CN108601532B - 补偿呼吸气体流量测量中的破坏 - Google Patents

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Abstract

本公开大体涉及用于诸如在呼吸气体流量测量不可用或不可靠时使用补偿呼吸气体流量测量中的破坏的技术向患者递送治疗气体的系统和方法。此类技术包括使用历史呼吸气体流率数据，诸如移动平均流率、移动中值流率和/或流量波形。这些技术中的至少一些可以用于确保最小化或消除治疗气体递送中的中断。

Description

补偿呼吸气体流量测量中的破坏
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年2月2日提交并且题目为“COMPENSATING FOR DISRUPTIONS INBREATHING GAS FLOW MEASUREMENT”的美国临时申请号62/290,430的优先权，所述临时申请的内容以引用的方式整体并入本文。
技术领域
本公开大体涉及向患者递送治疗气体。
背景技术
可以向患者递送治疗气体以提供医学益处。一种这样的治疗气体是一氧化氮(NO)气体，所述NO气体在被吸入时用于扩张肺中的血管，从而改善血液的氧合作用并降低肺动脉高压。因为这一点，可以在肺动脉高压患者的吸入呼吸气体中提供一氧化氮作为治疗气体。
可以得益于一氧化氮气体的许多此类病人从附属于呼吸机(例如，恒定流量呼吸机、可变流量呼吸机、高频呼吸机、双水平气道正压呼吸机或BiPAP呼吸机等)的呼吸回路接收呼吸气体。为了向从呼吸机接收呼吸气体的患者提供一氧化氮，可以将一氧化氮注射到在呼吸回路中流动的呼吸气体中。通常以恒定浓度提供所述吸入的一氧化氮(iNO)，所述恒定浓度是基于NO与呼吸气体的成比例递送而提供的。
尽管以上提供了许多益处，但是仍需要改善治疗气体的递送。例如，仍然需要用于至少解决各种情况的新技术，所述情况诸如但不限于用于递送治疗气体(诸如一氧化氮)的呼吸气体流系统中的破坏。
发明内容
本公开内容的各方面涉及治疗气体递送系统(例如，一氧化氮递送系统)，所述系统利用新技术来补偿呼吸气体流量测量中的误差或破坏。在一些实例中，本文公开的治疗气体递送系统存储历史呼吸气体流率数据(例如，平均呼吸气体流量、呼吸气体流量波形等)，并且可以在当前呼吸气体流率数据不可用或不可靠时使用所述历史呼吸气体流率数据。因此，此类示例性治疗气体递送系统可以继续提供治疗气体递送而不会有治疗中的任何显著中断。
在实现方式的一个实例中，提供了一种治疗气体递送设备，所述设备包括：治疗气体注射器模块，其被配置来放置成与附属于呼吸机的呼吸回路流体连通，所述治疗气体注射器模块包括呼吸气体流入口、治疗气体流入口、以及组合的呼吸气体和治疗气体流出口，所述组合的呼吸气体和治疗气体流出口用于将呼吸气体和治疗气体的组合流提供给有需要的患者；第一流量传感器，其被配置来感测呼吸气体流率数据；以及控制器，其被配置来基于第一模式控制呼吸气体的递送流率，并且在检测到破坏时，被配置来基于先前由所述第一流量传感器感测的并且存储在存储器中的历史呼吸气体流率数据来控制呼吸气体的递送流量。
所述控制器可以包括：存储器，其被配置来存储与所述第一流量传感器所感测的呼吸气体流率数据相关的历史流率数据；以及检测处理器，其被配置来检测来自所述第一流量传感器的所感测呼吸气体流率数据的破坏，其中所述第一流量传感器是气体吸气流量传感器，并且所述控制器被配置来在检测到破坏时基于历史平均值使用历史呼吸气体流率，所述破坏呈气体吸气流量传感器的操作的故障的形式。所述历史流率数据可以包括移动平均呼吸气体流率、移动中值呼吸气体流率和/或气体流率波形中的一个或多个。所述历史流率数据可以是在范围是从10秒至5分钟的时间段内存储的。所感测呼吸气体流率可以是从注射器模块接收的。所感测呼吸气体流率可以是从呼吸机接收的。所感测呼吸气体流率数据可以包括第一呼吸气体流率数据和第二呼吸气体流率数据，并且其中所述第一呼吸气体流率数据是从注射器模块接收的并且所述第二呼吸气体流率数据是从呼吸机接收的。所述控制器可以将来自所述第一呼吸气体流率数据与所述第二呼吸气体流率数据的相应流率数据进行比较。所述控制器可以被配置来在检测到和/或输入所述第一流量传感器已经被重新连接、更换和/或维修中的一者时，自动恢复基于所述第一模式对呼吸气体流的递送。所述控制器还可以被配置来利用数据平滑和/或低通滤波中的至少一者来移除在范围外的已存储流量数据点。
在实现方式的另一个实例中，提供了一种用于向患者递送治疗气体的方法，所述方法包括：通过控制器以第一模式控制流向患者的呼吸气体流；接收所述呼吸气体流的感测流率数据；将与所述传感器所接收的呼吸气体流率数据相关的历史流率数据存储在存储器中；检测来自所述传感器的所感测呼吸气体流率数据的破坏；以及基于所接收呼吸气体流率数据，通过所述控制器以临时模式而不是第一模式控制所述呼吸气体流。
所述历史感测流率数据可以包括移动平均呼吸气体流率、移动中值呼吸气体流率和/或气体流率波形中的一个或多个。存储所述历史流量数据可以包括在范围是从10秒至5分钟的时间段内存储所述历史流率数据。所述方法还可以包括在检测到所述破坏的中止时返回所述第一模式。接收所接收流率数据包括接收第一所接收流率数据和第二所接收流率数据，并且检测所述破坏包括通过在两个或更多个所接收流率数据组之间对相应流率数据进行比较来检测所述破坏。
在实现方式的另一个实例中，提供了一种用于向患者递送一氧化氮和治疗气体的设备，其包括：控制器，其被配置来以第一模式控制流向患者的气体流并且接收感测流率数据；接收器，其被配置来接收所述呼吸气体流的感测流率数据；存储器，其被配置来存储与先前感测的历史流量数据相关的所接收的呼吸气体流率数据；检测器，其被配置来从所接收呼吸气体流率数据中检测所接收呼吸气体流率数据的破坏；并且其中所述控制器还被配置来检索历史流率数据并且基于所述历史流率以临时模式而不是所述第一模式控制呼吸气体流率。
所述历史感测流率数据可以包括移动平均呼吸气体流率、移动中值呼吸气体流率和/或呼吸气体流量波形中的一个或多个。所述历史流率数据可以是在范围是从10秒至5分钟的时间段内存储的。所述控制器还可以被配置来在检测到所述破坏的中止时返回所述第一模式。所接收感测流率数据可以包括来自两个或更多个传感器的第一所接收流率数据和第二所接收流率数据，并且检测所述破坏可以包括在两个或更多个所接收流率数据之间对流率数据进行比较。
其他特征和方面将从以下详述、附图和权利要求书显而易见。
附图说明
结合附图参考以下详细描述，将更全面地理解本说明书的特征和优点，其中：
图1示意性地描绘根据本说明书的示例性描述的在呼吸回路中具有流量传感器的示例性一氧化氮递送系统；
图2示意性地描绘根据本说明书的示例性描绘的与呼吸机连通的示例性一氧化氮递送系统；
图3示意性地描绘根据本说明书的示例性描述的在呼吸回路中具有流量传感器并且还与呼吸机连通的示例性一氧化氮递送系统；
图4示意性地描绘用于在呼吸气体流量测量中的破坏期间进行示例性NO递送补偿的方法的示例性流程图；以及
图5示意性地描绘图4所示的方法的流程图变化。
具体实施方式
本公开大体涉及用于例如像在呼吸气体流量测量不可用或不可靠时，使用补偿呼吸气体流量测量中的破坏的先前未知的技术向患者(例如，通过呼吸回路从呼吸机接收可包括治疗气体的呼吸气体的患者)递送治疗气体的系统和方法。此类技术可以包括但不限于使用历史呼吸气体流率数据，诸如移动平均流率、移动中值流率、用于确定气体体积的已知时间段内的流量积分、和/或流量波形，这里仅仅是举几个例子。这些技术中的至少一些技术可以用于减轻治疗气体递送中的中断和/或确保治疗气体递送中没有中断。减少和/或消除向需要治疗气体的患者递送的治疗气体的中断尤其可以改善患者安全性(例如，减少和/或消除反弹性肺动脉高压的风险、减少和/或消除不正确的给药等)。
本文所述的系统和方法可以从连到注射器模块的递送系统向患者递送治疗气体，所述注射器模块进而可以与呼吸回路(附属于呼吸机)流体连通，患者从所述呼吸回路接收呼吸气体。这些系统和方法可以包括可测量呼吸回路中的患者呼吸气体的流量的至少一个呼吸气体流量传感器。此外，本文描述的系统和方法可以将治疗气体递送到呼吸回路中，使得治疗气体与患者呼吸气体乱流混合。有利地，本文所述的治疗气体递送系统和方法可以存储过去的呼吸气体流量测量结果以供在呼吸气体流量测量中的发生破坏的情况下使用。
术语“破坏”在本文中用于包括任何和所有的各种类型的破坏。例如，术语“故障”在本文中有时用于指代任何类型的破坏。例如，当气体传感器与附属于示例性一氧化氮递送系统的控制模块断开联接和/或失去与所述控制模块的电通信时，可能发生一种示例性类型的破坏。在多个传感器的情况下，另一种示例性类型的破坏是当一个或多个传感器提供不准确或不匹配的读数时。又一种示例性类型的破坏可以是当来自传感器的读数被控制器识别为偏离正常范围、预期范围和/或期望范围时，这可以包括例如所接收传感器数据的部分或全部终止，即它们可能是不准确的。另一种示例性类型的破坏是当传感器本身或与呼吸气体的递送相关的其他部件可能指示失败或断开的状态时。部分地取决于传感器的系统位置，它可能经受某种磨损(例如，由于被周围物体撞击)。例如，当传感器更靠近气体流通路的远程患者端时(例如由于传感器位于注射器模块部件处，所述注射器模块部件进而可以联接到患者呼吸回路和/或与患者呼吸回路流体连通)，可能发生磨损。可能发生许多类型的破坏或故障；然而，仅仅为了方便起见，本文没有描述所有类型的破坏，但是本领域技术人员将理解这些破坏。本文所述的至少一些系统和方法可以用于在发生破坏时防止治疗气体递送的中断。
参照图1，示意性地描绘了一种示例性一氧化氮递送系统100，其用于通过注射器模块102向从附属于呼吸机117的呼吸回路104接收呼吸气体的患者108递送治疗性一氧化氮气体。应当理解的是，本说明书的任何教导可以在用于向从呼吸设备(例如，呼吸机、高频呼吸机、呼吸面罩、鼻插管等)接收呼吸气体的患者递送治疗气体的任何适用系统中使用。例如，本说明书的系统和方法可以使用、修改和/或附属于题目为“Nitric Oxide DeliverySystem”的美国专利号5,558,083的递送系统和/或其他教导，所述专利的内容以引用的方式整体并入本文。
本公开有时涉及与呼吸机一起使用；然而，本文描述的系统和方法可以与可能附属于呼吸机的任何适用的呼吸设备一起使用。因此，提到呼吸机仅仅是为了便于描述并且绝不意味着是限制。有时参考用于吸入的一氧化氮气体治疗的一氧化氮气体(NO、iNO等)来描述治疗气体、乱流混合到呼吸回路中的治疗气体、治疗气体递送系统等。应当理解的是，可以使用其他适用的治疗气体。因此，提到一氧化氮、NO、iNO等仅仅是为了方便并且绝不意味着是限制。
在示例性描述中，示例性一氧化氮递送系统(诸如一氧化氮递送系统100)可以用于将治疗气体(例如，一氧化氮、NO等)乱流混合到呼吸回路(附属于呼吸机)中的患者呼吸气体中以作为患者呼吸气体的一部分。为了至少将NO乱流混合到患者呼吸气体中，一氧化氮递送系统100可以包括一氧化氮和/或例如通过导管105接收来自一氧化氮源103(例如，储存NO的气瓶、NO发生器等)的一氧化氮。另外，导管105还可以例如通过治疗气体入口110与注射器模块102流体连通。注射器模块102还可以与附属于呼吸机117的患者呼吸回路104的吸气分支121流体连通。
如图所示，呼吸机117可以包括：吸气出口，其用于通过患者呼吸回路的吸气分支121和“Y”形件125向患者递送呼吸气体(例如，正向流133)；以及呼气入口，其用于通过患者呼吸回路的呼气分支127和“Y”形件125接收患者呼气。一般来说，这个“Y”形件可以联接吸气分支121和呼气分支127，并且所递送的呼吸气体和/或患者呼气可以流过“Y”形件。有时，为了方便，在不提到“Y”形件的情况下描述呼吸气体的递送和呼气。这仅仅是为了方便并且绝不意味着是限制。
在注射器模块102联接到呼吸回路的吸气分支121和/或与呼吸回路流体连通的情况下，可以通过导管105和/或治疗气体入口110将一氧化氮从一氧化氮递送系统100(例如，NO正向流137)递送到注射器模块102。然后，可以通过注射器模块102将所述一氧化氮递送到附属于呼吸机117的患者呼吸回路的吸气分支121中，所述呼吸机117用于向患者108递送呼吸气体。在至少一些情况下，患者呼吸回路可以仅包括一个用于吸气流和呼气流的分支。为方便起见，有时将患者呼吸回路描述为具有单独的吸气分支和呼气分支。这仅仅是为了方便并且绝不意味着是限制。例如，有时将本公开描述和/或描绘为用于与双分支(例如，吸气分支和呼气分支)患者呼吸回路一起使用；然而，在适用的情况下，本公开可以与单分支患者呼吸回路(例如，仅吸气分支、组合的吸气分支和呼气分支等)一起使用。同样，这仅仅是为了方便并且绝不意味着是限制。
在示例性实施方案中，为了调节通过导管105到达注射器模块102并进而到达从患者呼吸回路接收呼吸气体的患者108的一氧化氮的流量，一氧化氮递送系统100可以包括一个或多个控制阀109(例如，比例阀、双态阀等)。例如，在控制阀109打开的情况下，一氧化氮可以通过在正向上(例如，NO正向流137)流过导管105到达注射器模块102并进而到达患者108而被递送到患者108。
在至少一些情况下，一氧化氮递送系统100可以包括一个或多个NO流量传感器115，其可以测量治疗气体的流量(例如，测量通过控制阀109的流量、通过导管105的流量等)。流量传感器115可以位于控制阀109和/或导管105的上游或下游，进而使得能够测量通过治疗气体入口110进入注射器模块102并进而到达患者108的治疗气体的流量。
此外，在至少一些情况下，注射器模块102可以包括一个或多个呼吸气体流量传感器119，其可以测量通过注射器模块102并进而到达患者108的至少患者呼吸气体(例如，正向流133)的流量。在一些实现方式中，可以存在感测呼气流量的传感器(未示出)。尽管被示为位于注射器模块102处，但呼吸气体流量传感器119可以放置在吸气分支121的其他位置处，诸如注射器模块102的上游和/或与呼吸回路流体连通。而且，如图2所示，代替从呼吸气体流量传感器119接收流率数据，在至少一些情况下，一氧化氮递送系统100可以直接从呼吸机117接收流率数据，所述流率数据指示来自呼吸机117的呼吸气体的流量。此外，在至少一些情况下，由呼吸气体流量传感器119和呼吸机117两者提供流率数据，如图3所示。
可以将一氧化氮气体流与呼吸气体流成比例地(也称为比率度量)乱流混合以便在组合的呼吸气体和治疗气体中提供期望浓度的NO。例如，一氧化氮递送系统100可以通过使用NO源103的已知NO浓度来确认在组合的呼吸气体和治疗气体中存在期望浓度的NO；使用来自呼吸气体流量传感器119的气体流率数据来确认在患者回路中的呼吸气体流的量；并且使用来自NO流量传感器115的气体流率数据来确认在导管105中的流到注射器模块102(并进而流到患者108)的治疗气体流的量。
为了至少将期望的设定剂量的治疗气体递送到患者和/或将样品治疗气体递送到患者，治疗气体递送系统100可包括系统控制器111，所述系统控制器111可包括一个或多个处理器和存储器112，其中系统控制器可以是例如计算机系统、单板计算机、一个或多个专用集成电路(ASIC)或其组合。处理器可以联接到存储器，并且可以是容易获得的存储器中的一个或多个，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、压缩盘/光盘存储装置、硬盘、或任何其他形式的本地或远程数字存储装置。支持电路可能以常规方式联接到处理器以支持处理器、传感器、阀、采样系统、递送系统、用户输入装置、显示器、注射器模块、呼吸设备等。这些电路可以包括高速缓冲存储器、电源、时钟电路、输入/输出电路、模数转换器和/或数模转换器、子系统、功率控制器、信号调节器等。处理器和/或存储器可以与传感器、阀、采样系统、递送系统、用户输入装置、显示器、注射器模块、呼吸设备等通信。与系统控制器的往复通信可以通过通信路径，其中通信路径可以是有线的或无线的，并且其中合适的硬件、固件和/或软件可以被配置来互连部件和/或通过通信路径来提供电通信。
时钟电路可以在系统控制器内部和/或提供相对于初始开始(例如在启动时)的时间测量。系统可以包括提供实际时间的实时时钟(RTC)，其可以与时间记录源(例如网络)同步。存储器112可以被配置来接收并存储用于计算和/或与其他值比较的值，例如来自传感器、泵、阀等的值。
存储器112可以存储一组机器可执行指令(或算法)，其在由处理器执行时可致使采样系统和/或递送系统执行各种方法和操作。例如，一氧化氮递送系统可以向需要治疗气体的患者递送期望的设定剂量的治疗气体(例如，期望的NO浓度、期望的NO PPM等)。为此，递送系统可以接收和/或确定要向患者递送的治疗气体的期望的设定剂量，例如，所述设定剂量可以由用户输入。递送系统可以测量患者呼吸回路的吸气分支中的流量，并且在向患者递送包含NO的治疗气体时，系统可以监测吸气流或吸气流的变化。系统还可以改变在随后的吸气流中递送的治疗气体的量(例如，体积或质量)。
在另一个实例中，采样系统可以确定向患者递送的目标气体(例如，NO)的浓度。为此，可以操作采样泵和/或打开气体采样阀(例如，三通阀等)以从患者呼吸回路的吸气分支获得气体样品。气体样品可以包括向患者递送的混合的空气和治疗气体(例如，NO)。气体样品可以暴露于气体传感器(例如，催化剂型电化学气体传感器)以从传感器获得气体流率数据，所述气体流率数据指示向患者递送的目标气体(例如，NO、二氧化氮、氧气)的浓度。可以向用户传送目标气体的浓度。机器可执行指令还可以包括用于本文描述的任何其他方法的指令。
另外，为了至少确保治疗气体的准确给药，一氧化氮递送系统100可以包括用户输入装置/显示器113，所述用户输入装置/显示器113可以包括显示器和键盘和/或按钮，或者可以是触摸屏装置。用户输入装置/显示器113可以从用户接收期望的设置，诸如患者的处方(以mg/kg理想体重、mg/kg/hr、mg/kg/呼吸、mL/呼吸、气瓶浓度、递送浓度、持续时间等)、患者的年龄、身高、性别、体重等。在至少一些情况下，用户输入装置/显示器113可以用于例如使用气体采样系统129来确认患者给药和/或气体测量，所述气体采样系统129可通过样品线路131接收递送到患者108的气体的样品。气体采样系统129可以包括许多传感器，诸如但不限于一氧化氮气体传感器、二氧化氮气体传感器和/或氧气气体传感器，这里仅仅是举几个例子，其可以用于至少在用户输入装置/显示器113上显示相关信息(例如，气体浓度等)和/或向用户提供警报。因此，一氧化氮递送系统100可能以第一模式操作，通过所述第一模式，基于期望的设置和/或参数来递送气体流。
图1示出系统控制器111被配置来通过通信通路C1从位于注射器模块102处的传感器119接收感测数据的实例。图1-3所示的部件公开了具有类似的参考数字的类似部件。因此，为了清楚和简洁起见，这里主要参照图1描述了图1-3所共有的部件。
尽管上述内容可有利地用于向从与附属于呼吸机的患者呼吸回路接收呼吸气体的患者递送治疗气体，但如果呼吸气体流量信息不可用和/或不可靠，则将NO乱流混合到患者呼吸气体中以作为患者呼吸气体的一部分可能失败。
在示例性实施方案中，至少注射器模块102可以暴露于磨损。例如，如图1所示，注射器模块102可以暴露于磨损，因为它是在主递送系统100外部的部件并且联接到呼吸回路的吸气分支。注射器模块102还可以暴露于消毒和/或灭菌过程，所述过程会添加另外的磨损。注射器模块102还可能容易被掉落、拖拽或放置在呼吸回路的错误部分中(例如，在加湿器的下游或在回路的呼气侧上)，这可能导致另外的磨损。总而言之，注射器模块102和其中的传感器(例如，呼吸气体流量传感器119等)可能比系统中的其他部件更容易发生故障/破坏(例如，至少由于上述磨损)。
对于与呼吸机直接通信(例如，串行通信、USB通信、以太网通信、无线通信等)的一氧化氮递送系统，代替呼吸回路中的呼吸气体流量传感器或除了这个呼吸气体流量传感器之外，呼吸机可以提供吸气流量信息，也可能发生从呼吸机到一氧化氮递送系统的流率数据传送中的破坏。在至少一些实现方式中，本公开的系统和方法可以检测多个传感器中的任何一个或一些传感器之间的差异，如本文进一步描述的。也就是说，流量感测可以来自本文描述的传感器中的任何一个或多个。
在示例性实施方案中，本公开可以通过有利地生成、实现和/或利用存储在一氧化氮递送系统100内(诸如在存储器112内)的呼吸气体流率数据(例如，呼吸机吸气流量信息)的历史来克服本文所描述的至少一些问题。在示例性实施方案中，这种历史流率数据可包括特定时间段内(诸如过去的5秒、10秒、15秒、20秒、30秒或45秒，过去的1分钟、2分钟、5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、30分钟、45分钟、60分钟，或从开始当前治疗用药以来)的移动平均呼吸气体流率或移动中值呼吸气体流率中的一个或多个。在至少一些实现方式中，计算在过去一分钟(即60秒)内的呼吸气体流率历史。
此外，在示例性实施方案中，代替移动平均流率或移动中值流率和/或除了所述移动平均流率或移动中值流率之外，在一些描述中，一氧化氮递送系统存储与呼吸气体流量波形相关的信息。如同移动平均呼吸气体流率或移动中值呼吸气体流率一样，可以存储一定时间段内(诸如过去的5秒、10秒、15秒、20秒、30秒或45秒，过去的1分钟、2分钟、5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、30分钟、45分钟、60分钟，或从开始当前治疗用药以来)的流量波形信息。在示例性实施方案中，波形本身可以被处理成片段或经时间标识的数据点。在至少一些实现方式中，因为紧接在检测到的破坏的时间之前的数据本身可能是不可靠的，所以本公开可以查找数据的“窗口”，所述“窗口”的时间在检测到的破坏数据时间之前的设定增量处结束并且在所述窗口开始之前的设定时间段处开始。举例来说，可以从由任何范围(例如，在破坏检测之前35秒开始并且在破坏检测之前5秒结束的窗口)选择的数据中选择数据。
在一些实现方式中，可以使用更先进的信号处理技术以用于修改和/或分析历史呼吸气体流率数据。例如，可以使用平滑和/或低通滤波、数字有限脉冲响应滤波器、和/或数字无限脉冲响应滤波器来移除在范围外的流率数据点。
图2示出系统控制器111被配置来通过通信通路C2从位于呼吸机117中或位于所述呼吸机117处的传感器接收感测数据的实例。如前所述，图1-3所示的部件公开了具有类似的参考数字的类似部件。因此，为了清楚和简洁起见，这里主要参照图1描述了图1-3所共有的部件。
图3示出具有两个传感器的实例，并且其中系统控制器111被配置来通过通路C1和C2两者接收感测数据。当系统控制器111从超过一个传感器装置接收数据时，则它在必要时可以独立地监测每个数据流以检测任一数据流是否表示单个相应的传感器破坏，且/或系统控制器111可以对两个数据流进行比较，以作为检测所述感测数据中的一个或多个中的破坏的过程的一部分。如在本公开的各个部分中进一步描述的，无论从呼吸机117和/或流量传感器119接收信息，系统控制器111都可以在检测到破坏时离开第一模式(其可以被称为正常模式)，并且可能以临时后备模式(其也可以被描述为跛行模式)操作，直到破坏结束为止，此时系统控制器111可以返回其正常模式。
可以通过控制器111执行对破坏的检测，所述控制器111可以包含或附属于检测处理器，所述检测处理器被配置来检测来自任何或所有相关联的传感器的感测流率测量结果的破坏。在一些实现方式中，检测处理器可以监测流率数据并且确定流率数据何时以指示破坏的方式改变，诸如数据的终止或数据的变化、数字数据误差检查。在至少一些情况下，检测过程可以接收和/或检测对传感器已经断开的指示，诸如在注射模块完全或部分断开或从系统移除的情况下可能发生的。在检测到破坏时，一氧化氮递送系统利用历史呼吸气体流量数据，以用于在发生呼吸气体流量测量中的破坏或其他误差的情况下当前递送治疗气体。例如，在发生呼吸气体流量测量中的破坏的情况下，一氧化氮递送系统可以转变成基于历史呼吸气体流量数据(例如，与历史呼吸气体流量数据成比例地)以设定剂量递送NO。在一些描述中，这种转变可以自动发生而无需用户干预。
对于既具有呼吸气体流量传感器又与呼吸机直接通信的一氧化氮递送系统(例如，如图3所示)，如果一个流量数据源意外地变得不可用，则系统可以无缝地转变到另一个流量数据源。如果两个数据源中都存在破坏或者来自两个源的呼吸气体流量信息之间存在差异，则一氧化氮递送系统可以转变成如上所述的那样使用历史流率数据进行递送。如果只有两个数据源(例如，NO浓度传感器和IM流量传感器)，则可以基于这两个数据源使用对破坏的检测，例如当存在数据丢失或者流量传感器读出超出范围的值时。
一旦清除了呼吸气体流量信息故障/破坏状况(例如，一旦维修或更换了注射器模块传感器或整个注射器模块和/或恢复了与呼吸机的通信；和/或更换或维修了呼吸机传感器)，则一氧化氮递送系统可以无缝地恢复利用由呼吸气体流量传感器提供的和/或从呼吸机提供的当前呼吸气体流率数据以设定剂量进行正常的成比例NO递送。
此外，在一些实现方式中，在检测到呼吸气体流量信息中的破坏的情况下，可以向用户提供指示所述破坏的警报(听觉警报、视觉警报等)。例如，消息可以出现在用户界面显示器上，所述消息用信号通知检测到呼吸气体流量传感器已经被破坏或者与呼吸机的通信已经被破坏。又例如，在存在这种状况时，可以向用户提供消息或指示符或警报等，所述消息或指示符或警报等指示检测到破坏和/或NO不是基于历史数据来递送的。
图4示出用于补偿在呼吸气体流量测量中的破坏的示例性方法的流程图。应当理解的是，在一些实现方式中，如本文所述的一个或多个传感器也可以感测或测量除了仅流率外的其他流动特性。
在过程410处，以正常模式控制呼吸气体流流率并且基于预设的、期望的、输入的、或另外期望的输入设置来提供呼吸气体流流率。在一些实现中，正常模式设置可以由操作员在用户输入装置/显示器113处输入并且由控制器111控制。
在过程420处，通过系统中的一个或多个传感器感测流率数据。在一些实现方式中，传感器可以包括位于注射器模块处的传感器119和/或呼吸机117中的传感器，或者可位于整个气体呼吸回路中的其他位置。
在过程430处，控制器处理来自一个或多个传感器的感测流率数据。在一些实现方式中，传感器可以包括位于注射器模块处的传感器119和/或呼吸机117中的传感器，或者可位于整个气体呼吸回路中的其他位置。在图1-3中，传感器与控制器之间的通信可以例如以点线示出为C1和C2。通信的实例包括本文描述的所有实例，并且各自可以包括例如硬连线式连接和/或无线通信连接。
在过程440处，在一定时间量内将历史流率数据存储在存储器中。在实现方式的一个实例中，在范围是从10秒至5分钟的时间段内存储历史流率数据，或计算1分钟内的呼吸频率。还可以识别呼吸周期并且编制平均“呼吸流量曲线”。在图1-3中，传感器与存储器之间的通信可以例如以点线示出为C1和C2。通信的实例包括本文描述的所有实例，并且各自可以包括例如硬连线式连接和/或无线通信连接。控制器和存储器可以按任何次序布置并且可以布置在单个模块中。
在过程450处，控制器111通过对所接收的流率数据的分析来检查或检测是否检测到传感器的破坏(也被称为故障)状况。可以通过控制器111进行对所接收流率数据(模拟或数字)的分析。如果未检测到破坏，则系统继续正常操作。破坏可以是完全缺乏数据或其他故障状况，或者可以是指示数据不规则或系统故障的任何数据变化。例如，破坏可以是本文所述的破坏中的任一个或其他破坏，在一些实现方式中所述其他破坏包括注射器模块的断开、缺乏在两个传感器之间确定的匹配数据、超出预期的带流率数据读数等。超出预期的带流率数据读数的实例可以是10ms的数据丢失、或超出范围的流量读数、或10秒的不匹配流量读数。
在过程460处，当在过程450处检测到破坏时，控制器111从存储器112检索历史流率数据。控制器和存储器可以按任何次序布置并且可以布置在单个模块中。在一些实现方式中，历史流率数据可以是选定的时间窗口，如本文所述的，所述时间窗口可以是在检测到的破坏之前的一个时间窗口期间的历史数据的固定时间窗口。在一些实现方式中，所述时间窗口可以紧接在检测到的破坏时间之前结束，或者可以在检测到的破坏时间之前一段时间结束。例如，参考破坏时间可以是在信号丢失、超出范围的信号或信号不一致的点之前最多10秒计算的1分钟移动平均流率。
在过程470处，基于历史流率数据进行流量控制。在一些实现方式中，控制器111将使用来自存储器112的历史流率数据作为其操作参数，以提供第二模式，所述第二模式可以被称为历史成比例气体递送后备模式和/或也可以被称为注射器故障临时后备模式。如本文所述，临时后备模式提供整个系统的持续操作，使得即使在已经检测到气体流率的正常感测的某种破坏之后，控制器111仍然继续提供并控制气体。
在过程480处，如果用户指示或控制器确定破坏不再发生和/或已经被清除(例如，由于用户指示传感器的更换或维护和/或系统检测到传感器的维修或更换)，则系统使用来自正常模式的初始设置(例如像在过程410处输入的参数)来返回正常模式。作为一个实例，在确定体积流率在历史平均值的20％以内之后，可以认为破坏被清除。当利用CRC消息来建立数字通信信号时。在模拟信号的情况下，当流率在流量或温度报告的预期ADC计数限制以内时，可以认为破坏被清除。
图5是类似于图4的流程图，具有类似的参考数字但示出实现方式的变型。在图5的实现方式500中，在过程480处，当未检测到破坏被清除时，则在过程470处基于历史流率数据来控制流量。
本文的描述利用术语气体流率数据(例如，体积流率、质量流率等)。然而，在一些实现方式中，这个术语还可以指除了流率外或除了流率之外的另外或其他信息，诸如与治疗气体的递送相关的任何信息，例如像气体比率、气体浓度等的测量结果。系统还可以跟踪历史NO流量传感器读数数据或历史控制系统命令的NO流率。
在一些实现方式中，当系统处于后备模式时，用户可以调整治疗气体的剂量。可以继续参考历史数据来计算针对新的设定剂量的期望NO流率。当处于后备模式时，可以在与装置相关联的信息显示屏幕上显示正在使用的历史平均流率。可以提供GUI或其他控制界面，例如，可以在后备模式正在进行时向用户提供所述GUI或其他控制界面以改变呼吸机或其他部件的各种设置。而且，代替使用历史测量流率或者除了使用历史测量流率之外，控制器可以利用存储器中来自控制器的历史命令的(或输入控制的)流率的记录。
呈现前述详细描述以使得本领域的技术人员能够制造和使用所公开的主题。出于解释的目的，阐述了具体的术语以提供透彻的理解。然而，对于本领域的技术人员将显而易见的是，实践所公开的主题不需要这些具体细节。对具体应用的描述仅作为代表性实例被提供。对于本领域的技术人员来说，对所公开的实现方式的各种修改将显而易见，并且在不脱离本公开的范围的情况下，可以将本文所定义的一般原理应用于其他实现方式和应用。本文描述的操作顺序仅仅是实例，并且操作顺序不限于本文阐述的操作顺序而是可以改变，这对于本领域普通技术人员来说将显而易见，其中例外的情况是必须按特定次序进行的操作。而且，为了增加清晰度和简洁性，可以省略本领域普通技术人员熟知的功能和构造的描述。本公开不意图限于所示的实现方式，而是符合与本文公开的原理和特征相一致的最宽的可能范围。
对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本说明书的精神和范围的情况下，可以对本说明书的方法和系统进行各种修改和变更。因此，本说明书意图包括在随附权利要求书和它们的等效物的范围内的修改和变更。
应当理解的是，可以重新布置、分离和/或组合所描述的步骤中的任一个而不偏离本发明的范围。为方便起见，有时按顺序呈现步骤。这仅仅是为了方便并且绝不意味着是限制。另外，应当理解的是，可以重新布置、分离和/或组合所描述的本发明的元件和/或实施方案中的任一个而不偏离本发明的范围。为方便起见，有时分别描述各种元件。这仅仅是为了方便并且绝不意味着是限制。
上述实例中的各种系统部件的分离不应理解为在所有实例中都需要这样的分离，并且应当理解，所描述的部件和系统通常可以整合在一起并且以单体封装到多个系统和/或多个部件中。应当理解的是，可以在本文中进行各种修改，并且本文公开的主题可能以各种形式和实例来实现，并且教导可以应用于多种应用中，本文仅描述了其中一些应用。除非另外说明，否则在本说明书中(包括在以下的权利要求书中)所阐述的所有测量结果、值、等级、位置、量值、大小和其他规范均为近似的，而不是准确的。它们意图具有合理的范围，这个范围与它们相关的功能一致并且与它们所属领域中的习惯一致。
尽管在本文中已参照特定实施方案来描述本发明，但应了解，这些实施方案仅说明本发明的原理和应用。对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对本发明的方法和设备做出各种修改和变更。因此，本发明意图包括在随附权利要求书和它们的等效物的范围内的修改和变更。

Claims (15)

1.一种用于与呼吸机一起使用的治疗气体递送设备，所述设备包括：
治疗气体注射器模块，其被配置来放置成与附属于所述呼吸机的呼吸回路流体连通，所述治疗气体注射器模块包括呼吸气体流入口、治疗气体流入口、以及组合的呼吸气体和治疗气体流出口，所述组合的呼吸气体和治疗气体流出口用于将呼吸气体和治疗气体的组合流提供给有需要的患者；
第一流量传感器，其被配置来感测呼吸气体流率数据；以及
控制器，其被配置来基于第一模式控制所述治疗气体的递送流率，并且在检测到所感测的呼吸气体流率数据的破坏时，被配置来基于先前由所述第一流量传感器感测的并且存储在存储器中的历史呼吸气体流率数据来控制所述治疗气体的递送流量。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述控制器包括：
存储器，其被配置来存储与所述第一流量传感器所感测的呼吸气体流率数据相关的历史流率数据；以及
处理器，其被配置来检测来自所述第一流量传感器的所感测呼吸气体流率数据的破坏，并且
其中所述第一流量传感器是气体吸气流量传感器，并且所述控制器被配置来在检测到破坏时基于历史平均值使用所述历史呼吸气体流率，所述破坏呈气体吸气流量传感器的操作的故障的形式。
3.如权利要求2所述的设备，其中所述历史流率数据包括移动平均呼吸气体流率、移动中值呼吸气体流率和/或气体流率波形中的一个或多个。
4.如权利要求2所述的设备，其中所述历史流率数据是在范围是从10秒至5分钟的时间段内存储的。
5.如权利要求1所述的设备，其中所感测呼吸气体流率是从所述注射器模块和/或所述呼吸机接收的。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述治疗气体是吸入的一氧化氮。
7.如权利要求1所述的设备，其中所感测呼吸气体流率数据包括第一呼吸气体流率数据和第二呼吸气体流率数据，并且其中所述第一呼吸气体流率数据是从所述注射器模块接收的且/或所述第二呼吸气体流率数据是从所述呼吸机接收的。
8.如权利要求7所述的设备，其中所述控制器将来自所述第一呼吸气体流率数据与所述第二呼吸气体流率数据的相应流率数据进行比较。
9.如权利要求1所述的设备，其中所述控制器被配置来在检测到和/或输入所述第一流量传感器已经被重新连接、更换和/或维修中的至少一者时，自动恢复基于所述第一模式对治疗气体流的递送。
10.如权利要求1所述的设备，其中所述控制器还被配置来利用数据平滑和/或低通滤波中的至少一者来移除在范围外的已存储流量数据点。
11.一种用于向患者递送一氧化氮和治疗气体的设备，其包括：
控制器，其被配置来以第一模式控制流向患者的治疗气体流并且接收呼吸气体流的感测流率数据；
存储器，其被配置来存储与先前感测的历史流量数据相关的所接收呼吸气体流率数据；
检测器，其被配置来从所接收呼吸气体流率数据中检测所接收呼吸气体流率数据的破坏；并且
其中所述控制器还被配置来检索历史流率数据，并且基于所述历史流率以临时模式而不是所述第一模式控制治疗气体流率。
12.如权利要求11所述的设备，其中所述历史感测流率数据包括移动平均呼吸气体流率、移动中值呼吸气体流率和/或呼吸气体流量波形中的一个或多个。
13.如权利要求12所述的设备，其中所述历史流率数据是在范围是从10秒至5分钟的时间段内存储的。
14.如权利要求11所述的设备，其中所述控制器还被配置来在检测到所述破坏的中止时返回所述第一模式。
15.如权利要求11所述的设备，其中：
所接收感测流率数据包括来自两个或更多个传感器的第一所接收流率数据和第二所接收流率数据，并且
检测所述破坏包括在两个或更多个所接收流率数据之间对流率数据进行比较。
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