CN110501462B - 用于补偿暴露于一氧化氮的电化学气体传感器的长期灵敏度漂移的方法 - Google Patents

Abstract

描述了用于补偿在用于向患者递送治疗一氧化氮(NO)气体的系统中使用的催化型电化学气体传感器的长期灵敏度漂移的系统和方法，其通过补偿可能特定于在向LAa患者递送治疗一氧化氮气体的系统中的传感器非典型使用。在至少一些实例中，可以使用校准计划表来解决催化型电化学气体传感器的长期灵敏度漂移，该校准计划表可以将正被递送至患者的NO的设定剂量的绝对变化考虑进来，该绝对变化可以驱动一个或多个基线校准。校准计划表可以被用于减少传感器变为离线的时间量。所描述的系统和方法可以将在执行基线校准之前的、在递送系统处发生的动作和/或周围环境的方面考虑进来，并且可以使用针对校准的传感器的输出来推迟校准和/拒绝校准。

Description

用于补偿暴露于一氧化氮的电化学气体传感器的长期灵敏度 漂移的方法

本申请是名称为“用于补偿暴露于一氧化氮的电化学气体传感器的长期灵敏度漂移的方法”的分案申请，原案的申请号为2015800137261，申请日为2015年2月19日。

技术领域

本发明总体上涉及用于补偿例如在受控环境中的、暴露于一氧化氮的电化学气体传感器的长期灵敏度漂移的系统和方法。

背景技术

存在电化学传感器的许多变体，尽管它们可能看起来相似，但是其功能极大地不同。例如，一些电化学传感器可以被用于特定气体的存在检测，而其它的电化学传感器检测特定气体的浓度。更进一步地，一些电化学传感器和液体一起工作，并且不和气体一起工作。专注于电化学气体传感器，这些气体传感器中的一些使用电流反应(galvanicreaction)，而另一些使用催化反应。而且，这些气体传感器中的一些需要电流以工作，而另一些不需要电流并且在一些情况下，实际上生成电流。更进一步地，在具有同样的电气需求的相似类型的电化学传感器中，该小子集的传感器取决于电池和/或电池与其起反应的气体的功能可能具有大量的变化。

专注于催化型电化学气体传感器，这些传感器典型地被用作毒气传感器。当被用作毒气传感器时(例如用于烟囱排放物的监测)，这些传感器仅仅可以暴露于毒气连续短的连续时间或间歇性的任务时间，和/或它们仅仅可以被用于检测显著地低浓度的气体(例如，在十亿分之几(PPB)范围的气体)。然而，不同于这些传感器被用作毒气传感器的方式，用于向患者递送治疗一氧化氮气体的系统可以使用催化型电化学气体传感器来确认治疗气体、比如例如吸入的一氧化氮(NO)的精确配量。包括催化型电化学气体传感器的这些递送系统可以被用于在连续的气体监测下以每百万分之几的剂量(例如1PPM到80PPM，0.1PPM到80PPM等)向患者递送治疗一氧化氮连续延迟的时间(例如许多小时、天、周、月等)。

一般而言，在用于向患者递送治疗一氧化氮气体的系统中的催化型电化学气体传感器的这种类型的使用被认为是非典型的，并且可能存在当以更常规的方式(例如典型的毒气传感器应用)使用这些传感器时未见的问题。这些问题，可能是重要的，因为用户(例如医生、护士等)可以基于这些传感器的输出来确认治疗药物的配量。因此，需要克服这些问题以便至少确保配量的适当确认。

发明内容

有几种方式来解决上述问题，包括例如：以特定的时间间隔执行传感器的再校准、提供警告用户操作条件和校准性能的消息和/或指示器、使用双传感器来测量呼吸回路中的目标气体量、以及检测传感器输出是否超过阈值范围。

原理和实施例总体上涉及用于补偿在受控环境中暴露于一氧化氮的电化学气体传感器的输出漂移的方法，包括：识别用于根据存储在系统控制器存储器中的传感器再校准计划表来执行校准的时间；以及检测报警在所述校准将要被执行的时间处的预定时间范围内是否是活跃的或者已经是活跃的，其中如果活跃的报警在所述预定时间范围内被检测到或者已经被检测到，则所述校准被推迟，以及如果活跃的报警在所述预定时间范围内没有被检测到或者尚未被检测到，则执行所述校准。

实施例还涉及，建立通过系统控制器中的设定指示的、将要向呼吸回路递送的目标气体的剂量；识别所述系统控制器中的所述设定中的变化；计算要将要向所述呼吸回路递送的所述目标气体的所述剂量的变化的量级；识别存储在所述系统控制器存储器中的、被指定用于所述目标气体的所述剂量的变化的所述量级的所述传感器再校准计划表；以及执行所识别的所述传感器再校准计划表。

实施例还涉及，利用第一传感器连续地测量在所述呼吸回路中的所述目标气体的浓度；通过通信路径从所述第一传感器向所述系统控制器传送表示所述目标气体浓度的信号；以及确定由所述第一传感器对于所述目标气体的浓度的变化的响应。

实施例还涉及，当被所识别的传感器再校准计划表指示时，中断所述目标气体浓度的所述连续测量；将所述第一传感器暴露于具有零浓度的所述目标气体的气体持续一时间段以足以检测指示所述零浓度的输出值；以及确定所述第一传感器对于具有零浓度的所述目标气体的气体的响应。

实施例还涉及，所述传感器再校准计划表包括代表在所述目标气体浓度的所述连续测量的中断之间的意图间隔的值的集合。

实施例还涉及，所述意图间隔对于所述系统控制器中的所述设定的越小的变化而越大。

实施例还涉及，将所述第一传感器对于具有零浓度的所述目标气体的气体的所述响应存储在所述系统控制器存储器中。

实施例还涉及，访问存储在所述系统控制器存储器中的先前的校准线的斜率；以及使用所存储的所述第一传感器对于具有零浓度的所述目标气体的气体的响应和所述先前的校准线的斜率来生成新的校准线。

实施例还涉及，识别在所述呼吸回路中连续地测量所述目标气体的浓度的第一传感器的类型；将第一传感器的所述类型存储在所述系统控制器中；以及利用第一传感器的所述类型来识别所述传感器再校准计划表。

实施例还涉及，所述第一传感器是三端子电化学一氧化氮气体传感器或者四端子电化学一氧化氮气体传感器。

实施例还涉及，在中断在所述呼吸回路中的所述目标气体浓度的所述连续测量、而不将采样线路从所述患者呼吸回路的吸气侧断开的情况下，选择流向所述第一传感器的环境空气的来源。

实施例还涉及，在中断在所述呼吸回路中的所述目标气体浓度的所述连续测量、而不将采样线路从所述患者呼吸回路的吸气侧断开的情况下，切换连接至所述患者呼吸回路并且与所述患者呼吸回路流体连通的阀以允许环境空气流向所述第一传感器。

实施例还涉及，验证所述阀已经切换以允许环境空气流向所述传感器。

实施例还涉及，将所述校准的执行推迟预定时间段，并且检测报警在所述预定时间段已经流逝之后的预定时间范围内是否是活跃的或者已经是活跃的，其中如果活跃的报警在预定时间范围内被检测到或者已经被检测到，则所述校准被推迟，以及如果活跃的报警在预定时间范围内没有被检测到或者尚未被检测到，则执行所述校准。

实施例还涉及，(i)检测干扰气体的存在，以及如果检测到干扰气体，则将所述校准的执行推迟预定时间段；和/或(ii)检测在所述校准将要被执行的时间处的预定时间范围内用户是否正与所述治疗气体递送系统交互或已经与所述治疗气体递送系统交互。

实施例还涉及，在利用所述第一传感器来测量所述呼吸回路中的所述目标气体浓度被中断以执行所述校准的情况下，向用户显示消息。

实施例还涉及，在利用所述第一传感器来测量所述呼吸回路中的所述目标气体浓度被中断的情况下，利用第二传感器来测量所述呼吸回路中的所述目标气体的浓度，从而在再校准期间向用户显示所述目标气体浓度的测量结果。

实施例还涉及，在将所述第一传感器暴露于具有零浓度的所述目标气体的气体持续一时间段以足以降低饱和度和/或检测到指示所述零浓度的所述输出值之后，将所述第二传感器暴露于具有零浓度的所述目标气体的气体持续一时间段以足以降低饱和度和/或检测到指示所述零浓度的所述输出值，以及将来自所述第二传感器的所述输出值与所述第一传感器的所述输出值进行比较以确定在所述第一传感器和所述第二传感器之间的漂移差。

原理和实施例还总体上涉及用于补偿在受控环境中暴露于一氧化氮的电化学气体传感器的输出漂移的方法，包括：识别用于根据存储在系统控制器存储器中的传感器再校准计划表来执行校准的时间；检测报警在所述校准将要被执行的时间处的预定时间范围内是否是活跃的或者已经是活跃的，其中如果活跃的报警在所述预定时间范围内被检测到或者已经被检测到，则所述校准被推迟；检测用户在所述校准将要被执行的时间处的预定时间范围内是否正与治疗气体递送系统交互或者已经与所述治疗气体递送系统交互，其中如果用户在所述预定时间范围内正与所述治疗气体递送系统交互或已经与所述治疗气体递送系统交互，则所述校准被推迟；检测一个或多个干扰气体在所述校准将要被执行的时间处的预定时间范围内是否正在导致或者已经导致传感器输出在阈值范围之外，其中如果在所述校准将要被执行的时间处的预定时间范围内所述传感器输出在或者已经在范围之外，则所述校准被推迟；在以下情况下执行所述校准：(i)如果活跃的报警在所述预定时间范围内没有被检测到或者尚未被检测到，(ii)如果用户在所述预定时间范围内没有或者尚未与所述治疗气体递送系统交互，以及(iii)如果所述传感器输出在预定时间范围内没有或者尚未在范围之外。

原理和实施例还总体上涉及用于补偿在受控环境中暴露于一氧化氮的电化学气体传感器的输出漂移的方法，包括：将包括NO的治疗气体递送至需要其的患者；检测所述治疗气体的设定剂量的变化；响应于所述设定剂量的变化，选择存储在系统控制器存储器中的传感器再校准计划表；识别用于根据所选择的传感器再校准计划表来执行校准的时间；检测报警在所述校准将要被执行的时间处的预定时间范围内是否是活跃的或者已经是活跃的，其中如果活跃的报警在所述预定时间范围内被检测到或者已经被检测到，则所述校准被推迟；检测用户在所述校准将要被执行的时间处的预定时间范围内是否正与治疗气体递送系统交互或者已经与所述治疗气体递送系统交互，其中如果用户在所述预定时间范围内正与所述治疗气体递送系统交互或已经与所述治疗气体递送系统交互，则所述校准被推迟；检测一个或多个干扰气体在所述校准将要被执行的时间处的预定时间范围内是否正在导致或者已经导致传感器输出在阈值范围之外，其中如果在所述校准将要被执行的时间处的预定时间范围内所述传感器输出在或者已经在范围之外，则所述校准被推迟；在以下情况下执行所述校准：(i)如果活跃的报警在所述预定时间范围内没有被检测到或者尚未被检测到，(ii)如果用户在所述预定时间范围内没有或者尚未与所述治疗气体递送系统交互，以及(iii)如果所述传感器输出在预定时间范围内没有或者尚未在范围之外；以及当执行校准时，向用户显示消息，从而指示校准生效和/或将校准的发生记录在电子病历(EMR)中以向用户通知系统的活动。

附图说明

参考当结合附图进行的下文的详细描述，本发明的特征和特点将被更全面地被理解，附图中：

图1A-1B说明性地描绘根据本发明的示例性实施例示例性系统，其包括用于用于向需要其的患者地洞治疗一氧化氮气体的示例性催化型电化学气体传感器；

图2A说明性地描绘根据本发明的示例性实施例的示例性三端子催化型电化学气体传感器；

图2B说明性地描绘根据本发明的示例性实施例的示例性四端子催化型电化学气体传感器；

图3说明性地描绘根据本发明的示例性实施例的示例性两点线性插值校准线；

图4-9说明性地描绘根据本发明的示例性实施例的在用于向患者递送治疗一氧化氮气体的示例性系统中的示例性催化型电化学气体传感器的示例性漂移；以及

图10说明性地描述根据本发明的示例性实施例的用于向患者递送治疗一氧化氮气体的示例性系统的示例性设定剂量变化响应算法的示例性流程图。

具体实施方式

本发明总体上涉及用于补偿在受控环境中，比如在用于向患者递送治疗一氧化氮(NO)气体的系统中，使用的电化学气体浓度传感器的长期灵敏度漂移的系统和方法。为了补偿在将向患者递送治疗NO气体的系统中使用的电化学气体传感器的长期灵敏度漂移，本发明的系统和方法时常使用把向患者递送NO的设定剂量的变化考虑进来的校准处理。把向患者递送的NO的设定剂量的变化考虑进来，校准处理可以初始化电化学气体传感器的多个基线校准，其中基线校准的频率时常基于设定剂量的浓度变化(例如，从初始设定剂量到最后设定剂量的浓度的绝对变化)的量级。这可以导致电化学气体传感器中的敏感变化的补偿。

该长期灵敏度漂移可能对于传感器非典型使用是特定的，因为，例如，比如当传感器经历与吸入NO治疗相关联的连续工况操作时，传感器可能被暴露于实质上高的NO浓度(例如比在典型使用期间所见的更高的数量级)和/或该暴露可能持续实质上长的持续时间(例如比典型的使用期间更长的几个数量级)。另外地，传感器可以受到局部影响，比如但不限于温度变化、化学变化、湿度、电解质导电率、和/或物理内阻的变化等。因此，本发明的系统和方法补偿可能对于以非典型方式使用的传感器特定的该长期漂移，例如，使用校准处理等。

此外，本发明的系统和方法可以将在执行基线校准之前的在治疗NO气体递送系统处发生的活动和/或周围环境的方面考虑进来，以及，在至少某些情况下，可以相应地响应。在至少一些情况下，这可以导致基线校准的推迟和/或拒绝将传感器的输出用于基线校准。

递送和采样系统概述

此外，参考图1A-1B，说明性地描述了用于向患者递送治疗气体的示例性治疗气体递送系统(例如，其包括电化学气体传感器)。应当理解，催化型电化学气体传感器和/或本发明的任何教导可以被用在用于向患者递送治疗气体的任何适用的系统中。例如，本发明的系统和方法可以使用、修改和/或附属于题为“NO Delivery System”的第5,558,083号美国专利和/或题为“System for Monitoring Therapy During Calibration”的第5,752,504号美国专利的递送系统和/或其他教导，这两者的内容通过引用全部并入本文。

电化学气体传感器、用于向患者递送治疗气体的系统、以及系统和方法时常被描述为指向NO。例如，电化学气体传感器时常被描述为一氧化氮传感器、NO传感器等；治疗气体递送系统时常被描述为治疗一氧化氮递送系统、治疗NO递送系统、一氧化氮递送系统、或NO递送系统等；和/或治疗气体有时被描述为一氧化氮或NO等。这仅仅是为了方便并且绝不意图是限制性的。当然，本文所公开的教导在适当时可以被用于其他治疗气体。

在示例性实施例中，治疗气体递送系统100可以被用于向患者102递送治疗气体(例如NO)，患者102可能正使用辅助呼吸设备，比如呼吸机104或被用于将治疗气体引导给患者的其他设备(比如鼻套管、气管内导管或面罩等)。为简单起见，本发明的系统和方法时常与呼吸机一起使用。这仅仅是为了方便并且绝不意图是限制性的。治疗气体可以从治疗气体源103供应。治疗气体源103可以是任何来源的治疗气体，例如包含在汽缸(例如包含NO的汽缸)中的治疗气体、或NO气体生成器等。当然可以使用治疗气体的其他来源。

治疗气体递送系统100可以包括气体递送子系统105和/或气体采样系统106，以及其他。治疗气体递送系统100还可以包括用户输入接口107(a)和/或显示器107(b)，其可以被结合，其可以包括显示器和键盘和/或按钮，或者可以是触摸屏设备。用户输入接口107(a)和/或显示器107(b)可以从用户接收期望的设定，例如患者的药方(单位为mg/kg理想体重、mg/kg/hr、mg/kg/呼吸、mL/呼吸、汽缸浓度、递送浓度或设定剂量、持续时间等)、患者的年龄、身高、性别、体重等。用户输入接口107(a)和/或显示器107(b)至少在某些情况下可以被用于使用气体采样系统106来确认期望的患者配量(例如NO PPM的用户输入期望剂量)。

应当理解，系统100中的元件的任何元件可以被结合和/或进一步被分离。为简单起见，元件时常有时被描述为对于子系统是特定的。这仅仅是为了方便并且绝不意图是限制性的。

至少为了向患者递送治疗气体的期望设定剂量和/或采样向患者递送的样本治疗气体，治疗气体递送系统100可以包括系统控制器，其可以包括一个或多个处理器和存储器，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。处理器可以耦接到存储器并且可以是一个或多个现成的存储器，比如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、压缩/光盘存储装置、硬盘、或者任何其他形式本地或远程数字存储装置。支持电路可以被耦接到处理器来以常规方式支持处理器、传感器、阀、采样系统、递送系统、用户输入、显示器、注射器模块、呼吸设备等。这些电路可以包括存储器、电源、时钟电路、输入/输出电路系统、模数和/或数模转换器、子系统、电源控制器、和信号调节器等等。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、显示器、注射器模块、呼吸设备等进行通信。去往和来自系统控制器的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，以及其中合适的硬件、固件、和/或软件可以被配置为使部件相互连接和/或通过通信路径提供电通信。

时钟电路对于系统控制器可以是内部的和/或可以提供相对初始启动(例如在启动时)的时间的测量。系统可以包括提供实际时间的实时时钟(RTC)，其可以与计时源(例如网络)同步。存储器可以被配置为接收和存储用于计算和/或与其他值比较的值，例如来自传感器、泵、阀等的。

在示例性实施例中，存储器可以存储一组机器可执行指令(或算法)，当其被处理器执行时可以使采样系统和/或递送系统执行各种方法和操作。例如，递送系统可以执行用来例如将治疗气体(例如NO浓度、NO PPM等)的期望设定剂量递送至需要其的患者的方法，包括：接收和/或确定待被向患者递送的治疗气体的期望设定剂量，例如其可以由用户输入；测量在患者呼吸回路的吸气支路中的流量；在吸气流量期间向患者递送包含NO的治疗气体；监测吸气流量中的吸气流量或变化；以及改变在随后吸气流量中递送的治疗气体的数量(例如容量或质量)。

针对另一示例，采样系统可以执行用来例如确定向患者递送的目标气体(例如NO)的浓度的方法，包括：致动采样泵和/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支路中获得气体样本，气体样本是正向患者递送的混合的空气和治疗气体(例如NO)；将气体样本暴露于气体传感器(例如催化型电化学气体传感器)；从传感器获得指示正向患者递送的目标气体(例如NO、二氧化氮、氧气)的浓度的信息；向用户传送目标气体的浓度。

针对另一示例，采样系统可以执行用来例如执行气体传感器(例如，催化型传感器、电化学气体传感器、NO传感器等)的校准(例如基线校准)的方法包括：致动采样泵和/或打开气体采样阀(例如三通阀等)以获得环境空气(受制约的室内空气)的气体样本；将环境空气的气体样本暴露于气体传感器(例如催化型电化学NO气体传感器)；从传感器获得指示环境空气(中的目标气体(例如NO)的浓度的信息例如0PPM NO)；以及通过例如利用指示零PPM目标气体的所获得的信息来代替指示零浓度目标气体(例如0PPM NO)的初始和/或先前的信息，并且使用初始和/或先前的校准线的斜率(例如连接初始和/或先前零和量程校准点的初始和/或先前校准线的斜率)，来生成新的校准线和/或修改现有的校准线。机器可执行指令还可以包括用于本文所描述的其他方法中的任何方法的指令。

针对另一示例，采样系统可以执行用来例如选择具有零浓度的目标气体的气体源的方法，气体源可以是处于与来自呼吸回路的气体基本地相似的湿度和温度的环境空气。

递送子系统概述

气体递送子系统105可以包括但不限于递送气体压力传感器109；递送流量控制阀111、113和115；递送气体流量传感器117；递送气体流量限制器119；存储器143；以及处理器145。

在示例性实施例中，气体递送子系统105可以向患者递送治疗气体，以期望的设定剂量(例如期望的浓度)。例如，气体递送子系统105可以根据附属于呼吸机104的呼吸回路126中的患者呼吸气体的百分比，将治疗气体(例如NO等)野生流型地混合到患者呼吸气体中。至少为了将治疗气体(例如NO等)野生流型地混合到患者呼吸气体中，气体递送子系统105可以包括NO和/或从NO源103例如经由递送线路121而接收NO，递送线路121还可以与注射器模块123流体连通，注射器模块123转而还可以与附属于呼吸机104的呼吸回路126的吸气支路流体连通。

如本文所使用的，“成比例的野生流混合的”(wild stream blendedproportional)、“野生流混合”(wild stream blending)等涉及流混合，其中主流体流是被称为野生流的不受控制的(未经调节的)流，并且被引入到野生流的分量根据主流的百分比而被控制，其典型地可以是主流流量计的混合的上游(或备选地下游)。在各个实施例中，吸气流量可以是“野生流”，因为流量未被具体地调节或控制，并且一氧化氮是通过递送线路通过吸气流量的百分比而被递送的混合分量。

呼吸机104可以将呼吸气体经由患者呼吸回路126的吸气支路127递送至患者102，而患者呼气可以经由患者呼吸回路126的呼气肢129时常向呼吸机104流动。在注射器模块123耦接到呼吸回路126的吸气支路127的情况下，NO可以从气体递送子系统105经由递送线路121被递送至注射器模块123。NO然后可以经由注射器模块123被递送进入附属于被用于将呼吸气体递送至患者102的呼吸机104的患者呼吸回路126的吸气支路127。

为了调节通过递送线路121到注射器模块123、并且继而至从患者呼吸回路126的吸气支路127中接收呼吸气体的患者102的NO的流量，治疗气体递送系统100可以包括一个或多个流量控制阀111、113和115(例如比例阀、二元阀等)。例如，在流量控制阀111、113和/或115打开的情况下，NO可以通过递送线路121向注射器模块123流动，并且继而流动至患者呼吸回路126中的吸气支路127中并且流动至患者102，而可以被递送至患者。

在至少一些实例中，NO递送系统100可以包括一个或多个治疗气体流量传感器117，其可以测量通过控制阀111、113和115和/或递送线路121的治疗气体的流量，继而能够实现至注射器模块123、并且继而至患者102的治疗气体的流量的测量。进一步地，在至少一些实例中，注射器模块123可以包括一个或多个呼吸回路气体(BCG)流量传感器131，其可以测量并且向递送系统传送，通过注射器模块12、并且继而至患者的、呼吸回路的吸气线路中的至少患者呼吸气体的质量和/或体积流率。尽管如在注射器模块123处所示出的，但是BCG流量传感器131可以被放置在吸气支路121中的其他地方，比如注射器模块123的上游。同样地，代替从BCG流量传感器131接收流量信息，递送系统可以直接从呼吸机104接收指示来自呼吸机104的呼吸气体的流量的信息。

在示例性实施例中，治疗气体流(例如NO气体流)可以是与呼吸气体(例如，空气)成比例的(也被称作比例尺度的)野生流量混合的，以在组合的呼吸气体和治疗气体中提供治疗气体(例如NO)的期望设定剂量浓度。例如，用户可以输入期望的设定剂量并且递送系统可以将该设定剂量递送至患者102。此外，NO递送系统100可以例如使用机器可执行指令来执行被递送的浓度计算，该计算：使用治疗气体源103的已知浓度，确认治疗气体(例如NO)的期望浓度在组合的呼吸气体和治疗气体中；使用来自BCG流量传感器131和/或来自呼吸机104的信息，确认患者回路中的呼吸气体流量的数量；以及使用来自治疗气体流量传感器117的信息，确认在递送线路121中至注射器模块123(并且继而至患者102)的治疗气体流量的数量。

在示例性实施例中，治疗气体递送系统100可以允许用户输入治疗气体的期望设定剂量(例如PPM的NO)，以及治疗气体递送系统可以通过计算递送浓度(如上所述)来确认正在向患者递送治疗气体的期望设定剂量，以及使用采样系统106来确认正在向患者递送治疗气体(例如，NO)的期望设定剂量。在一些实例中，可能出现问题，其中传感器不能精确地报告正向患者递送的治疗气体的剂量。

气体采样子系统概述

气体采样系统106可以包括但不限于众多传感器，例如但不限于电化学NO气体传感器108，其可以具有针对传感器的电化学反应具有高催化活性的催化型电极材料，催化型电化学二氧化氮气体传感器110，以及电流型电化学氧气气体传感器112，等等；样本气体流量传感器114；样本泵116；样本系统阀118；处理器120；和存储器122。传感器108、110和112可以是串联和/或并联和/或可以是以任何顺序。为简单起见，传感器108、110和112说明性地被描绘为串联。这仅仅是为简单起见并且绝不意图是限制。在各个实施例中，NO传感器可以是电化学传感器，其可以包括被一薄层的电解质分离的两个电极，包括感测电极和对电极。

在示例性实施例中，气体采样子系统106可以采样和/或测量正被递送至患者的各种气体的浓度。正被递送至患者102的NO的浓度可以被采样并且暴露于NO传感器108，其继而可以输出指示呼吸气体中的NO的浓度(例如PPM的NO)的信息。例如，正被递送至患者的气体的样本可以经由样本线路124被采样，样本线路124与附属于呼吸设备104的呼吸回路126中的吸气支路127流体连通。经由样本线路124、来自吸气支路127的该气体样本经由样本线路124可以流到和/或被推送至气体传感器(例如NO传感器108)。在样本线路124中的流量可以经由阀118和/或样本泵116而被调节。样本线路质量或体积流量可以使用流量传感器114而被测量。样本线路124还可以与气体样本调节器128流体连通，该调节器128可以约束样本气体，例如通过提取流体、以适当的湿度放置样本、从样本中移除污染物，和/或可以以期望的任何其他方式来约束样本气体。

在示例性实施例中，气体采样系统106可以通过采样和/或测量受控样本(例如基线样本、量程样本等)中的目标气体的浓度，来执行气体传感器(例如催化型电化学气体传感器)的校准(例如基线校准、量程校准等)，其中量程样本是具有在兴趣范围内的特定已知的和受控的浓度(例如10PPM、25PPM、50PPM、80PPM等)的目标气体(即一氧化氮)，和/或其中基线样本是包括零浓度的目标气体的气体(即包含零一氧化氮的受制约的环境空气)。例如，环境气体130和/或量程气体132的样本可以经由样本线路而被采样。来自环境气体130和/或跨度气体132的该气体样本经由样本线路134可以流到和/或被推送至气体传感器(例如NO传感器108)。样本线路134中的流量可以经由阀118(例如三通阀等)和/或采样泵116而被调节。样本线路流量可以使用流量传感器114而被测量。

在示例性实施例中，样本线路134还可以与气体样本调节器136流体连通，气体样本调节器136可以约束样本气体，例如通过提取流体、以适当的湿度放置样本、从样本中移除污染物，和/或可以以期望的任何其他方式来约束样本气体。例如，被用于基线校准的环境空气(例如，例如环境气体130)可以使用洗涤器材料来洗涤掉任何不期望的气体。举例来说，该洗涤材料可以是能够洗涤环境空气从而移除NO和NO2的内联高锰酸钾洗涤器材料。在NO和NO2从环境空气中被移除的情况下，被洗涤的空气可以被用于零校准，因为这些不期望的气体已经被移除因此它们是0PPM。

传感器概述

在示例性实施例中，在治疗气体递送系统100中使用的电化学气体传感器可以是三端子催化型电化学气体传感器和/或四端子催化型电化学气体传感器。图2A中说明性地描绘示例性三端子催化型电化学气体传感器200，以及图2B中说明性地描绘示例性四端子催化型电化学气体传感器200'。一般而言，三端和四端子催化型电化学气体传感器两者都包括电解质层208分离开的感测电极202(阳极或工作电极)和对电极206(阴极)。此外，这些传感器也可以包括可被用于控制传感器中的气体反应速率(例如与感测电极反应)的毛细管扩散屏障210，和/或可被用于防止水液电解质从传感器中泄露或防止通过从失水蒸气而变干的疏水屏障212。在使用中，流入传感器中的气体穿过毛细管扩散屏障210，通过疏水屏障212而扩散，并且随后到达感测电极202并且与其反应。气体传感器可以被暴露于治疗气体、环境气体和/或量程气体的样本。

到达感测电极202的气体通过由电极材料催化的氧化或还原机制而在感测电极202的表面处反应，电极材料针对感兴趣气体而被具体地选择。换句话说，当氧化在感测电极202(阳极)处发生时，还原在对电极206(阴极)处发生，并且当阳离子流到阴极以及阴离子流到阳极时电流可以被创建。能够电化学还原的气体，比如氧气、二氧化氮、和氯，可以在阴极处被感测，而能够被电化学氧化的那些气体，比如一氧化碳、NO、和硫化氢，可以在阳极处被感测。将电阻器和/或电流跨电极(感测电极202和对电极206)连接到电压放大器214，与气体浓度成比例的电流在阳极和阴极(感测电极202和对电极206)之间流动。该电流可以被测量以确定气体浓度。因为电流在处理中被生成，所以这些传感器可以被描述为测量电流的气体传感器、和/或微型燃料电池等等。

在一些实例中，如图2A所示，电化学传感器200也可以包括第三电极(例如三端子电化学传感器)，其可以充当参考电极216。在包括参考电极的电化学传感器中，感测电极202可以相对于参考电极(没有从其汲取的电流)被保持在固定电位，这样参考电极和感测电极两者都维持大体上恒定电压电位(例如由反向电流源维持)。该恒定电位确保目标气体选择性或防止到其他非目标气体的交叉灵敏度。

在另外的实例中，如图2B所示，电化学传感器200可以包括第四电极(例如四端子电化学传感器)，其可以充当辅助电极218。该辅助电极218可以被用于减去与目标气体的浓度无关的输出灵敏度变化，其可以是由于电化学传感器200上的局部效应。

电化学传感器200可以是有线的或安装在合适的插座中，其中接线或插座可以提供或允许电极的数量的检测(例如通过去往或来自电极的电压或电流的存在或不存在)。

传感器漂移

在示例性实施例中，催化型电化学气体传感器(例如，NO传感器、三端子电化学传感器、四端子电化学传感器等)通过与感兴趣的气体(例如目标气体、NO等)起反应而进行操作，从而产生一般来说与感兴趣的气体的浓度成比例的电流。例如，与NO传感器发生反应的NO的浓度越大，由传感器产生的电流就越大。因此，使用该比例关系，由传感器产生的电流可以被用于确定正被采样和/或被递送至患者的NO气体的浓度。

在递送治疗NO气体的示例之后，使用来自NO传感器的输出，NO的浓度可以被确定并且被提供给用户，例如在用户显示器上。这可以允许用户确认设定剂量(例如，NO的期望浓度)实际上正被递送至患者。如上所述，可以例如使用被递送的浓度计算来计算正被递送至患者的吸气流量中的治疗气体(NO)的浓度；然而时常，该计算出的治疗气体的浓度可能未被显示给用户。因此，来自NO传感器的输出可能是对于用户确认正确的治疗剂量实际上正被递送至患者的唯一的或优选的方法，NO传感器中的漂移可能特别成问题。

针对催化型NO传感器的传统使用(例如烟囱排放监测)不存在的、特定于治疗气体递送的另一挑战是就与通气治疗不相干绕而言，来自呼吸回路中的样本流率必须被保持在最小(例如，小于250ml/min,其有时可以小于由电化学电池制造商指定的最小值)。从通气治疗(例如呼吸机)的角度来看，气体样本流率可能表现为回路中的泄露。当治疗NO气体监测器正从呼吸回路中采样时，所报告的呼吸机吸气流量(和体积)大于被测量的呼气流量(和体积)。这被称作吸气/呼气体积不匹配——患者可能不会接收到指定的潮流气量。针对具有自发呼吸模式的呼吸机(例如，主动地检测和支持患者的吸入努力)，气体样本流率可以干扰呼吸检测算法和/或呼吸检测灵敏度。这些呼吸机监测小于吸气流量的呼气流量以检测呼吸。当气体样本流率正从呼吸回路的吸气支路中汲取时，结果是呼气流量将会测量到小于吸气流量。上面所描述的所有的效果可以既对于患者的通气治疗具有影响，还导致照料者的混淆。

参考图1A-图1B和图3，因为该比例(接近线性)关系，可以建立两点线性插值校准线300，其中来自传感器的电输出的范围对应于气体浓度的范围(包括0PPM浓度)。该校准线可以通过将NO传感器108暴露于两种已知的气体源而被建立，该已知的气体源比如包含零目标气体的气体源(比如环境源131)，以及包含已知浓度的目标气体的量程源132。为简单起见，环境源130和量程源132被描绘为与样本线路134流体连通。这仅仅是为简单起见并且绝不意图是限制。例如，环境源130和/或量程源132可以与样本线路124流体连通。使用环境源130，初始基线信号(也被称为“基础电流”)校准点302可以通过如下操作来确定，将NO传感器108暴露于环境源130(例如，可以具有0PPM的NO和/或可以是包括环境温度和湿度在内的受制约的环境)以针对零浓度的感兴趣的目标气体建立输出电流(例如，针对0PPM的NO的大约4.5微安培的输出电流)。使用量程源132，量程校准点304可以通过如下操作来确定，将NO传感器108暴露于量程源132(例如，校准气体)以针对另一已知浓度的感兴趣的目标气体建立输出电流(例如，针对50PPM的NO的大约17微安培的输出电流)。连接量程点304和零点302，针对传感器的线性校准线300可以被建立，从而用户可以基于NO传感器108的输出电流来确定气体的浓度。当然，可以使用类似的技术来确定附加点，并且/或者可以使用其他已知技术来产生参考校准线。可以将针对不同校准点的传感器的输出值存储在存储器中。

可以将线性校准线300存储在存储器中作为针对零点302的截距值(interceptvalue)和从零点和量程点304计算的斜率，或者作为来自不同浓度的多个量程点304的值的集合和零点302。

然而，在长时间段的连续使用期间，在初始校准线(例如，初始基线校准、基础电流、初始量程校准等)期间建立的输出电流中的漂移(偏移)可以发生。在至少一些实例中，因为催化型电化学电池变得饱和以及其他事项，漂移可以发生。漂移可以导致被显示给用户(例如显示器107(b))的输出是不正确的。反过来，用户可能不能够确认期望的设定剂量实际上正被递送至患者。这能够导致许多问题和混淆。例如，在显示器107(b)中示出的不正确的数量的情况下，用户可能相信显示器107(b)中所示的不正确的浓度是正被递送至患者的实际浓度。基于该不正确的信息，用户可能调整设定剂量(例如，NO PPM)，以及从而调整正被递送至患者的浓度(例如，NO的浓度)。进而，该新的被调整的浓度可能是用于患者的不正确的剂量，即使所显示的剂量可能指示正被递送至患者的数量是期望的设定数量。

去饱和

为了对该漂移做校正，可以持续延长的时间段将传感器暴露于环境空气和/或包含零浓度的目标气体的源中，从而允许传感器去饱和。随着传感器慢慢地去饱和，原始传感器灵敏度慢慢地恢复。在去饱和后，原始校准线通常可以被使用，以及在一些实例中，可以执行新的基线校准和量程校准来生成新的校准线。虽然使传感器去饱和可以被用于校正漂移，使传感器去饱和需要的延长的时间段可能对于在治疗气体递送系统中使用的NO传感器是不可接受的，因为例如在去饱和时间段期间传感器将是离线的。

零和量程校准

在示例性实施例中，不像使传感器去饱和，为了补偿漂移，在传感器仍然至少部分地饱和的情况下，可以执行基线校准和/或量程校准。使用来自基线校准和/或量程校准的该输出，补偿漂移的新校准线可以被生成，同时传感器仍然至少部分地饱和。为了执行量程校准，传感器需要被暴露于量程源(例如，包含已知浓度的目标气体的贮气罐、NO气体的50PPM的罐等)，并且为了执行基线校准，传感器需要被暴露于包括零目标气体的源(例如不包含目标气体的环境空气)。

进行量程校准可以比基线校准更加劳动密集，因为它需要具有已知浓度的目标气体的容器，而基线校准可以使用环境气体(例如，受制约的环境气体)。至少鉴于上述，可能更加期望的是执行基线校准，以便降低系统的复杂性，降低与设备相关联的占用空间(例如，其中可以需要的关键护理的面积、其中占用空间可能昂贵或受关注的面积等)，和/或使系统易于使用，以及其他。因此，在示例性实施例中，例如当传感器至少部分地饱和时，为了自动的和/或手动地补偿基线漂移，可以执行基线校准以生成补偿电化学传感器中的漂移的新的校准线。

在示例性实施例中，可以使用针对新基线校准的传感器输出和初始的和/或先前校准线的斜率来生成补偿至少部分地饱和的传感器的漂移的新校准线。在来自新基线校准306和初始的和/或先前的基线校准302的输出中，传感器漂移可能是不同的。举例而言，从初始基线电流302(针对0PPM的NO的4.5微安)到新基线电流306(针对0PPM的NO的-0.1微安)的该漂移(偏移)的数量可以在将传感器暴露于0PPM的NO(例如受制约的环境空气)时被确定。将初始和/或先前校准线的斜率应用到新基线电流，可以生成新校准线308。补偿漂移的该新校准线然后可以被用于确定正被递送至患者的目标气体(NO)的浓度。

在示例性实施例中，降低执行校准(例如，在下文更详细地描述的校准计划表中执行的)所花费的持续时间连续时间可能是重要的，因为其可以最小化监测系统离线的时间，因为在至少一些实例中，至少一些气体浓度报警(低/高NO报警、低/高O2报警、高N O2报警等)在该时间期间可能是不活跃的。至少一些报警在基线校准期间可能是不活跃的以防止假的和/或令人讨厌的报警。因此，在示例性实施例中，执行基线校准的时间和/或离线时间可以包括获得零偏移读数(例如当传感器可能至少部分地饱和时指示0PPM的输出)所需要的催化型电化学传感器的响应时间、和回到设定剂量的催化型电化学出感情的响应时间(当传感器被重新暴露于以设定剂量的目标气体时而提供目标气体的浓度需要的时间)这二者。在校准正被执行时和/或报警离线的时候，指示器可以被提供给用户以通知他们校准正在被执行和/或报警目前离线，这样用户不会得到系统没有正在恰当地运行的错误结论。

在示例性实施例中，在基线(零)电流输出中的该漂移(偏移)的数量可以通过将传感器(例如，NO传感器)暴露于已知的0PPM浓度的感兴趣的气体(例如，NO)而确定，例如，使用室内空气持续一个时间段(例如，3分钟等)，其中该时间段可以是在重新建立零点的大约3到5分钟的范围中以重建零(例如，在治疗气体递送系统校准线内)，以及在该时间段的暴露(例如，暴露于环境空气)之后，传感器然后可能需要另一段时间(例如，2分钟等)，其中该时间段可以是在大约1到2分钟的范围中以稳定目标气体。该漂移然后可以被用于调整校准线偏移。举例来说，为了确定初始基线电流输出(针对0PPM的NO的4.5微安)的该漂移(偏移)的数量，新基线电流306(针对0PPM的NO的-0.1微安)可以在将传感器暴露于0PPM的NO(环境空气)时被确定。可以与初始的和/或先前校准线的斜率一起应用现在已知的基线电流漂移(例如，针对0PPM的NO的从0微安到-1微安)以报告实际NO气体浓度。在各个实施例中，校准可能花费在大约4到7分钟的范围中的时间段，并且/或者系统可能离线小于10分钟。

在示例性实施例中，传感器被暴露于已知0PPM浓度(例如，室内空气)的时间段可以被确定和/或基于变量，例如但不限于，传感器与目标气体的反应速率(例如，传感器与空气的反应速率、传感器与NO的反应速率等)；物理设备尺寸；电池气体交换速率；对于周围环境的热阻抗；湿度；样本气体流率(例如，其可以是次要的)，例如，其可能影响输出信号上升和下降时间；和/或其任何组合或进一步分离等等。在各个实施例中，气体传感器可以被暴露于气体持续约5秒至约15秒，或约5秒至约10秒以获取读数。

在示例性实施例中，可以是微安的、传感器的输出可以通过模数转换器电路被转换成数字值(称作计数)。NO传感器输出的变化速率可以被监测并且和被认为“稳定”的预定阈值相比较。为了确定传感器输出是否是稳定的，可以在一个时间段上监测和/或记录传感器输出，以及在监测的时间段期间观察的平均、最小和最大值进行比较，以确定在监测和/或记录的时间段内、传感器输出已经改变多少和/或传感器输出多么均匀，例如，每单元时间的ADC(模拟到数字)计数可以是每10秒的1.5到2.5ADC计数。ADC计数可以具有采样速率(例如，每秒10次测量)，以及可以在设定的时间段(例如，10秒)内采样。例如，几微安的电流可以被转换成在一个0.1秒的采样周期中的相关数量的计数，并且在10秒内生成的计数被求和并且被平均。在周期内测量的计数的数量可以被存储在存储器中。如果在监测时段期间传感器输出(例如，以微安或ADC计数为单位)在稳定阈值之外，那么监测可以继续直到传感器输出处在稳定阈值之内，例如，在10秒监测时期内的1ADC计数变化或更小。已经发现，在至少一些实例中，针对目标气体的浓度的变化(例如，设定剂量的NO的变化)的传感器响应可能在更新的传感器、和/或在具有浓度的更小的绝对变化(例如，设定剂量的更小的绝对变化)的情况下，而响应更快。因此，在示例性实施例中，本发明的系统和方法可以适于传感器输出的变化的不同速率，以最小化离线的持续时间。例如，下文中更详细描述的校准计划表和/或设定剂量变化响应算法可以将传感器输出的变化的不同速率考虑进来，以例如最小化离线的持续时间(例如，NO传感器离线的持续时间等)。传感器信号经过一段时间可能展现出对最终值得渐近逼近。通过针对在一时间段内所监测和/或所记录的变化来监测传感器输出，在传感器输出处在稳定阈值之内时，校准可以结束，稳定阈值可以提供在完全信号的99％内的值。

在示例性实施例中，在至少一些实例中，在执行基线校准时催化型电化学传感器被暴露于环境空气的持续时间可能被要求与针对校准计划表中的所有基线校准的持续时间相同。例如，在同一校准计划表中的所有基线校准可能被要求以相同的时间长度而执行，使得每次进行校准时，传感器被暴露于气体持续相同的时间长度。例如，来自气体传感器的读数可以在针对每个基线校准的5秒暴露时间的结束时而被读取。通过每次进行校准时，读取针对相同的暴露时间的读数，传感器具有响应和产生最终值的相同的时间段。从研究中，申请人发现当将传感器暴露于室内空气(例如，初始化自动校准)时，在一段的时间段内，来自传感器的输出初始地基本上迅速地下降，其中在暴露的大约第一个30秒中，传感器输出接近最终值的90％。该时间段可能基于传感器的响应能力而改变，其中传感器输出在大约暴露的第一分钟或两分钟中接近最终值90％，然后在更长时间段内(例如，暴露的小时数、暴露的天数、暴露的周数等)传感器输出慢慢地下降(例如，指数衰减)到基线。该后面的在更长时间段内的更慢的衰减可能是用于去饱和而需要的时间。然而，针对使用基线校准的、传感器的漂移补偿，申请人发现传感器输出在该更长时间段内的该更慢的下降可能对于确定基线漂移补偿是较不重要的(例如，与传感器输出中的初始的基本地快速下降相比)。在示例性实施例中，注意到传感器输出中的该初始快速下降，用于将传感器暴露于环境空气(例如，基线零点校准)的持续时间可能被要求针对基线零校准的所有或至少一些而相同。

校准计划表(设定剂量变化)

虽然基线校准可以被用于补偿漂移，但是当在向患者递送治疗气体(例如，NO)(例如，持续延长的时间段)的治疗气体递送系统中使用催化型电化学传感器(例如，NO传感器)时，这样的基线校准可能需要来自电化学传感器的信号以离线。如上所述，使电化学传感器离线可能成问题。因为，例如当传感器离线时，用户(例如，医生、护士等)可能不能够监测向患者的NO递送和/或修改向患者的NO的递送。此外，在该“停止”(blackout)时段期间，可能向用户显示与预期的设定剂量不同的读数或者根本没有读数向用户显示，其可能引起忧虑或导致混乱。相反地，如果传感器不被归零(例如，被校准的基线等)，那么所测量的NO的浓度可能不是精确的。上述可能是成问题的，虽然至少从精确度的立场来看，非常频繁地执行基线校准可能是更优选的，但是至少从治疗立场来看，频繁的基线校准可能不是可接受的，因为治疗气体递送系统的能力在基线校准期间使用电化学传感器离线。在至少一些实例中，电化学传感器可以在基线校准期间离线持续在5分钟至大约10分钟的范围中的时间段、或者持续10分钟的最大时间段。

注意到上述，申请人进行广泛的研究，并且发现电化学气体电池敏感度漂移可能与治疗气体的浓度的绝对变化(例如，在NO设定剂量中的绝对变化)有关，其中绝对变化越大，漂移发生的越多。注意到这种关系，对催化型电化学传感器(例如，NO传感器)执行的校准(例如，基线校准等)的频率可以通过将正被递送至患者的NO的绝对浓度变化(例如，NO的设定剂量的绝对浓度变化)考虑进来而被减少。因此，将正被递送至患者的NO的绝对浓度变化(例如，NO的设定剂量的绝对浓度变化)考虑进来的计划表(例如，校准计划表)可以被用于确保传感器的更大精确度，同时减少了传感器离线的持续时间和/或次数。因此，在示例性实施例中，在校准计划表中的基线校准的频率可以是基于正被递送至患者的NO的浓度的绝对变化(例如，设定剂量的绝对变化)，其中基线校准的频率针对更大的正被递送至患者的NO的浓度的绝对变化(例如，设定剂量的绝对变化)可能更加频繁(例如，在基线校准之间的更短的间隔)，并且/或者基线校准的频率针对更小的正被递送至患者的NO的浓度的绝对变化(例如，设定剂量的绝对变化)可能较不频繁(例如，在基线校准之间的更长的间隔)。在校准之间的间隔可能可以随着设定剂量的绝对变化而地按比例增加。室内空气调零或量程校准的持续时间可能对于电池饱和或去饱和中的变化和可能是不重要的。

参考图4-5，演示性的图形图示相对于用于实际上可能正在接收期望的设定剂量的患者的时间的，在示例性四端子催化型电化学NO气体传感器的示例性校准计划表中使用的、期望的设定剂量的漂移(例如，当被显示给用户时以便确认正在向患者递送NO的精确剂量)和基线校准。也就是说，患者可能正在接收正确的设定剂量；然而，所显示给用户的量示出正在被递送的不正确的量。例如，图4中所示的演示性图形示出针对接收50PPM的NO的设定剂量的患者的漂移和基线校准，以及图5中所示的演示性图形示出针对接收25PPM的NO的设定剂量的患者的漂移和基线校准。应当理解，给患者的剂量可能维持在期望的设定剂量(例如，50PPM NO的设定剂量、25PPM NO的设定剂量等)，尽管来自传感器的读出结果可能漂移(例如，其进而可以向治疗气体递送系统中的用户显示为向患者递送不同的PPM)。在各个实施例中，电化学气体传感器的类型可以被录入到存储器中，例如通过用户或通过由系统控制器进行的电化学气体传感器的自动检测。在各个实施例中，可以通过监测稳压器并且检测针对电极的电压和/或电流的变化、和/或检测在为传感器所配置的插座中的插头处的电流或电压的存在来检测电化学气体传感器的类型。

在示例性实施例中，可以使用再校准计划表来确定何时发生基线校准和/或响应于设定剂量变化、时常自动地被实现。举例来说，患者可以开始接收以50PPM(例如，如由用户所设定的)的NO的设定剂量，从而将NO传感器暴露于50PPM的NO；然而，如所示的，传感器开始漂移(例如，给出这样的指示，患者可能正在接收比所设定的和/或实际上正在向患者递送的更低的PPM剂量)。为了校正该漂移，可以在暴露于NO的期望时间量(例如，三小时、四小时、六小时)之后，对传感器执行基线校准。该间隔可以通过使用系统或系统控制器内的内部时钟或实时时钟来测量，其中内部时钟或实时时钟可以被用于识别执行校准的时间。在执行基线校准后，传感器然后可以再次被暴露于NO。随后，传感器可能再次开始漂移。为了校正该漂移，可以在暴露于NO的另一期望的时间量(例如，六小时、八小时、十二小时)之后，再次对传感器执行基线校准。该间隔可以通过相对地使用内时钟或绝对地使用实时时钟根据前一次的间隔来测量，以识别用于随后校准的时间。在执行前一次基线校准之后，传感器然后可以重新开始被暴露于以50PPM的NO，并且再次传感器可能开始漂移。为了校正该漂移，可以在暴露于NO的又一期望的时间量(例如，十二小时)之后，对传感器执行基线校准。在各个实施例中，在校准之间的最大间隔可以是24小时，每天运行最少一个校准。

在示例性实施例中，再校准计划表可以被存储在控制器存储器中。可以有一个或多个再校准计划表，其中再校准计划表包括指示在校准操作之间的一个或多个时间间隔的一个或多个值。举例来说，计算再校准计划表的方法可以基于150PPM-小时，并且包括按设定剂量将150PPM进行划分以确定在校准操作之间的时间间隔的小时的数量。例如，如果在针对3小时的50PPM的设定剂量之后，150PPM-小时将会已经积累。如果那样，25PPM的新剂量现在被设定，在另一基线校准之前，6小时(150PPM-小时)的积累将会发生。在校准之间的随后间隔此后可以是早期间隔的两倍，多至12小时和/或多至24小时。

在示例性实施例中，PPM-小时(例如，X PPM-小时)可以加倍(例如，2X PPM-小时)以计算间隔直到第二次校准为止，并且再次加倍以计算间隔直到第三次校准为止等，直到到达最大24小时校准为止。举例来说，150PPM-小时可以被加倍到300PPM-小时以计算间隔直到第二次校准，并且再次加倍以计算间隔直到第三次校准等，直到到达最大24小时校准。例如，从10PPM到60PPM中的设定剂量的变化将产生50PPM的绝对变化，从而在设定剂量变化和第一次校准之间的间隔将是150PPM-小时/50PPM＝3小时。下一个间隔将会是在第一次校准之后的300PPM-小时/50PPM＝6小时，如通过时钟所测量，接着是600PPM-小时/50PPM＝12小时的间隔。之后的间隔将会是1200PPM-小时/50PPM＝24小时，之后，其可能也是最大间隔，从而不进行进一步的计算，并且在校准之间的每个随后的间隔保持在24小时。应当发现，漂移的最大量在设定剂量变化之后的第一个24小时期间发生，并且如果对于24小时的时段浓度保持相同，那么漂移在该时段内仅是轻微的。

如上所述，在示例性实施例中，校准计划表可以将正在向患者递送的NO的设定剂量的绝对变化考虑进来，其中设定剂量的更大的绝对变化可能需要比更小的绝对变化更加频繁地基线校准，其中例如正或负的10PPM的变化具有比正或负的50PPM更小的对校准间的间隔的影响。举例来说，除了其他方面外，图4图示从正被递送的0PPM NO到正以50PPM向患者递送的NO的绝对变化(并且从而将示例性四端子催化型电化学NO气体传感器暴露于50PPM的NO)，而图5，除了其他方面外，图示针对从正被递送的0PPM NO到正以25PPM向患者递送的NO的绝对变化(并且从而将示例性四端子催化型电化学NO气体传感器暴露于25PPM的NO)的至少一个实施例。通过对比图4和图5可以看出，针对NO浓度的更大的绝对变化(例如，如图4所示)，漂移更大，并且因此，基线校准可能比针对NO的浓度的更小的绝对变化(例如，如图5所示)而更加频繁。在各个实施例中，针对PPM-小时的数目的值可能取决于由系统控制器安装和/或检测的传感器的类型，或例如可以通过用户来设定。在一些实施例中，系统可以具有每24小时的自动校准的默认计划表。

如图4所示，基于使用150PPM-小时的校准，50PPM变化生成150PPM/50PPM＝3小时的第一次校准间隔。当然，其他PPM-小时被预想到。例如，如图5所示，基于使用100PPM-小时的校准，25PPM变化生成100PPM/25PPM＝4小时的第一次校准间隔。

在示例性实施例中，校准计划表中的基线校准的频率可能基于正向患者递送的NO浓度(例如，设定剂量)的绝对变化，还可能取决于催化型电化学传感器是具有三端子还是四端子。在至少一些实例中，四端子催化型电化学传感器可能具有这样的校准计划表，其最初改变基线校准之间的持续时间并且然后具有基线校准之间的固定持续时间。在至少一些实例中，三端子催化型电化学传感器可以具有这样的校准计划表，其具有在基线校准之间的固定持续时间。

虽然不意图受理论约束、或者以任何方式来限制本发明的范围，但是目前认为，尽管在四端子催化型电化学传感器(例如，NO传感器)中的辅助电极可能意图被用于取消感测电极上所见的局部效应，其可能产生和/或影响来自不指示目标气体浓度的感测电极的输出(例如，电流、ADC计数等)，当非典型地使用时，辅助电极上的局部效应和感测电极上的局部效应最初可能不是相同的；然而，在延长的暴露(例如，24小时)于相同的NO浓度(例如，设定剂量保持不变)之后，在辅助电极和感测电极之间的差异或许变得可以忽略。换句话说，当设定剂量变化时，针对四端子催化型电化学传感器(例如，NO传感器)，可以存在初始的非稳定状态时段，然后跟着稳定状态时段。另一方面，由于三端子催化型电化学传感器(例如，NO传感器)不包括该辅助电极，因此该效应不发生。应当相信，这可能是为什么针对相同的NO的绝对变化、可能对于三端子催化型电化学传感器和四端子催化型电化学传感器而需要不同的校准计划表的原因。举例而言，这些局部效应可以包括但不限于从将第一参考校准已经被应用到设备(例如，其可以对于传感器的非典型使用是特定的)时开始的温度变化、化学变化、湿度、和/或物理内阻的变化等。

例如，如图4-5所示，伴随基线校准之间的间隔关于设定剂量的绝对变化而改变，针对四端子催化型电化学传感器的校准计划表可以针对初始的时间段而改变并且然后变为固定。如图所示，伴随基线校准之间的间隔关于设定剂量的绝对变化而改变，在校准计划表中的、基线校准之间的间隔初始可能改变(例如，3小时、6小时、12小时；4小时、8小时、16小时等)并且然后变为固定(例如，12小时；16小时等)。

针对另一示例，如图6-7所示，伴随基线校准之间的间隔关于设定剂量的绝对变化而改变，针对三端子催化型电化学传感器的校准计划表可以是固定的。如图所示，伴随基线校准之间的间隔关于设定剂量的绝对变化而改变，在校准计划表中的、基线校准之间的间隔初始可以是固定的(例如，3小时；4小时等)。

应当理解，向患者递送的NO的设定剂量的绝对变化指的是从零PPM NO(例如，在向患者递送治疗NO之前)到NO的初始设定剂量的绝对决定变化和设定剂量的变化(例如，在处理期间的设定剂量的变化)。在示例性实施例中，将设定剂量中的绝对变化考虑进来的校准计划表可以将第一次开始处理(例如，初始设定剂量)时的设定剂量中的绝对变化看作与发生在处理期间的、绝对设定剂量中的变化相同。例如，如图8所示的针对具有25PPM NO的初始设定剂量(例如，25PPM NO的设定剂量中的绝对变化)的四端子催化型电化学传感器，校准计划表可以是与如图9所示的、针对具有从40PPM NO到15PPM NO的设定剂量变化(例如，25PPM NO的设定剂量中的绝对变化)的相同的四端子催化型电化学传感器的校准计划表相同。

在示例性实施例中，本发明的系统和方法检测设定剂量的变化(例如，初始设定剂量、在处理期间的设定剂量的变化等)、确定设定剂量中的绝对变化、以及基于所确定的设定剂量的绝对变化来选择和/或执行适当的校准计划表。例如，响应于用户设定初始设定剂量(例如，到50PPM)，针对该设定剂量的期望自动校准计划表可以例如通过机器可执行指令自动地被选择。针对另一示例，响应于用户改变设定剂量(例如，从75PPM到25PPM；从25PPM到50PPM；等)，针对设定剂量的该绝对变化的期望自动校准计划表可以例如通过机器可执行指令自动地被选择。

参考图10，医疗气体递送系统可以执行所示的示例方法中的步骤中的至少一些步骤以例如响应于设定剂量的变化而自动地实施适当的再校准计划表。表1图示再校准计划表的示例性设定。举例来说，存储在存储器(附属于治疗气体递送系统的存储器)中的设定剂量变化响应算法1000可以包括处理器(附属于治疗气体递送系统(与其操作地关联地)的处理器)可以响应于设定剂量的变化而访问和执行的机器可执行指令。该设定剂量的变化可以是初始设定剂量和/或在向患者递送治疗气体期间的设定剂量的变化。为简单起见，下面示例区分初始设定剂量变化和在向患者递送治疗气体期间的设定剂量的变化。这仅仅是为简单起见并且绝不意图是限制。本领域普通技术人员将会认识到再校准计划表在适用情况下可以通过公式或算法来生成。

表1.

在步骤1002，初始设定剂量可以被输入(例如，由用户)，和/或初始设定剂量数值可以被存储在存储器中(附属于治疗气体递送系统控制器的存储器)。由于这是初始设定剂量值，时常，先前的设定剂量值可以被假定为零。在一些实例中，用户可能先前接收设定剂量，例如从另一治疗气体递送系统。在这种情况下，用户可以输入(例如，经由用户界面)先前设定剂量(例如，其正被另一治疗气体递送系统向患者递送)是多少，并且先前设定剂量数值可以被存储在存储器(附属于治疗气体递送系统的存储器)中。同样地，在这种情况下，如果适用，治疗气体递送系统可以与该另一气体治疗气体递送系统(例如，向患者递送治疗气体递送的先前的治疗气体递送系统)通信(例如，经由附属于治疗气体递送系统的通信门户)，并且先前设定剂量数值(例如，被向患者递送的先前设定剂量)可以被发送(例如，经由附属于治疗气体递送系统(与其操作地关联的)的通信门户)并且被存储在存储器(附属于治疗气体递送系统控制器的存储器)中。

在示例性实施例中，初始自动校准可以被运行以建立初始基线，并且补偿系统可能已经断开的时间期间(例如，在存储、维护、NO容器的变化等期间)的任何漂移。由用户输入的初始设定剂量然后可以被用于确定绝对变化(例如，从0PPM)和自动校准计划表。在气体递送系统可能是接上并且运行、但是具有0PPM的设定剂量的情况下，自动校准可以每24小时进行。在这样的0PPM操作的时段期间，传感器可能变得去饱和，从而需要补偿漂移。

在各种实施例中，当治疗气体递送系统启动时，系统可以立即发起默认校准(例如，每24小时)，并且在启动后、但是在用户可以被允许录入初始设定剂量之前开始基线校准，以确保传感器被校准并且精确的基线值已经被存储在系统控制器存储器中。当设备处在存储中时，或者当治疗递送系统在先前的治疗期之后并且在下一个治疗期之前重新开机时，这样的初始校准可以被执行以重置基线和/或补偿去饱和。

如果用户在这样的自动基线校准期间尝试运行使用前检查，那么发起使用前检查的系统控制器可以自动地通知用户他们必须延迟向患者的递送和监测性能测试直到自动基线校准和任何再次尝试完成。

在步骤1004，治疗气体递送系统控制器可以确定设定剂量数值的绝对变化，以例如在步骤1006确定是否满足设定剂量数值阈值的绝对变化，和/或在步骤1008，选择期望的校准计划表。设定剂量的绝对变化可以通过计算先前设定剂量减去新的设定剂量的绝对值来确定。例如，处理器(附属于治疗气体递送系统的处理器)可以访问先前设定剂量数值(例如，以50PPM的NO、以0PPM的NO等)，以及从先前设定剂量中减去新的设定剂量(例如，以25PPM的NO、以40PPM的NO等)。如果需要，该所确定的设定剂量的绝对变化可以被使为正的。在各种实施例中，设定剂量中的阈值可以是5PPM NO以发起再校准计划表的确定和/或选择。

在步骤1006，治疗气体递送系统控制器可以确定阈值(例如，5PPM NO)是否被满足以发起期望的再校准计划表的选择和/或执行。该阈值可以基于最小的设定剂量绝对变化和/或被递送的设定剂量的累积量(例如，PPM-小时)，其中累积量可以是150PPM小时。用于发起期望的校准计划表的选择和/或执行的阈值可以被包括在设定剂量变化响应算法1000中，使得在存在之后的设定剂量和/或被递送的附加设定剂量(例如，来添加到被递送的设定剂量的累计量)的变化的情况下，如果设定剂量的绝对变化和/或累积设定剂量递送量在阈值以下，那么治疗气体递送系统可能不选择和/或执行新的校准计划表，和/或可以将新的设定剂量数值存储在存储器中。设定剂量的绝对变化是在阈值以上(例如，5PPM)的确认可以随设定剂量的微小变化而做出，和/或被递送的设定剂量的微小累计量可以不使校准计划表的选择和/或执行成为必要。

例如，小于5PPM的设定剂量的绝对变化可能不导致实质漂移，因此5PPM或更少的变化将不会发起再校准计划表的重新计算和重新确定。针对另一示例，小于100PPM小时(例如，被递送5小时的20PPM)的被递送的设定剂量的累积数量可能不会导致实质漂移。针对又一示例，小于100PPM小时(例如，被递送5小时的20PPM)、被递送的设定剂量的组合累积量和小于5PPM的设定剂量的绝对变化可能不会导致实质漂移。如果不满足阈值，则治疗递送系统可以不采取行动，以及如果设定剂量变化发生，则前进至步骤1012。如果满足阈值，则治疗气体递送系统可以前进至适当的校准计划表的选择和/或执行。

在示例性实施例中，在步骤1008，处理器然后可以基于所确定的设定剂量数值的绝对变化、从存储在存储器(附属于治疗气体递送系统的存储器)中的校准计划表中选择中，选择针对所确定的设定剂量数值的绝对变化的适当的校准计划表。

在步骤1010，治疗气体递送系统可以执行所选择的校准计划表，从而导致基线校准以由所选择的校准计划表定义的间隔而被执行(例如，自动地)。例如，当执行所选择的校准计划表时，采样系统可以执行用于例如执行基线校准的方法，包括：致动采样泵和/或打开气体采样阀(例如，三通阀等)以获得环境空气的气体样本(例如，受制约的室内空气)；将环境空气的气体样本暴露于气体传感器(例如，催化电化学NO气体传感器)持续一时间段；从指示环境空气(例如，0PPM的NO)中的目标气体(例如，NO)的浓度的传感器中获取信息；以及生成新的校准和/或例如通过利用所获得的指示零PPM目标气体的信息来代替指示零PPM目标气体的初始和/或先前的信息、并且使用初始和/或先前校准线(例如，连接初始和/或先前零点和量程校准点的初始和/或先前校准线的斜率)的斜率来修改现有的校准线。校准线可以被存储在控制器存储器中作为来自基线校准的零截距值和来自初始校准的斜率，以提供公式Y＝mx+b的值，其中“m”是斜率，以及“b”是零截距。校准线可以被存储在控制器存储器中作为在包括零截距的校准量程上的数据点数值的表。通过基线再校准确定的量截距的变化校正等式和/或所存储的数据点，从而它们代表新的校准线。

在步骤1012，在治疗气体递送系统向患者递送治疗气体时，治疗气体递送系统可以监测和/或检测设定剂量中的变化。例如，治疗气体递送系统可以基于设定剂量的用户输入变化来检测设定剂量的数值的变化。当然，如果没有检测到设定剂量变化，则治疗气体递送系统可以继续检查设定剂量变化和/或保持等待检测设定剂量变化。如果检测到设定剂量变化，则治疗气体递送系统可以执行在步骤1004处的上文所讨论的步骤。

推迟校准

在一个或多个实施例中，在报警在校准被意图发生的时候是活跃的情况下，校准可以被推迟一定时间段。系统控制器可以确定报警是活跃的，并且继续重新检查报警的存在，和/或延迟校准操作的发起持续一设定间隔(例如，其可以在报警清除之后开始)并且在设定间隔期满后重新检测报警。在实施例中，系统控制器可以监测报警并且确定报警何时已经被清除，在该时间控制器可以使自动校准延迟预定的时间，例如以确保报警没有被再次触发。此外，系统控制器可以确定在校准将要被执行之前，报警是否在预定时间段内先前被激活，其中如果活跃的报警被检测到那么可以推迟校准，以及如果活跃的报警未被检测到那么执行校准。控制器也可以监测可另外干扰自动校准的其他活动和/或离线情况的发生，并且建立延迟以允许这样的情况被解决。系统控制器也可以检测在校准将要被执行的时候，用户在预定时间范围内是否正在与治疗气体递送系统交互或已经与其交互，其中如果用户在预定时间范围内正在与治疗气体递送系统交互或已经与其交互，那么校准被推迟，以及如果用户在预定时间范围内未正在与治疗气体递送系统交互或尚未与其交互，那么校准被执行。

在一个或多个实施例中，如果在校准被预期发生的时候，用户正在与治疗气体递送系统交互，则校准可以被推迟一定时间段。交互可以包括但不限于与用户输入的交互、治疗气体源的改变、改变气体样本调节器、将递送相同从附属于其的车中去耦合、清除等。系统控制器可以确定用户正在与递送系统交互，并且继续重新检查报警的出现和/或延迟校准操作的发起以设定间隔(例如，在最后交互结束后)并且在设定间隔已经期满后重新检测用户交互。

在一个或多个实施例中，如果在随同环境空气的基线再校准期间的指示例如H2S、NO2等的干扰气体的存在，校准可以被推迟一定时间段，干扰气体可能来自于清洁产品、胀气、系统中的泄露或其他污染物源。在这样的情况下，再校准将被中断和/或被拒绝并且针对稍后的时间1分钟、5分钟、10分钟或15分钟重新计划以允许环境空气被清除。在至少一些实例中，可能需要推迟校准，因为基于在该时间段期间的传感器输出的新的基线校准不是必然地指示传感器漂移并且这可能导致新的校准线不精确。这可以导致不适当的配量信息被显示给用户。在至少一些实例中，该传感器输出被拒绝，从而确保其不被用于漂移的补偿。在各种实施例中，系统控制器可以检测在校准将要被执行的时间处、在预定时间范围内，一种或多种干扰气体是否正在导致或已经导致传感器输出是超过阈值范围之外，其中如果传感器输出在校准将要被执行的时间处、在预定时间范围超出范围或已经超出范围，那么推迟校准，以及如果传感器输出在预定时间范围内没有或者尚没有超出范围，那么执行校准。在各种实施例中，系统控制器可以检测一种或多种干扰气体是否正在导致或已经导致由于检测到在校准将要被执行的时间处、在预定时间范围内超出阈值范围的传感器输出而引起的校准的推迟，其中如果传感器输出在校准将要被执行的时间处、在预定时间范围内仍然超出范围，则校准可以被再次推迟，以及如果传感器输出在预定时间范围内为超出范围，则校准可以被执行。

在示例性实施例中，因为传感器输出可以确定干扰气体何时可能正在影响传感器，因为传感器的输出可能由于漂移(例如，0ADC计数到655ADC计数)而超出期望的范围。例如，当传感器输出大于期望的输出阈值时，系统控制器可以推迟校准。在至少一些实施例中，期望的输出阈值可以是0ADC计数到655ADC计数，并且当传感器输出超出该期望的输出阈值时，系统控制器可以推迟校准一定时间段(例如，1、5、10或15分钟)。传感器然后可能经历校准；然而，如果传感器输出再次在期望的输出阈值之上，则校准可能再次被推迟。根据需要这可能是重复的，从而确保干扰气体已经被分散开(例如，允许环境空气清除)。

校准计划表(数量)

在示例性实施例中，可以仅存在存储在存储器(附属于治疗气体递送系统的存储器)中的一个或少量的校准计划表。受限数目的校准计划表可能可用于选择，以例如节省存储器使用和/或减少复杂性。例如，在至少一些示例性实施例中，仅仅一个校准计划表可以被存储在存储器中和/或该校准计划表可以被选择以处理在绝大部分的使用中所见的设定剂量的最大绝对变化。使用针对该设定剂量(例如，其是绝对部分时间中所见的最大的剂量)的该校准计划表，然后在步骤1008，仅该计划表针对选择可用。这可能是有益的，因为存储器使用和/或复杂性可以被降低，同时解决传感器漂移的校准计划表可以被执行，同时还减少传感器离线的数量和/或持续时间。举例来说，虽然治疗气体的所有递送中的绝大部分(例如，99％等)可能小于以大约50PPM的NO的设定剂量，那么使用基于50PPM的设定剂量中的绝对变化的校准计划表解决最坏情况，还提供减少的传感器时间离线的益处。接着该示例，如果绝对设定剂量变化是例如20PPM，那么所使用的校准计划表可以是针对50PPM的绝对设定剂量变化的校准计划表。

采样阀

在示例性实施例中，上述描述的气体采样阀(例如，图1A-1B中所示的阀118)可以是与气体传感器(例如，NO传感器)；呼吸回路中的气体(例如，经由图1中所示的采样线路124)；和可能受制约的(例如，经由图1中所示的采样线路134)的校准气体(例如，环境空气)流体连通的三通阀。使用三通阀，当阀在第一位置打开时，传感器可以被暴露于呼吸回路中的气体样本，同时校准气体流动被限制，以及当阀在第二位置打开时，传感器可以被暴露于校准气体(例如，环境受制约的空气)，同时来自呼吸回路的样本气体流量被限制。使用上述配置，当基线校准正在被执行时，呼吸回路样本线路不需要从呼吸回路和/或治疗递送系统断开。在不使用这样的配置的情况下，用户可以被要求从呼吸回路和/或治疗递送系统断开呼吸回路样本线路，这可能是令人不期望的，因为一般而言，对于呼吸回路的修改可以增加破坏回路或附属于其的部件的危险、增加对患者的危险、和/或影响治疗气体向患者的递送。

在至少一些实施例中，本发明的系统和方法可以检测气体采样阀是否正在适当地运行以例如防止不适当的校准。这对于自动执行的基线校准可能尤其地重要，因为用户在校准期间可能不会出席来观察气体传感器读数。在示例性实施例中，治疗气体递送系统可以通过监测采样阀使用的电流(例如，当被致动时而抽出的电流等)和/或通过监测在采样线路(例如，在图1A-1B所示的采样线路134和/或采样线路124等)中的流量和/或压力来检测气体采样阀是否正在适当地运行。例如，治疗气体递送系统可以通过监测正好在采样泵的上游的气体采样线路中的压力和/或流量来检测气体采样阀是否正在适当地运行，因为用于接收环境和/或量程样本的线路(例如，图1A中所示的采样线路134)中的压力和/或流量可能不同于用于接收来自患者呼吸回路的样本的线路(例如，图1A中所示的采样线路124)中的压力和/或流量。在各种实施例中，刚好在校准之前的ADC计数可以被存储在临时存储器中，用于与在基线校准期间的ADC计数进行比较，其中在ADC计数中的不显著的变化可以指示阀还没有适当地运行。当被检测为不适当地运行时，校准可以被推迟、重试、和/或或许被取消。

用户通知

在示例性实施例中，显示器在校准期间可以是空白的以避免用户将校准期间的这样的数值误解释为设定剂量读数。为了避免这样的混淆，指示校准生效的消息可以被显示给用户和/或被记录在电子病历(EMR)中以通知用户系统的活动。例如，可以通知用户呼吸回路126中的吸气线路127的浓度监测目前是离线的，例如通过合适的消息和/或听觉指示器。

在示例性实施例中，针对系统的报警可以被离线进行，以避免触发由于在设定剂量和在校准期间由传感器测量的浓度之间的不符而引起的报警。这可以被称为报警停止。该报警停止也可以对当所测量的浓度(例如，被显示给用户的)与设定剂量不同时的期望报警的用户造成混淆。报警在校准时间段期间(例如，5至10分钟)已经被禁用的消息可以被显示，从而用户被适当地被通知。

在示例性实施例中，系统可以警告用户校准已经失败。这可以在阀没有适当地运行、或者校准的多个尝试产生超出阈值的传感器值的情况下发生，在显示失败消息之前的校准重试的数量(例如，4,5,6等)可以被用户选择或者被预先确定并且硬编码在系统控制器中或被存储在存储器中。

漂移概述

如上所述，尽管不意图受理论约束，或以任何方式限制发明的范围，目前认为，虽然除了感测电极被暴露于目标气体(例如，NO)同时辅助电极未被暴露于目标气体的情况以外，辅助电极和感测电极意图是处在几乎相同的条件下，似乎存在局部效应，其可以使得辅助电极和感测电极至少针对初始的时间段未处在相同的条件下。这些局部效应可以包括但不限于，从第一参考校准已经被应用到设备(例如，其可以对于传感器的非典型使用是特定的)时开始的温度变化、化学变化、湿度和/或物理内阻的变化等。

关于化学效应，应当认为，在催化型电化学气体传感器(例如，NO传感器)中的电解质可以被氧化物(例如，来自NO的氮中的氧化物)污染，例如，因为所使用的NO的浓度可能实质上高于这些类型的传感器可能通常被暴露于的浓度，和/或因为当在治疗NO递送中使用时，这些传感器的暴露的持续时间可能实质上长于当被常规地用于毒气排放测量时的这些传感器可能具有的暴露持续时间。在至少一些实例中，应当认为，该局部效可能是当非典型地使用传感器时所见的传感器漂移的原因、主导原因。

关于温度效应，返回参考图2A，应当发现，在连续工作下使用的三端子电化学传感器的基线信号趋于随着时间和温度(例如，每30℃的温度上升近似翻倍)以指数方式而增加。关于温度变化的该百分比信号变化已经被发现在基线信号输出和针对给定的目标浓度之间类似。在包括辅助电极的电化学传感器(例如，四端子电化学传感器)中，辅助电极218可以非常接近于感测电极202定位而不暴露于活性气体，从而辅助电极218和感测电极202可以处在相同的温度。在辅助电极218和感测电极202在相同的温度下的情况下(以及辅助电极218不被暴露于目标气体，而感测电极202被暴露于目标气体的情况下)，来自辅助电极218的信号可以从感测电极202中减去以补偿由温度效应导致的长期漂移。尽管上述技术可以被用于一些情景(例如，用于这些传感器的常规用户)，但是已经确定，针对吸入NO治疗，这样的技术可能不足以校正基线漂移。

在大量的研究后，应当发现，当这些催化型电化学传感器(例如，适合于与低浓度的NO一起使用的或适合于短时间段的使用的的传感器)非典型地被用于吸入NO治疗时，漂移可以与以与感测电极202不同的速率的漂移的辅助电极218相关联；局部于感测电极202的温度变化未被辅助电极218检测到；和/或辅助电极218以与感测电极202不同的速率而加热。

还应当发现，这些温度变化可能是由在电极(例如，感测电极202、对电极206等)中的一个或多个处具有放热(或吸热)反应的目标气体(NO)而导致和/或加剧的。在一些实例中，尽管当以常规方式使用这些传感器时，这些温度变化或许不是大量的，但是这些温度变化针对用于吸入NO治疗的这些传感器的非典型使用是大量的，例如，因为所使用的NO的浓度可能比可能被常规地暴露的这些类型的传感器的浓度实质上更高，和/或因为当在治疗NO递送中被使用时的、这些传感器的暴露持续时间可能比这些传感器当被常规地用于毒气排放测量时可能具有的暴露持续时间实质上更长。

注意到上述，在感测电极202处的局部温度变化可能未被检测到，或者在辅助电极218处可能以不同速率被检测到。由于在感测电极202处的该局部温度变化也不会发生在辅助电极218处，因此电池“基础电流”可能未被如上所述的、通过简单地从感测电极202中减去来自辅助电极218的信号而被校正。进一步研究也发现如果活性气体被供应(例如，以同样的浓度)足够长的持续时间(例如，24小时)，那么在辅助电极218处的温度可能最终与感测电极202处的温度相同，例如，因为电化学传感器200可能最终获取稳定状态、均衡等。

温度补偿

在示例性实施例中，不是和/或与上述校准处理结合，为了解决上述描述的令人惊奇的现象中的至少一些，在感测电极处(例如，在由于设定浓度的NO正被感测的具体时间)的局部温度可以被估计(例如，数学上地，使用热传递分析等)。此外，通过辅助电极218在该估计的温度处典型地生成的已知信号(例如，经验地确定)的可以然后被从通过感测电极生成的信号中减去。使用该技术，局部于感测电极的基线漂移可以在具体的时间被补偿。在已经实现稳定状态之后，关于温度的基线漂移可以如上述所述的、通过从感测电极202中简单地减去来自辅助电极218的信号而被补偿。

举例来说，为了确定随着时间的过去在感测电极处的局部温度和/或在电化学传感器200中的热量分布(或温度的改变)，可以使用热力方程。该相对于时间的热量分布然后可以例如通过从感测电极202中减去这样的信号而被补偿，该信号将被期望来自辅助电极218，如果辅助电极218处在与感测电极202相同的温度。

举例来说，可以使用其他方法来确定和/或补偿在各个时间的感测电极202处的局部温度。例如，可以使用集总电容模型。针对另一示例，可以使用经验的知识。

在示例性实施例中，为了解决上述描述的现象中的至少一些，可以冷却电化学传感器200。该冷却可以需要实质上足够，使得如果放热反应发生，那么所生成的热量可以被冷却温度有效地控制。备选地，该冷却可以需要实质上足够，使得电化学传感器200的稳定状态温度可以被冷却温度有效地控制。

在示例性实施例中，为了解决上述描述的现象中的至少一些，电化学传感器200的稳定状态温度和/或感测电极的局部温度(例如，当到达稳定状态时)可以被确定(例如，数学上地、经验上地等)，并且然后电化学传感器200可以被预加热到该温度或接近该温度，以例如降低电化学传感器200到达稳定状态需要的时间。举例来说，电化学传感器可以被预加热到针对已知浓度的感测电极的已知温度，并且然后当该已知浓度被添加时，热源可以被下降回到电化学传感器的稳定状态(例如，不是在感测电极处的局部温度)。

在示例性实施例中，为了解决上述描述的现象中的至少一些，次感测电极(在相同的传感器中或在相同NO递送流中使用的不同的传感器中)可以间歇地被打开以提供针对正被递送的浓度的适当的信号输出。然后，感测电极的信号输出和该次感测电极的信号输出之间的差值(例如，因为其将关于与温度有关的漂移)然后可以被去除以补偿零点漂移。正被使用的次感测电极的频率可以相对于时间而被调整。应当理解，所使用的传感器(例如，具有主感测电极的主电化学传感器、提供次感测电极的次电化学传感器等)可是三端子的(例如，无辅助电极)。

双传感器

在示例实施例中，治疗气体递送系统可以包括两个或更多个催化型电化学传感器(例如，两个或更多个NO传感器)，其中当传感器中的一个正在经历校准(例如，基线校准等)时，另一个传感器被暴露于来自呼吸回路中的样本气体。使用该技术，当一个传感器离线时(例如，经历校准、经历基线校准等)，另一个传感器可以是在线的。因此，用户在校准期间看见没有离线时段，并且可以没有中断地，例如在用户界面中，提供被提供以下确认：患者正在接收的治疗气体的浓度是期望的设定剂量。在示例性实施例中，传感器可以间歇性地监测(例如，一个传感器可以被暴露于样本气体，同时另一传感器被暴露于零浓度气体)使得传感器两者都不饱和。在示例性实施例中，第二传感器在调零后可以被用于在同一计划表上的漂移的确定。

与使用两个传感器来连续地监测样本气体相比，间歇性的监测降低传感器老化的速度，并且增加在传感器失效之前的时间量。传感器的连续暴露于低湿度气体可以使传感器电解质变干。使用一个传感器作为第一或主传感器并且使用第二传感器作为备用传感器导致传感器在不同的条件之下用于不同的时间长度。此外，反之，两个传感器的连续暴露可以导致以可比的速率增加两个传感器的漂移，其可以使得交叉检验不准确，并且可以导致两个传感器的近乎同时失效，在校准期间备用传感器的间歇性暴露于吸气线路中的采样器气体伴随降低的漂移而增加传感器的使用寿命、并且允许通过备用传感器对主传感器的交叉检验。备用传感器的间歇性使用还避免传感器随着目标气体的饱和。交叉检验允许两个传感器提供两个独立的校准数值，它们可以进行比较以确定漂移的相对量是否大于阈值。如果两个传感器由于等量的暴露和老化而具有相似的但过多的漂移，则交叉检验将给人留下与实际相比较少漂移的印象。

样本气体(浓度降低)

在示例性实施例中，在将催化型电化学传感器(例如，NO传感器)暴露于来自呼吸回路中的、可能饱和实质上高浓度(例如，>5PPM)的目标气体(例如，NO)的样本气体之前，样本气体可以是向下混合的(也被称作比例尺度的)流，从而目标气体(例如，NO)的浓度被降低已知量。来自传感器的输出然后可以将目标气体已经被稀释的已知量考虑进来以给用户提供治疗气体(例如，NO)正在以期望的浓度(例如，期望的设定剂量)被递送的确认。通过降低传感器(例如，NO传感器)被暴露于的目标气体(例如，NO)的浓度，漂移可以被降低和/或被消除，同时仍然使得能够监测实现正在向患者递送的设定剂量。

举例来说，稀释气体流(例如，来自非活性气体的源、氮气气体流等)可以是与来自呼吸回路的样本气体流成比例的混合流以降低样本气体中的NO的浓度。样本气体流可以是已知的，例如，因为样本泵可以以已知的流速抽出样本气体，气体的流率可以例如通过阀而被控制，和/或样本气体流量传感器可以测量样本气体流的流量。稀释气体流(例如，来自非活性气体的源、氮气气体流等)可以是已知的，例如，因为它可以通过泵提供和/或通过泵而被抽出；流量传感器可以被用于测量气体流量；和/或气体的流率可以例如通过阀而被控制。

在示例性实施例中，治疗气体递送系统可以例如使用机器可执行指令来执行样本气体浓度降低计算，以便来使用，已知浓度的稀释气体、比如氮气(例如，来自氮气贮气罐)；使用样本气体流量传感器和/或已知流量的样本泵的来自患者回路的采样气体流的数量；以及通过气体流量传感器报告的稀释气体流量的数量，来自稀释气体泵的已知流量的稀释气体，和/或来自流量控制器的已知流量的稀释气体，使得在NO传感器处的最终NO浓度将是向患者递送的一小部分浓度。降低平均浓度将会最小化长期漂移(例如，阀等)。

间歇性监测

在示例性实施例中，至少为了降低催化型电化学气体传感器(例如，NO传感器)的漂移，正在向患者递送的治疗气体(例如，设定剂量的NO)的浓度可以被间歇性地监测，其中气体传感器被暴露于目标气体持续有限的时间段而不是连续地。在各种实施例中，暴露时间可以稍大于传感器的响应时间。通过间歇性地监测(例如，而不是不断地监测)目标气体浓度，可以降低传感器暴露于目标气体的时间量，并且在非暴露于目标气体的时间期间，传感器可以被暴露于环境空气(例如，受制约的环境空气)。这可以使用具有实质上快速响应时间(例如，几秒、小于五秒等)的催化型电化学气体传感器(例如，NO传感器)来实现。

举例来说，不是使用具有大约15秒的响应时间的催化型电化学传感器(例如，NO传感器)，可以使用具有大约5秒的响应时间的催化型传感器，其中传感器可以被暴露于目标气体(例如，高浓度NO)持续5秒并且被暴露于环境空气(例如，受制约的环境空气)持续10秒和/或剩余的10秒中的至少一些。在非暴露于目标气体的时段期间，通过用户界面显示给用户的输出可以是在暴露时段期间所测量的数值。使用该技术，传感器漂移可以被降低和/或被消除，同时还有效地提供给用户相同的期望信息(例如，期望的设定剂量正在被递送的确认)。

本领域的技术人员将容易地认识到可以对本发明的治疗气体递送系统和递送制药气体的方法做出许多调整和修改，其将导致用于将已知期望量的制药气体引进给患者的改进的方法和系统，然而所有这样方法和系统将会落入本发明的、如在下列权利要求中所限定的范围和精神之内。因此，发明将仅仅被下列权利要求和它们的等同物所限制。

贯穿此说明书对“一个实施例”、“某些实施例”、“一个或多个实施例”、“示例性实施例”、“多个示例性实施例”、和/或“实施例”的参考意味着与实施例有关的所描述的特定的特征、结构、材料或特点被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在贯穿此说明书的各个位置中的短语，例如“在一个或多个实施例中”、“在某些实施例中”、“在一个实施例中”、“示例性实施例”、“多个示例性实施例”、和/或“在实施例中”的出现不一定指的是本发明的同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，特定的特征、结构、材料或特点可以以任何合适的方式而被结合。

应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，所描述的步骤中的任何步骤可以被重新布置、分离、和/或组合。为简单起见，步骤时常被序列化地展现。这仅是出于简单的目的并且决不意图是限制。此外，应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，所描述的发明中的任何元素和/或实施例可以被重新布置、分离、和/或组合。为简单起见，各种元件时常被被单独地描述。这仅是出于简单的目的并且决不意图是限制。应当理解，有时可以使用了标题。这仅是出于简单的目的并且决不意图是限制。

尽管本文已经通过参考特定的实施例描述了发明，但是将要理解，这些实施例仅仅是说明本发明的原理和应用。对本领域的技术人员明显的是，在不脱离发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的方法和设备做出各种修改和改变。因此，意图在于本发明包括落在随附权利要求和它们的等同物的范围内的修改和改变。

Claims (17)

1.一种气体递送系统，包括：

系统控制器，包括与存储器通信的处理器；

所述存储器上存储有传感器输出电压与一氧化氮浓度的相关性；

至少一个传感器，被配置为测量一氧化氮；

其中，所述系统控制器被配置为根据所述传感器输出电压与所述一氧化氮浓度的相关性来调节所述传感器的测量值；以及

其中，至少一个所述传感器的校准包括将所述传感器暴露于具有零浓度一氧化氮的气体；以及

其中，所述系统控制器被配置为根据在所述校准期间检测到的所述传感器输出电压来调节所述传感器输出电压与所述一氧化氮浓度的相关性。

2.根据权利要求1所述的气体递送系统，其中，所述系统控制器被配置为当存在报警条件时延迟所述传感器的按计划表的校准。

3.根据权利要求2所述的气体递送系统，其中，所述系统控制器被配置为当所述报警条件发生在按计划表的校准之前的预定时间间隔内时，延迟所述传感器的按计划表的校准。

4.根据权利要求1所述的气体递送系统，还包括：

显示器，被配置为呈现由所述传感器测量的一氧化氮的浓度。

5.根据权利要求4所述的气体递送系统，其中，所述显示器被配置为对存在报警条件进行呈现。

6.根据权利要求1所述的气体递送系统，其中，所述校准发生在根据存储在所述存储器中的校准计划表的预定时刻。

7.根据权利要求6所述的气体递送系统，其中，所述校准包括将治疗气体传感器暴露于环境空气。

8.一种用于补偿一氧化氮传感器漂移的系统，包括：

一氧化氮递送系统，所述一氧化氮递送系统包括非易失性存储器、系统控制器和一氧化氮传感器，所述系统控制器包括与所述非易失性存储器通信的处理器，所述一氧化氮传感器被配置为测量一氧化氮的浓度；

所述非易失性存储器在其上存储有校准计划表和校准线，所述校准线由来自所述一氧化氮传感器的基线电流和斜率定义；

所述系统控制器配置用于：

根据校准计划表执行校准，其中所述校准包括将所述一氧化氮传感器暴露于具有零浓度一氧化氮的气体；以及

在所述校准期间通过电流偏移来调节所述校准线。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述电流偏移为用于零浓度一氧化氮的预测的电流测量值与用于零浓度一氧化氮的实际电流测量值之间的电流差动。

10.根据权利要求8所述的系统，其中当存在报警条件时或当报警条件发生在所述校准之前的预定时间间隔内时，所述系统控制器进一步被配置为延迟所述校准。

11.根据权利要求8所述的系统，其中，在所述校准期间，第二一氧化氮传感器测量一氧化氮的浓度。

12.一种用于补偿在一氧化氮递送系统中的一氧化氮传感器漂移的系统，包括：

一氧化氮递送系统，包括系统控制器、非易失性存储器和采样系统；

其中，所述采样系统包括一氧化氮传感器并且被配置为通过采样线路监视一氧化氮的浓度；

所述系统控制器配置用于：

将校准计划表和由基线电流和斜率定义的校准线存储在所述非易失性存储器中；

通过一氧化氮传感器监视一氧化氮的递送；

通过将所述一氧化氮传感器暴露于具有零浓度一氧化氮的气体，根据所述校准计划表执行校准；以及

在所述校准期间根据由所述一氧化氮传感器测量的电流来调节所述校准线。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述校准计划表包括表示校准之间的目标时间间隔的一组值。

14.根据权利要求12所述的系统，其中，调节所述校准线包括，使所述斜率偏移以使得在所述校准期间由所述一氧化氮传感器测量的电流与零浓度一氧化氮相关。

15.根据权利要求12所述的系统，其中，所述系统控制器被配置为当存在报警条件时或当报警条件发生在所述校准发生之前的预定时间间隔内时延迟所述校准。

16.根据权利要求12所述的系统，其中，在所述校准期间，第二一氧化氮传感器测量一氧化氮的浓度。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，显示器呈现第一一氧化氮传感器的测量值，并且当所述校准发生时，呈现所述第二一氧化氮传感器的测量值。

Images