最大加热器板温度，系统就转换至下一步。
在步骤3007，系统判断最高加热器板温度是否超过预定阈值。将阈值设定在当腔室充满时所估计的加热器板温度上升与当腔室干燥时所估计的加热器板温度上升之间的中间处。用于计算阈值的数学公式包括于如下：
加热板温度阈值＝0.5*估计加热板温度(满)+(1-0.5)*估计加热板温度(-F)
估计加热板温度(满＝5.377-0.052*加热板温度基线-0.017*过滤流速
估计加热板温度(-F)＝6.970-0.040*加热板温度基线-0.017*过滤流速
可以针对周围条件和流速以及其他参数来调节阈值。在一些替代性实施例中，系统可以基于其他参数的变化来自动地调节阈值。替代性地，系统可以具有预设数量的所存储的多种不同的环境参数的阈值。
如果最大加热板温度或10秒后的测量温度没有超过阈值水平，则控制器8确定不缺水。控制器8转换至步骤3001，并且等待下一个主动缺水检测测试请求。在一些实施例中，控制器8可以在转换至步骤3001之前不做任何事情。替代性地，控制器8可以在返回至步骤3001之前向使用者发送说明有足够的水的消息。
一旦最大加热器板温度或10秒后的测量温度超过阈值水平，控制器8就在步骤3008激活警报。警报可以是视觉警报、消息、动画或听觉警报。在激活警报之后，控制器8可以转换至步骤3001，并且等待下一个主动缺水检测测试请求。
在图7中展示了这个监测函数的实例。该图示出了在选择适当的却缺水检测方法的例程的测试期间捕获的数据。随着时间从左向右移动，加热器板功率(显示为HPPower)在系统启动时达到峰值，然后停留在稳定状态，加热器板温度、腔室出口温度和过滤水位(之前称为估计水位)也是如此。
在增湿室5中的水耗尽时，到达第一阶段。此时，基板是干燥的，但是腔室出口温度传感器仍然由于冷凝而潮湿。即使气体温度没有下降，温度传感器也会返回较低值。发生这种情况是因为湿的温度传感器对干燥气体进行测量会引入误差。加热器板功率增加以补偿温度值的降低。结果，加热板的温度也上升了，但是由于底板上没有水而比通常上升得更快。由于比率的这种变化，过滤后的水位开始下降。
在温度传感器干燥并且误差不再存在之后，到达第二阶段。加热器板的功率相应降低，但是因为基板上方的空气所吸收的热量不如水多而使加热器板温度继续上升。这样使得过滤水位随着加热板功率和加热板温度继续偏离而更急剧地下降。
当过滤水位下降到缺水阈值之下时，到达第三阶段。在该实例中，治疗模式被设定为是非侵入性的或流速为低至中等，这样致使主动缺水检测方法被启动。加热器板功率的尖峰中的每一个尖峰都反映了测试的执行(即状态机转换至步骤3004)。在第三次尖峰之后，增湿室5重新充满水，致使加热板温度大幅度地下降。这样进而致使加热器板功率增加以对所添加的冷水进行加热。
系统治疗模式
根据本披露，呼吸辅助系统可以置于若干治疗模式之一。在控制器8确定适当的缺水检测方法的过程中，所选择的治疗模式变更某些设定点和阈值。特别地，治疗模式可以变更系统的特定气体流速。
在一些实施例中，治疗模式可以选自侵入性模式、非侵入性模式或
Figure BDA0003717330090000131
模式之一。当应用需要通过未密封接口的高流速时，利用
Figure BDA0003717330090000132
模式。
如上所述，每种治疗模式都有个性化的设定点。在一些实施例中，非侵入性模式可以包括31摄氏度、29摄氏度和27摄氏度的设定点。
Figure BDA0003717330090000133
模式可以包括37摄氏度、35摄氏度和33摄氏度的设定点。侵入性模式可以包括37摄氏度的设定点。
在一些实施例中，该系统可以包括使用者接口，该使用者接口被配置成允许使用者选择相应的治疗模式。
气体流速
根据本披露，呼吸辅助系统还可以被配置成提供多种不同的气体流速。所选择的流速更改了系统确定适当的缺水检测方法。特别地，流速可以更改系统的特定系统操作状态。
在一些实施例中，流速可以选自无流速、低流速、中等流速或高流速之一。如上所述，每个流速都有个性化的分类范围。在一些实施例中，无流速可以包括0L/min-3.5L/min之间的流速。低流速可以包括3L/min-7L/min之间的流速。中低流速可以包括5L/min-15L/min之间的流速。中高流速可以包括13L/min-35L/min之间的流速。高流速可以包括大于30L/min的流速。
每个流速类别的范围可以与其他类别重叠。为了从一个流速类别移动到下一个流速类别，流速需要超过该类别的上限或降到该类别的下限以下。例如，如果当前流速是低流速类别，则流速需要超过7L/min以便进入中低流速类别。类似地，为了在中低类别内再次向下移动到低类别，流速需要降到5L/min以下。重叠范围可以有助于防止不断切换波动接近阈值的流速的类别。
设计考虑
基线温度
由于加热板温度的升高取决于基线温度，所以阈值设计的测试范围应包括预定操作范围内的最小和最大预期加热板温度。为了使对于被动报警和治疗递送的影响最小化，基线温度应接近正在操作的加热器板温度。如果存在焓问题，则基线温度应低于正在操作的加热器板温度，但这样可能增加测试周期时间。
流速
基线温度下描述的相同分析也适用于流速。测试范围应包括预期操作范围。
开环占空比
应用开环占空比，其在功率上给出良好的矩形脉冲，并且不受控制器8的影响。占空比基于来自PMIC的所测量的电源电压、所测量的加热器板电阻和所需功率。
施加的功率
在一些实施例中，选择150W，是因为即使电源电压降低了10％(给出额定加热器板功率为200W)，加热器板也能够对其进行输送。如果输送功率较高，当连接到较低的电源电压时，加热器板可能不能输送相同的功率。如果温度较低，则加热器板的温度上升可能会减小，这样可能会增加错误报警的可能性。
功率施加时间
在一些实施例中，选择10秒，使得可以减少定时抖动的影响，同时使产生过度湿度的可能性最小化。(注意：如果定时器实施方式改变并影响脉冲的持续时间，则需要重新确定阈值。)
检测标准
最高加热板温度由于一致性、干燥腔室与湿润腔室之间的良好的信噪比、低计算复杂度和更快的测试周期时间而被用作检测度量。
步骤3005中的最少时间
由于功率的施加与加热板温度响应之间的延迟，控制器8在步骤3005停留足够长的时间，以便在温度下降到最大值以下时退出之前对加热板温度的增加进行观察。
可能的中断
由于花费了不可忽略的时间来完成测试，外部事件可以影响结果。可能的事件包括：重新续水、流速或模式改变、治疗模式改变、设定点改变(由于使用者或湿度补偿)、吸气电路或传感器盒断开以及电源接通或关闭。
在重新续水的事件中，加热器板温度会降低。然而，这是好事，因为较低的温度表明存在水。
与低温报警器交互
由于主动缺水检测方法使正常加热中断，所以加热器板温度和腔室出口温度将会受到影响。例程试图通过将基线温度设定为接近当前操作的加热器板温度来使这种影响最小化。预期主动缺水检测方法将在10分钟内很好地完成，因此低温警报(其花费10到60分钟来触发，取决于治疗和设定点)不应引发错误警报。
超时并返回默认状态
如果系统不能满足状态转换的条件，将会发生超时，并且状态将会返回至步骤3001。在设备的实施例中，超时值可以如下：
步骤3003超时＝15分钟
步骤3004超时＝15秒
步骤3005超时＝5分钟
所输送的能量不足
由于定时或低于预期电源电压，系统可能无法随时间输送所需功率。PMIC进行的功率测量将会被记录下来以评估在主动测试阶段期间传输的能量脉冲。在一些实施例中，如果功率传输不足或传输过度，系统将重试3次。如果所有重试都失败了，则系统将会禁用主动缺水检测方法(因为其会影响被动缺水检测方法)，并且回到被动缺水检测方法。
测试时间
通过允许在多种不同的基线加热器板温度下启动主动缺水检测方法而使测试持续时间最小化以减少对正常治疗的干扰。
已经参考附图描述了呼吸增湿系统以及相关部件和方法的实例。附图示出了各个系统和模块以及它们之间的连接。各个模块和系统可以组合成多种不同的构型，并且各个模块和系统之间的连接可以呈现物理或逻辑链接。附图中的表示已经呈现出清楚地展示了原理，并且已经提供了关于模块或系统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。这些实例和附图旨在图示说明，而不是对本文所述的本发明的范围进行限制。例如，本文所述的原理可以应用于呼吸增湿器以及其他类型的增湿系统，包括手术增湿器。本文原理可以应用于呼吸应用以及应用于判断呼吸系统内是否有水可用的其他场景。
如本文使用的，术语“处理器”广义地是指用于执行指令的任何适合的设备、逻辑块、模块、电路或元件组合。例如，控制器8可以包括任何常规的通用单芯片或多芯片微处理器，例如
Figure BDA0003717330090000151
处理器、
Figure BDA0003717330090000152
处理器、Power
Figure BDA0003717330090000153
处理器、
Figure BDA0003717330090000154
处理器、
Figure BDA0003717330090000155
处理器或
Figure BDA0003717330090000156
处理器。此外，控制器122可以包括任何常规的专用微处理器，例如数字信号处理器或微控制器。与本文所披露的实施例结合描述的多种不同的说明性的逻辑块、模块和电路可以与被设计成用于执行本文所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、或其任何组合一起来实现或执行，或者可以是主处理器中的纯软件。例如，逻辑模块504可以是不使用任何附加和/或专用的硬件元件的由软件实现的功能块。控制器8可以被实施为计算装置的组合，例如DSP与微处理器的组合、微控制器与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP芯结合的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
数据存储装置可以是指允许通过处理器来存储和检索数据的电子电路。数据存储装置可以是指外部装置或系统，例如磁盘驱动器或固态驱动器。数据存储装置还可以是指直接连接至通信总线或控制器8的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)。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成用于将数据存储在非瞬态介质中的物理硬件。
尽管本文披露了某些实施例和实例，但是创造性主题超出了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同物。因此，其所附的权利要求或实施例的范围不受本文所述的任何特定实施例的限制。例如，在本文披露的任何方法或过程中，这些方法或过程的动作或操作可以按任何适合的顺序执行，并且不一定局限于任何具体披露的顺序。以可能有助于理解某些实施例的方式可以将多种不同的操作依次描述为多个分立的操作；然而，描述顺序不应当被解释为暗示这些操作是依赖顺序的。另外，本文所述的结构可以体现为集成部件或单独部件。为了对多种不同的实施例进行比较，对这些实施例的某些方面和优点进行了描述。不一定要通过任何特定实施例达到所有这些方面或优点。因此，例如，能够以达到或优化如在此所教授的一个或一组优点的方式来实施多种不同的实施例，而无需实现如在此所教授或建议的其他方面或优点。
本文所用的条件性语言，例如“能(can)”、“能够(could)”、“可能(might)”、“可以(may)”、“例如(e.g.)”等，除非另外明确声明或在所使用的语境中以其他方式理解，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，此类条件语言通常并不旨在暗示这些特征、元件和/或状态以任何方式对于一个或多个实施例是必需的。如本文所使用的，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”、“包含(including)”、“具有(has)”、“具有(having)”或其任意其他变型旨在涵盖非排他性的内含。例如，包括一系列要素的过程、方法、物品或设备不必仅限于那些要素，而是可以包括没有明确列出的或者为此类过程、方法、物品或者设备所固有的其他要素。而且，术语“或者(or)”以其包含的意义(而不是其排他的意义)来使用，使得当用于例如连接一系列要素时，术语“或(or)”是指所述系列中的一个、一些或全部要素。结合性的语言，例如短语“X、Y和Z中的至少一者”，除非以其他方式具体地说明，应结合上下文理解为通常用于传达项目、术语等可能为X，Y或Z。因此，这种结合性语言通常不旨在暗示某些实施例需要存在呈现至少一个X、至少一个Y和至少一个Z每一者。如本文所使用的，词语“约(about)”或“大致(approximately)”可以是指在所述值的±10％以内、±5％以内或±1％以内。
本文所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实施并且通过这些软件代码模块而部分或完全自动化。词语“模块”是指在硬件和/或固件中实施的逻辑、或软件指令的集合，可能具有用编程语言(例如，C或C++)编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中、安装在动态链接的库中、或者可以用例如BASIC、Perl或Python等解释性编程语言来编写。应理解的是，软件模块可以从其他模块或从其自身调用和/或可以响应于所检测到的事件或中断而被调用。软件指令可以嵌在固件中，例如可擦除可编程只读内存(EPROM)。将进一步了解的是，硬件模块可以包括所连接的逻辑单元(例如门和触发器)和/或可以包括诸如可编程门阵列、专用集成电路和/或处理器等可编程单元。本文所述的模块可以实施为软件模块，但是还可以呈现在硬件和/或固件中。此外，尽管在一些实施例中模块可以被单独编译，但是在其他实施例中，模块可以表示单独编译程序的指令子集并且可以不具有可用于其他逻辑程序单元的接口。
在某些实施例中，代码模块可以被实施和/或存储在任何类型的计算机可读介质或其他计算机存储装置中。在一些系统中，输入至系统的数据(和/或元数据)、由系统生成的数据和/或由系统使用的数据可以存储在任何类型的计算机数据储存库(例如关系数据库和/或平面文件系统)中。本文所述的任何系统、方法和过程可以包括被配置成准许与使用者、操作者、其他系统、部件、程序等进行交互的接口。
应当强调的是，可以对本文所述的实施例作出许多改变和修改，其要素应被理解为在其他可接受的实例之中。所有此类修改和改变在本文中都旨在包含在本披露的范围内并且由以下权利要求保护。另外，前述披露中的任何内容都不旨在暗示任何特定的部件、特征或过程步骤是必要或必不可少的。

Claims (61)

1.一种用于对气流进行增湿的呼吸辅助系统，所述呼吸辅助系统包括：
增湿室，所述增湿室包括入口和出口以允许气体通过所述增湿室，所述增湿室适于容纳一定量的水；
与所述增湿室相邻的加热器，所述加热器适于向所述增湿室中的所述量的水提供热量；
定位在所述增湿室上的流量传感器；
与所述增湿室相关联的温度传感器；以及
与加热器板、所述流量传感器和所述温度传感器处于电子通信的控制器，
其中所述控制器被配置成基于以下各项中的至少一项来确定至少一种操作状态：所述加热器的温度、所述增湿室的出口处的温度、或治疗模式和流速，并且
其中所述控制器进一步被配置成基于所述确定的操作状态来选择至少一种缺水检测方法。
2.如权利要求1所述的呼吸辅助系统，其中所述操作状态取决于与流速阈值相关的流速。
3.如权利要求1所述的呼吸辅助系统，其中所述流量传感器检测所述流速，所述流量传感器定位在所述入口或所述出口处。
4.如权利要求1所述的呼吸辅助系统，进一步包括使用者接口，所述使用者接口被配置成允许人从治疗模式的预定列表中选择治疗模式，
其中所述预定列表包括侵入性模式、非侵入性模式以及高流量非密封模式，并且
其中所述高流量非密封模式包括通过非密封接口的高流速。
5.如权利要求4所述的呼吸辅助系统，其中所述治疗模式包括多个设定点。
6.如权利要求5所述的呼吸辅助系统，所述非侵入性模式包括31摄氏度、29摄氏度和27摄氏度的设定点；所述高流量非密封模式包括37摄氏度、35摄氏度和33摄氏度的设定点；并且所述侵入性模式包括37摄氏度的设定点。
7.如权利要求1所述的呼吸辅助系统，所述至少一个操作状态包括与低于限定温度阈值的所述加热器的温度或低于限定温度阈值的所述增湿室的出口处的温度相关的启动操作状态、与无流速或低流速相关的第一操作状态、与具有高设定点和高流速的治疗模式相关的第二操作状态、与具有低设定点的治疗模式相关的第三操作状态、或者与具有高设定点和低流速或中等流速的治疗模式相关的第四操作状态。
8.如权利要求7所述的呼吸辅助系统，所述高设定点具有高于31摄氏度的温度，并且所述低设定点具有在25摄氏度与31摄氏度之间的温度。
9.如权利要求7所述的呼吸辅助系统，其中所述加热器的限定温度阈值大于或等于30摄氏度。
10.如权利要求9所述的呼吸辅助系统，其中所述加热器的限定温度阈值为40摄氏度。
11.如权利要求7所述的呼吸辅助系统，其中所述增湿室的出口的所述限定温度阈值大于或等于30摄氏度。
12.如权利要求11所述的呼吸辅助系统，其中所述增湿室的所述出口的限定温度阈值为37摄氏度。
13.如权利要求7所述的呼吸辅助系统，所述无流速具有0l/min-3.5l/min之间的速率，所述低流速具有3l/min-7l/min之间的速率，所述中等流速具有5l/min-15l/min之间的速率，并且所述高流速具有13l/min-35l/min之间的速率。
14.如权利要求7所述的呼吸辅助系统，其中当处于所述第一操作状态时，所述控制器禁用所述缺水检测方法。
15.如权利要求7所述的呼吸辅助系统，其中当处于所述第二操作状态时，所述控制器选择被动缺水检测方法。
16.如权利要求7所述的呼吸辅助系统，其中当处于所述第三操作状态或所述第四操作状态时，所述控制器选择主动缺水检测方法。
17.如权利要求7所述的呼吸辅助系统，其中当处于所述第三操作状态或所述第四操作状态时，所述控制器选择被动缺水检测方法与主动缺水检测方法相结合。
18.如权利要求7所述的呼吸辅助系统，其中当处于所述第四操作状态时，所述控制器选择基于时间的主动缺水检测方法。
19.如权利要求1所述的呼吸辅助系统，进一步包括包含存储器的系统，所述存储器被配置成用于存储多个缺水方法以及操作状态与缺水方法之间的关系。
20.如权利要求1所述的呼吸辅助系统，所述系统进一步包括允许使用者选择所述治疗模式的使用者接口。
21.如权利要求1所述的呼吸辅助系统，所述至少一种缺水检测方法包括被动缺水检测方法、主动缺水检测方法以及被动缺水检测方法与主动缺水检测方法相结合。
22.如权利要求21所述的呼吸辅助系统，所述被动缺水检测方法包括：
计算估计水位；
将所述估计水位与阈值进行比较；以及
当所述估计水位小于所述阈值时，确定缺水状况。
23.如权利要求22所述的呼吸辅助系统，所述估计水位包括供应到所述加热器的功率量除以所述加热器的温度减去所述增湿气体的温度之间的差的比率。
24.如权利要求23所述的呼吸辅助系统，其中供应给所述加热器的功率由加热器板功率传感器确定。
25.如权利要求24所述的呼吸辅助系统，所述加热器板功率传感器包括PMIC。
26.如权利要求21所述的呼吸辅助系统，所述主动缺水检测方法包括：
将所述加热器的温度控制到基线；
向所述加热器供应一定量的功率，直至达到目标；
监测所述加热器温度，直至到达最大值；
将所述最大加热器温度与阈值进行比较；以及
当所述最大加热器温度大于所述阈值时，确定肯定的测试结果。
27.如权利要求21所述的呼吸辅助系统，所述被动缺水检测方法与所述主动缺水检测方法相结合包括：
通过所述被动缺水检测方法来确定缺水状况；以及
如果所述被动缺水检测方法提供了肯定的结果，则通过所述主动缺水检测方法来确认缺水状况。
28.如权利要求1所述的呼吸辅助系统，所述治疗模式与由所述控制器接收的模式值相关。
29.如权利要求1所述的呼吸辅助系统，所述治疗模式由使用者选择。
30.一种呼吸辅助系统的缺水状况的确定方法，所述方法包括：
接收与所选择的治疗模式相关的数据；
接收流量数据；
基于以下各项中的至少一项来确定操作状态：加热器的温度、增湿室的出口处的温度、或所述所选择的治疗模式和气体流速；以及
基于所述操作状态来选择至少一个缺水检测方法。
31.如权利要求30所述的缺水状况的确定方法，所述操作状态是基于温度设定点和气体流速的，其中所述设定点是基于所述所选择的治疗模式的。
32.如权利要求30所述的缺水状况的确定方法，所述确定所述操作状态包括治疗模式与气体流速之间的预定关系。
33.如权利要求30所述的缺水状况的确定方法，进一步包括：
通过流量传感器来检测所述流速；
从使用者接口接收治疗模式数据；以及
将所述温度设定点与位于增湿室、导管或增湿室和导管两者处的温度传感器相关联。
34.如权利要求30所述的缺水状况的确定方法，其中从预定列表中选择所述所选择的治疗模式，所述预定列表包括：
入侵性模式；
非入侵性模式；以及
高流量非密封模式，
其中所述高流量非密封模式包括通过非密封接口的高流速。
35.如权利要求34所述的缺水状况的确定方法，其中所述所选择的治疗模式包括多个设定点。
36.如权利要求34所述的缺水状况的确定方法，所述非侵入性模式包括31摄氏度、29摄氏度和27摄氏度的设定点；所述高流量非密封模式包括37摄氏度、35摄氏度和33摄氏度的设定点；并且所述侵入性模式包括37摄氏度的设定点。
37.如权利要求30所述的缺水状况的确定方法，所述至少一个操作状态包括与低于限定温度阈值的所述加热器的温度或低于限定温度阈值的所述增湿室的出口处的温度相关的启动操作状态、与无流速或低流速相关的第一操作状态、与具有高设定点和高流速的治疗模式相关的第二操作状态、与具有低设定点的治疗模式相关的第三操作状态、与具有高设定点和低流速或中等流速的治疗模式相关的第四操作状态。
38.如权利要求37所述的缺水状况的确定方法，所述高设定点具有高于31摄氏度的温度，并且所述低设定点具有在25摄氏度与31摄氏度之间的温度。
39.如权利要求37所述的缺水状况的确定方法，其中所述加热器的限定温度阈值大于或等于30摄氏度。
40.如权利要求39所述的缺水状况的确定方法，其中所述加热器的限定温度阈值为40摄氏度。
41.如权利要求37所述的缺水状况的确定方法，其中所述增湿室的出口的限定温度阈值大于或等于30摄氏度。
42.如权利要求41所述的缺水状况的确定方法，其中所述增湿室的出口的限定温度阈值为37摄氏度。
43.如权利要求37所述的缺水状况的确定方法，所述无流速具有0l/min-3.5l/min之间的速率，所述低流速具有3l/min-7l/min之间的速率，所述中等流速具有5l/min-15l/min之间的速率，并且所述高流速具有13l/min-35l/min之间的速率。
44.如权利要求37所述的缺水状况的确定方法，其中当处于所述第一操作状态时，禁用所述缺水检测方法。
45.如权利要求37所述的缺水状况的确定方法，其中当处于所述第二操作状态时，选择被动缺水检测方法。
46.如权利要求37所述的缺水状况的确定方法，其中当处于所述第三操作状态或所述第四操作状态时，选择主动缺水检测方法。
47.如权利要求37所述的缺水状况的确定方法，其中当处于所述第三操作状态或所述第四操作状态时，选择被动缺水检测方法与主动缺水检测方法相结合。
48.如权利要求37所述的缺水状况的确定方法，其中当处于所述第四操作状态时，所述控制器选择基于时间的主动缺水检测方法。
49.如权利要求37所述的缺水状况的确定方法，其中使被动缺水方法以预定间隔运行以持续检查缺水状况。
50.如权利要求37所述的缺水状况的确定方法，其中当处于所述第二操作状态、所述第三操作状态和所述第四操作状态时，运行被动缺水检测方法，
其中当处于第一操作状态或条件时，禁用所述缺水检测方法。
51.如权利要求37所述的缺水状况的确定方法，其中当处于所述第三操作状态或所述第四操作状态时，仅选择主动缺水检测方法。
52.如权利要求30所述的缺水状况的确定方法，所述至少一种缺水检测方法包括被动缺水检测方法、主动缺水检测方法以及被动缺水检测方法与主动缺水检测方法相结合。
53.如权利要求52所述的缺水状况的确定方法，所述被动缺水检测方法包括：
计算估计水位；
将所述估计水位与阈值进行比较；以及
当所述估计水位小于所述阈值时，确定缺水状况。
54.如权利要求53所述的缺水状况的确定方法，所述估计水位包括供应到所述加热器的功率量除以所述加热器的温度减去所述增湿气体的温度之间的差的比率。
55.如权利要求52所述的缺水状况的确定方法，所述主动缺水检测方法包括：
将所述加热器的温度控制到基线；
向所述加热器供应一定量的功率，直至达到目标；
监测所述加热器温度，直至到达最大值；
将所述最大加热器温度与阈值进行比较；以及
当所述最大加热器温度大于所述阈值时，确定肯定的测试结果。
56.如权利要求52所述的缺水状况的确定方法，所述被动缺水检测方法与所述主动缺水检测方法相结合包括：
通过所述被动缺水检测方法来确定缺水状况；以及
如果所述被动缺水检测方法提供了肯定的结果，则通过所述主动缺水检测方法来确认缺水状况。
57.一种用于确定缺水状况的被动方法，包括：
计算估计水位；
将所述估计水位与阈值进行比较；
当所述估计水位低于所述阈值时，确定肯定的缺水状况；以及
否则确定否定的缺水状况。
58.如权利要求57所述的用于确定缺水状况的被动方法，其中所述被动方法用于包括以下各项的系统：
容纳水的腔室；
用于对水进行加热以产生蒸气来对所述腔室中的气体进行增湿的加热器；以及
用于向所述加热器供电的电源。
59.如权利要求57所述的用于确定缺水状况的被动方法，所述估计水位是供应给加热器的功率量除以加热器的温度减去增湿气体的温度之间的差的比率。
60.一种用于执行缺水测试的主动方法，包括：
将所述加热器的温度控制到基线；
向所述加热器供应一定量的功率，直至达到目标；
监测所述加热器温度，直至到达最大值；
将所述最大加热器温度与阈值进行比较；
当所述最大加热器温度大于所述阈值时，确定肯定的测试结果；以及
否则确定否定的测试结果。
61.如权利要求60所述的用于执行缺水测试的主动方法，其中所述主动方法用于包括以下各项的系统：
用于对水进行加热以产生蒸气的加热器；以及
用于向所述加热器供电的电源。
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