(57)【要約】      （修正有）【課題】一酸化窒素の送達による治療の最中に酸素化パラメータを計算および監視する装置および方法を提供する。【解決手段】呼吸パラメータを決定する装置１０は、１つ以上の呼吸パラメータを決定する中央処理装置（ＣＰＵ）２０、個体の呼吸器系に流入または流出するガス流における酸素レベル（ＦｉＯ2、平均気道圧など）を検出するための、人工呼吸器などの呼吸ガス送達手段３０、近位圧力トランスデューサ１００、パルスオキシメータ９０または個体の血液循環における酸素レベル（ＳａＯ2、ＳｐＯ2、ＰａＯ2）を検出し、かつそれに従ってコンピュータに出力するための他の酸素測定手段を含み、このコンピュータは、酸素化パラメータの１つ以上の測定値を計算、検索および記憶するように適合されている。【選択図】図１
2020179178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一酸化窒素の送達による治療の最中に酸素化指数を計算および監視する装置であって：
一酸化窒素または一酸化窒素放出剤を含む治療用ガス供給部と流体連通して配置される第１の入口；
呼吸ガスの流れと流体連通して配置される第２の入口；
前記第１の入口、前記第２の入口、および患者と流体連通して配置される出口；
平均気道圧を決定するための近位圧力トランスデューサ；
吸入酸素濃度（ＦｉＯ２）を測定するためのＦｉＯ２測定手段；
動脈血酸素飽和度（ＳａＯ２）、末梢血中酸素飽和度（ＳｐＯ２）および動脈血酸素分圧（ＰａＯ２）からなる群から選択される１つ以上の酸素測定値を測定するための酸素測定手段；
前記近位圧力トランスデューサから取得した平均気道圧測定値、前記酸素測定手段から取得した酸素測定値、および前記ＦｉＯ２測定手段から取得したＦｉＯ２測定値に基づいて酸素化指数を計算できる信号プロセッサー；および
ディスプレイ
を含む装置。
【請求項２】
前記信号プロセッサーが中央処理装置である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ＦｉＯ２測定手段が人工呼吸器を含む、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記ＦｉＯ２測定手段がＦｉＯ２センサーを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記酸素測定手段がパルスオキシメータを含み、および前記酸素測定値がＳｐＯ２を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
さらに、ＳｐＯ２を測定するための血液ガスモニターを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
さらに、酸素化指数、ＳｐＯ２、ＳａＯ２、メトヘモグロビン、または気道圧の予め決められた値を示す前記信号プロセッサーからの信号によって動作可能なアラームシステムを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
さらに、前記呼吸ガスの流量を測定する流量トランスデューサ、および前記流量トランスデューサと通信する制御システムを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
さらに、患者に、予め決められた濃度の一酸化窒素をもたらす量で、一酸化窒素または一酸化窒素放出剤を含む前記治療用ガスの流れを送達する、１つ以上の制御弁を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記流量トランスデューサが、前記呼吸ガスの流れと、一酸化窒素または一酸化窒素放出剤を含む前記治療用ガスの流れとを組み合わせる注入モジュールに一体化されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記信号プロセッサーが、吸入酸素濃度（ＦｉＯ２）を測定する前記ＦｉＯ２測定手段、ならびに動脈血酸素飽和度（ＳａＯ２）、末梢血中酸素飽和度（ＳｐＯ２）および動脈血酸素分圧（ＰａＯ２）からなる群から選択される１つ以上の酸素測定値を測定する酸素測定手段と通信するように構成されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記ディスプレイが、メトヘモグロビン、酸素化指数、ＳｐＯ２、ＳａＯ２、および気道圧の計算値を示す、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
さらに、メトヘモグロビン、酸素化指数、ＳｐＯ２、ＳａＯ２、および気道圧の計算値をリモート情報管理システムに伝送する送信機を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
さらにパージ弁を含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
酸素化指数を監視する方法であって：
（ａ）近位圧力トランスデューサから平均気道圧（ＭＡＰ）測定値を取得するステップ；
（ｂ）動脈血酸素飽和度（ＳａＯ２）、末梢血中酸素飽和度（ＳｐＯ２）および動脈血酸素分圧（ＰａＯ２）からなる群から選択される１つ以上の酸素測定値を酸素測定手段から取得するステップ；
（ｃ）ＦｉＯ２測定手段から吸入酸素濃度（ＦｉＯ２）測定値を取得するステップ；
（ｄ）前記ＭＡＰ測定値、前記酸素測定値および前記ＦｉＯ２測定値を信号プロセッサーに伝送するステップ；
（ｅ）以下の式
2020179178.tif 000008
を使用して、前記信号プロセッサーによって酸素化指数（ＯＩ）の値を計算するステップ、
（ｆ）前記酸素化指数をディスプレイによってエンドユーザーに伝達するステップ
を含む方法。
【請求項１６】
さらに、一酸化窒素を含む治療用ガスを患者に投与するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
さらに、前記酸素化指数の値を、予め決められた上限値と比較し、前記酸素化指数が前記上限値を超える場合、アラームを発するステップを含む、請求項１５または１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械的な換気または非侵襲性の支援を受けている間に、吸入された一酸化窒素によって治療する最中に、酸素化（ｏｘｙｇｅｎａｔｉｏｎ）パラメータを計算し、監視し、およびその傾向を示す（ｔｒｅｎｄｉｎｇ）装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸入一酸化窒素（ＮＯ）の安全性および有効性は、血管拡張薬、静脈内輸液（ｉｎｔｒａｖｅｎｏｕｓ  ｆｌｕｉｄｓ）、重炭酸療法、および機械的な換気を含む低酸素性呼吸不全の治療を受けている患者において確立された。吸入によってＮＯを安全かつ効果的に投与するための方法は、当技術分野では周知である。吸入用のＮＯは市販されている。ＮＯ吸入は、好ましくは、確立された医療行為に従っている。
【０００３】
吸入一酸化窒素（ｉＮＯ：ｉｎｈａｌｅｄ  ｎｉｔｒｉｃ  ｏｘｉｄｅ）は、肺高血圧症の臨床上のまたは心エコーによる証拠に関連した低酸素性呼吸不全の治療に適応が必要とされる血管拡張薬である。患者において、ｉＮＯは、酸素化の改善、および体外式膜型人工肺（ＥＣＭＯ）療法の必要性の低下を示した。ＮＯは、細胞質グアニル酸シクラーゼに結合し、それを活性化させ、それにより、環状グアノシン３’，５’−一リン酸（ｃＧＭＰ）の細胞内レベルを上昇させる。これは、次に、血管平滑筋を弛緩させて、血管拡張を生じる。吸入ＮＯは、効率的なヘモグロビンスカベンジング（ｈｅｍｏｇｌｏｂｉｎ  ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ）の結果、全身血管系の効果は最小限にして、肺血管系を選択的に拡張する。急性肺損傷（ＡＬＩ）および急性呼吸促迫症候群（ＡＲＤＳ）では、動脈血酸素分圧（ＰａＯ２）の上昇は、良好に換気が行われている肺領域における肺血管拡張に続いて起こると考えられている。その結果、肺血流は、低換気／かん流比の肺領域から、通常の比率の領域の方へ再分配される。
【０００４】
メトヘモグロビン血症は、一酸化窒素吸入療法の用量依存性の副作用である。メトヘモグロビンの上昇は、一酸化窒素（ＮＯ）吸入療法の公知の毒性である。それゆえ、一酸化窒素吸入療法の実施中に、メトヘモグロビンレベルおよび酸素化指数を監視することが望ましいとし得る。
【０００５】
さらに、一酸化窒素と酸素とを含有する気体混合物中では、二酸化窒素（ＮＯ２）が急速に形成される。このように生じたＮＯ２は、気道の炎症および障害を生じ得る。
【０００６】
様々な形態の酸素化インジケータを使用して、人工呼吸器をつけている間の患者の病状の進行または後退が経時的に追跡されてきた。例は、酸素化指数（ＯＩ）、酸素飽和度指数（ＯＳＩ）、ＰａＯ２／ＦｉＯ２比（Ｐ／Ｆ比）および呼吸重症度指数（ＲＳＩ）を含む。しかしながら、これらの酸素化インジケータは、現在の方法を用いた監視には煩わしいものになり得る。それゆえ、一酸化窒素の送達による治療の最中に酸素化インジケータを計算および監視する装置および方法が望まれている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、一酸化窒素の送達による治療の最中に酸素化を計算および監視する装置に関する。この態様の１つ以上の実施形態では、装置は、一酸化窒素または一酸化窒素放出剤を含む治療用ガス供給部と流体連通して配置される第１の入口；呼吸ガスの流れと流体連通して配置される第２の入口；第１の入口、第２の入口、および患者と流体連通して配置される出口；平均気道圧を決定するための近位圧力トランスデューサ；吸入酸素濃度（ｆｒａｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｉｎｓｐｉｒｅｄ  ｏｘｙｇｅｎ）（ＦｉＯ２）を測定するためのＦｉＯ２測定手段；動脈血酸素飽和度（ＳａＯ２）、末梢血中酸素飽和度（ＳｐＯ２）および動脈血酸素分圧（ＰａＯ２）からなる群から選択される１つ以上の酸素測定値を測定するための酸素測定手段；近位圧力トランスデューサから取得した平均気道圧測定値、酸素測定手段から取得した酸素測定値、およびＦｉＯ２測定手段から取得したＦｉＯ２測定値に基づいて酸素化パラメータを計算できる信号プロセッサー；およびディスプレイを含む。酸素化パラメータは、酸素化指数または酸素飽和度指数の１つ以上を含み得る。
【０００８】
信号プロセッサーは中央処理装置とし得る。１つ以上の実施形態では、ＦｉＯ２測定手段は、人工呼吸器またはＦｉＯ２センサーを含み得る。１つ以上の実施形態では、酸素測定手段はパルスオキシメータを含み、および酸素測定値はＳｐＯ２を含み得る。１つ以上の実施形態では、装置は、さらに、ＰａＯ２を測定するための連続的な血液ガスモニター、またはＴｃＯ２で構成された酸素測定値による経皮的血液ガスモニターを含み得る。
【０００９】
１つ以上の実施形態では、装置はまた、酸素化指数、酸素飽和度指数、ＳｐＯ２、ＳａＯ２、メトヘモグロビン、または気道圧の予め決められた値を示す前記信号プロセッサーからの信号によって動作可能なアラームシステムを含み得る。
【００１０】
１つ以上の実施形態では、装置は、さらに、呼吸ガスの流れを測定する流量トランスデューサ、および流量トランスデューサと通信する制御システムを含み得る。１つ以上の実施形態では、流量トランスデューサは、呼吸ガスの流れと、一酸化窒素または一酸化窒素放出剤を含む治療用ガスの流れとを組み合わせる注入モジュールに一体化され得る。
【００１１】
１つ以上の実施形態では、装置はさらに、患者に、予め決められた濃度の一酸化窒素をもたらす量で、一酸化窒素または一酸化窒素放出剤を含む治療用ガスの流れを送達する、１つ以上の制御弁を含み得る。
【００１２】
信号プロセッサーは、吸入酸素濃度（ＦｉＯ２）を測定するＦｉＯ２測定手段、ならびに動脈血酸素飽和度（ＳａＯ２）、末梢血中酸素飽和度（ＳｐＯ２）および動脈血酸素分圧（ＰａＯ２）からなる群から選択される１つ以上の酸素測定値を測定する酸素測定手段と通信するように構成され得る。
【００１３】
ディスプレイは、メトヘモグロビン、酸素化指数、酸素飽和度指数、ＳｐＯ２、ＳａＯ２、および気道圧の計算値を示し得る。
【００１４】
１つ以上の実施形態では、装置は、さらに、メトヘモグロビン、酸素化指数、酸素飽和度指数、ＳｐＯ２、ＳａＯ２、および気道圧の計算値をリモート情報管理システムに伝送する送信機を含み得る。
【００１５】
１つ以上の実施形態では、装置は、さらにパージ弁を含み得る。
【００１６】
本発明の別の態様は、酸素化指数を監視する方法であって：近位圧力トランスデューサから平均気道圧（ＭＡＰ）測定値を取得するステップ；動脈血酸素飽和度（ＳａＯ２）、末梢血中酸素飽和度（ＳｐＯ２）、動脈血酸素分圧（ＰａＯ２）およびＴｃＯ２からなる群から選択される１つ以上の酸素測定値を酸素測定手段から取得するステップ；ＦｉＯ２測定手段から吸入酸素濃度（ＦｉＯ２）測定値を取得するステップ；ＭＡＰ測定値、酸素測定値およびＦｉＯ２測定値を信号プロセッサーに伝送するステップ；信号プロセッサーによって酸素化パラメータ値を計算し、および酸素化パラメータをディスプレイによってエンドユーザーに伝達するステップを含む方法に関する。１つ以上の実施形態では、酸素化パラメータは、以下の式：
2020179178.tif 000003
を使用して計算される。
【００１７】
酸素化パラメータに依存して、他の酸素測定値、例えばＳａＯ２、ＳｐＯ２またはＴｃＯ２を、上記の式のＰａＯ２の代わりに使用し得る。値はまた、慣例的に行われているように、１００を乗じてもよい。
【００１８】
１つ以上の実施形態では、方法は、さらに、一酸化窒素を含む治療用ガスを患者に投与するステップを含み得る。１つ以上の実施形態では、方法は、さらに、酸素化パラメータ値を、予め決められた上限値と比較し、酸素化パラメータが上限値を超える場合、アラームを発するステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の装置の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明のいくつかの例示的な実施形態を説明する前に、本発明は、以下の説明に記載する構成またはプロセスのステップの詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、および様々な方法で実行または実施できる。
【００２１】
本発明の一態様は、個体の酸素化パラメータを決定する装置に関する。本明細書では用語「個体」は、ヒト、ならびに、畜産動物、家畜動物、愛玩動物、および実験に使用する動物、例えばサル、ラット、ウサギなどを含む群から選択されるメンバーと理解される。
【００２２】
本明細書で説明するように、酸素化パラメータは、患者の換気パラメータと患者の酸素ステータスとの関係を説明するパラメータである。そのような酸素化パラメータは、限定されるものではないが、酸素化指数（ＯＩ）、酸素飽和度指数（ＯＳＩ）、ＰａＯ２／ＦｉＯ２比（Ｐ／Ｆ比）および呼吸重症度指数（ＲＳＩ）を含む。換気パラメータは、限定されるものではないが、ＦｉＯ２、ＭＡＰ、最大気道圧、ＣＰＡＰなどを含む。患者の酸素ステータスは、限定されるものではないが、ＰａＯ２、ＳａＯ２、ＳｐＯ２、ＴｃＯ２などを含む、いくつかのパラメータで表わされ得る。
【００２３】
説明を容易にするために、これらの酸素化パラメータの１つのみまたはいくつかを以下明示的に説明するが、他のパラメータは、適切な式を使用して計算、表示および監視され得る。
【００２４】
例えば、患者の酸素化指数は、以下の式：
2020179178.tif 000004
を使用して計算され得る。
【００２５】
同様に、患者の酸素飽和度指数は、以下の式：
2020179178.tif 000005
を使用して計算され得、かつ呼吸重症度指数は、以下の式：
2020179178.tif 000006
を使用して計算され得る。
【００２６】
図１に示すように、本発明の１つ以上の実施形態は、個体に関する１つ以上の呼吸パラメータを決定する装置１０に関し、この装置は、前記１つ以上の呼吸パラメータを決定する中央処理装置（ＣＰＵ）２０、個体の呼吸器系に流入または流出するガス流における酸素レベル（ＦｉＯ２、平均気道圧など）を検出するための、人工呼吸器などの呼吸ガス送達手段３０、近位圧力トランスデューサ１００、パルスオキシメータ９０または個体の血液循環における酸素レベル（ＳａＯ２、ＳｐＯ２、ＰａＯ２）を検出しかつそれに従ってコンピュータに出力するための他の酸素測定手段を含み、このコンピュータは、酸素化パラメータの１つ以上の測定値を計算、検索および記憶するように適合されている。１つ以上の実施形態では、装置は、ＰａＯ２を測定するために血液ガスモニターを含み得る。本明細書では、用語「呼吸パラメータ」は、肺から血液への酸素運搬に関するパラメータ、例えば、酸素化指数、異常換気、肺から肺毛細管血液への酸素摂取に対する抵抗に関するパラメータ、および動脈血流への静脈血のシャントに関するパラメータと理解される。これらの呼吸パラメータは、絶対値として、または一連の標準値と比較されるときの相対値として与えられ得る。パラメータは、さらに、他の個体、少なくとも同じ種の個体で測定された同様のパラメータと比較できるパラメータを得るために、正規化または一般化され得る。
【００２７】
本発明の様々な実施形態は、吸入一酸化窒素による治療の最中の酸素化パラメータを計算および監視する装置および方法に関する。ＮＯ療法に関する酸素化指数の臨床面は、ＮＯ療法の開始または継続、治療の有効性、および患者の病状の進行の評価に関して内科開業医が治療の決定を行うのを支援する有用な情報を、ＯＩおよびＯＳＩがもたらすことである。
【００２８】
本発明のいくつかの実施形態は、一般的に、患者に、一酸化窒素を含む治療用ガスを送達する装置１０を提供する。治療用ガスは、窒素などのキャリアガスに一酸化窒素を含む。好適な治療用ガスの一酸化窒素の濃度は可変とし、１００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの範囲であり得る。
【００２９】
図１に示すように、医療用ガス（ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ  ｇａｓ）源が、一般的に、キャリアガス中の医療用ガスを入れているガス供給タンク７０によって提供される。医療用ガスがＮＯであるとき、キャリアガスは、従来窒素であり、および典型的に利用可能な濃度は、１００ｐｐｍ〜１６００ｐｐｍの範囲である。
【００３０】
従って、供給タンクからは、タンク圧力計と、タンク圧力をガス送達システムの作動圧力まで引き下げる調整器とがある。医療用ガスは、送達システムと供給タンクとの間を導管によって迅速に接続できる入口からガス送達システムに流入する。ガス送達システムは、汚染物質がシステムの安全な運転に支障をきたさないようにすることを保証するフィルターと、供給圧力が適切であるかどうかを検出する圧力センサーを有し、その後、送達システムに入る医療用ガスの制御としてガス遮断弁を含んで、送達システムが医療用ガスを患者に過剰に送達している場合に安全管理を行う。そのような過剰送達の場合、遮断弁は直ちに閉鎖され、および警報を鳴らして、ユーザーに、ガス送達システムが機能しなくなったことを警告する。そのようなものとして、遮断弁は、マイクロプロセッサを含む中央処理装置から向けられた信号から動作されるソレノイド弁とし得る。
【００３１】
入口または出口にはパージ弁が含まれて、供給ラインにあり得る任意の他のガスをシステムからパージし、かつシリンダーからパージ弁への供給ラインを新鮮なＮＯ／窒素で補充し得るため、システムは、正しい供給ガスで再び満たされ、周囲空気などの無関係なガスはなくなる。
【００３２】
本発明の一実施形態では、装置１０は、一酸化窒素を含む治療用ガス供給を受け入れる第１の入口３２と；呼吸ガスを受け入れる第２の入口３４と；患者への治療用ガスの流量を監視しかつ制御するために、治療用ガス供給部と連通する治療用ガス注入モジュール５０と；患者に呼吸ガスおよび治療用ガスを供給するために第１の入口３２および第２の入口３４と流体連通する出口と；呼吸ガスの流量が所望の範囲外にあるときに指示または警告をトリガするための、治療用ガス注入モジュール５０と通信する制御回路と；前記１つ以上の呼吸パラメータを決定するためのコンピュータと、個体の呼吸器系に流入するまたはそこから流出するガス流における酸素レベル（ＦｉＯ２、平均気道圧など）を検出する人工呼吸器と、近位圧力トランスデューサ１００と、パルスオキシメータ９０または個体の血液循環における酸素レベル（ＳａＯ２、ＳｐＯ２、ＰａＯ２）を制御しかつそれに従ってコンピュータに出力を行う他の酸素測定手段とを含み、コンピュータは、酸素化指数の１つ以上の測定値を計算、検索および記憶するように適合されている。
【００３３】
図１は、この態様に従って酸素化指数を監視するための装置１０の一実施形態を示す。第１の入口３２は、一酸化窒素を含む治療用ガスと流体連通して配置されるように構成されている。第２の入口３４は、患者に呼吸ガスをもたらす、人工呼吸器などの呼吸ガス送達手段３０と流体連通して配置されるように構成されている。治療用注入モジュール５０は、第１の入口３２および第２の入口３４、ならびに出口と流体連通している。出口３６は、第１の入口および第２の入口と流体連通しており、および患者に呼吸ガスおよび治療用ガスを供給するように構成されている。流量センサー４０は、第２の入口３４と流体連通しておりかつその下流にあり、および治療用注入モジュール５０を通る呼吸ガスの流量を監視する。制御回路６０は、治療用注入モジュール５０と通信し、および流量センサーをＣＰＵ２０に接続する。流量センサー４０によって測定された流量が、予め決められたレベルを上回るまたは下回るとき、中央処理装置（ＣＰＵ）２０はインジケータに信号を送信する。インジケータは、装置１０のユーザーに、流量センサーが特定の範囲外であることを通知する。
【００３４】
出口３６および鼻カニューレ１１と吸息呼吸チューブが流体連通している。吸息呼吸ホース１２は、呼吸ガスと治療用ガスの気体混合物を鼻カニューレ１１にもたらし、鼻カニューレは、気体混合物を患者に送達する。患者ガスサンプルラインが、吸息呼吸ホースからの気体混合物の流れの一部をそらし、およびサンプルブロック１２０に持ち込む。
【００３５】
サンプルポンプとしても公知のサンプルブロック１２０は、ガスサンプルラインを通る気体混合物の流れの一部を引き込む。サンプルブロック１２０は、制御モジュール６０に組み込まれ得る。サンプルブロック１２０は、気体混合物中の一酸化窒素、酸素、および二酸化窒素の濃度を分析する。
【００３６】
サンプルブロックで測定された一酸化窒素、酸素および二酸化窒素の濃度は、ディスプレイ８０に表示され得る。
【００３７】
流量センサー４０とも呼ばれる流量トランスデューサは、任意の適切な流量測定装置とし得る。これは、限定されるものではないが、ニューモタコ（ｐｎｅｕｍｏｔａｃｈ）、熱線流速計、熱式流量センサー、可変オリフィス、熱飛行時間（ｔｈｅｒｍａｌ  ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ）、回転ベーンなどを含む。流量を決定するために、オリフィス通過前後での圧力低下などの圧力を測定する流量トランスデューサも好適である。一実施形態によれば、流量トランスデューサは治療用注入モジュールの一部である。そのような一実施形態では、流量センサー４０は熱膜センサーおよびサーミスタを含む。サーミスタは、注入モジュールを流れる呼吸ガスの温度を測定する。一定温度の熱膜センサーは、白金薄膜の温度を一定に維持するのに必要なエネルギーに比例して、呼吸ガスの流量を測定する。他の実施形態では、流量センサーは治療用注入モジュールの上流にある。
【００３８】
用語「制御回路」は、治療用ガス送達装置１０を動作させるために様々な信号処理機能を実行するために用いられ得る様々な方法を含むものとする。特定の実施形態では、制御回路は、ＣＰＵ２０および流量調整器を含む。ＣＰＵ２０は、流量センサー４０に対し、信号を送信し、かつそこから信号を受信し得る。具体的な実施形態では、ＣＰＵ２０は、流量センサー４０から、およびユーザーが所望の用量の一酸化窒素を選択できるようにする入力装置から、情報を取得し得る。
【００３９】
制御回路６０の具体的な実施形態では、流量センサー４０は、本明細書で説明するように、患者への複数のガスの各々の流量を監視する中央処理装置（ＣＰＵ）２０と通信する。特定の用量の一酸化窒素が投与されたら、ＣＰＵ２０は、呼吸ガスの測定された流量および治療用ガスシリンダー中の一酸化窒素の濃度に基づいて、治療用ガスの必要な流量を計算できる。
【００４０】
中央処理装置は、様々な医療用ガス流装置およびサブプロセッサーを制御するための、工業または医療環境で使用され得るコンピュータプロセッサ−の任意の形態の１つとし得る。ＣＰＵ２０は、メモリ（図示せず）に結合されることができ、かつ１つ以上の容易に入手できるメモリ、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、コンパクトディスク、フロッピーディスク、ハードディスク、または任意の他の形態のローカルまたはリモートデジタルストーレージとし得る。ＣＰＵ２０にはサポート回路（図示せず）が結合されて、ＣＰＵ２０を従来の方法で支援し得る。これらの回路は、キャッシュ、電力供給装置、クロック回路、入力／出力回路、サブシステムなどを含む。
【００４１】
装置１０はまた、呼吸ガスの流量が予め決められたレベルよりも上昇するまたは下回ると、装置１０のユーザーに通知する警告を含む。１つ以上の実施形態では、インジケータは、ＮＯの流量が予め決められたレベルよりも上昇するまたは下回ると、警告をもたらす。いくつかの実施形態では、警告は、可聴警告、可視警告およびテキスト警告の１つ以上を含む。そのような警告は、装置１０自体の場所にもたらされることができるか、または医療スタッフもしくは看護ステーションに直接など、離れた場所にもたらされてもよい。警告が離れた場所にもたらされるとき、信号は、有線または無線通信によって装置１０から離れた場所へ伝達され得る。警告の例は、テキストメッセージ、サイレン、音、アラーム、イメージの点滅、表示色の変化、またはユーザーの注意をひく任意の他の手段を含む。
【００４２】
いくつかの実施形態では、警告は、可聴警告、可視警告およびテキスト警告の１つ以上を含む。そのような警告は、装置１０自体の場所にもたらされることができるか、または医療スタッフもしくは看護ステーションに直接など、離れた場所にもたらされてもよい。
【００４３】
装置１０はまた、呼吸ガスの体積流量の可視的なおよび／または数字の表示をもたらすディスプレイ８０を含み得る。この可視的なおよび／または数字の表示は、数字、図表、イメージなどを含む、呼吸ガスの流量を表示する任意の手段を含み得る。ディスプレイ８０はまた、ダイアル、ゲージまたは他のアナログ装置を含む任意の種類の適切な表示装置、またはＬＥＤ、ＬＣＤ、ＣＲＴなどを含む任意の電子表示装置とし得る。そのような装置は、必ずしも、装置１０に接続される必要はなく、および遠隔装置（ｒｅｍｏｔｅ  ｃａｐａｃｉｔｙ）で使用され得る。いくつかの実施形態では、可視的なおよび／または数字の表示は、体積流量、一回換気量、および毎分換気量の１つ以上を含む。
【００４４】
装置１０は、ユーザーからの入力を受信できる入力装置を含み得る。そのようなユーザー入力は、所望の一酸化窒素濃度および流量限界などの動作パラメータを含み得る。一実施形態では、入力装置および表示装置は、タッチスクリーン装置などの１つのユニットに組み込まれ得る。
【００４５】
呼吸ガス送達システムは、患者に呼吸ガスを供給できる任意のシステムを含み得る。呼吸ガスは、換気補助、機械的に支援された換気によって、または自然換気によって、供給され得る。好適な換気装置の例は、限定されるものではないが、従来の人工呼吸器、ジェット人工呼吸器、高頻度振動人工呼吸器およびＣＰＡＰ装置１０を含む。呼吸ガスの供給には、バブルＣＰＡＰ、ＳｉＰＡＰ、鼻カニューレおよび加熱された高流量鼻カニューレを含む非侵襲性の手法も使用し得る。
【００４６】
治療用注入モジュール５０は、呼吸ガスの流れと治療用ガスの流れを組み合わせる。注入モジュール５０は、ＣＰＵ２０との通信を介した呼吸ガスの流量の変化に基づいた設定用量での、吸入一酸化窒素の適切な送達を保証する。一部の実施形態では、治療用注入モジュールは、従来の注入モジュールまたは最新の注入モジュールである。
【００４７】
本発明の別の態様によれば、患者に治療用ガスの送達を監視する方法であって：呼吸ガスの流れを提供するステップ；一酸化窒素を含む治療用ガスの流れを提供するステップ；患者に呼吸ガスおよび治療用ガスを送達するステップ；呼吸ガスの流量を測定して、測定された呼吸ガスの流量を取得するステップ；およびディスプレイモジュールに、測定された呼吸ガスの流量を表示するステップを含む方法が提供される。
【００４８】
具体的な実施形態では、方法は、さらに、警告に応答して、患者に送達される呼吸ガスまたはＮＯの流量を調整するステップを含む。流量は、医療スタッフによって手動で調整できる、または装置１０によって自動的に調整され得る。ある実施形態によれば、呼吸ガス送達手段３０と通信するＣＰＵ２０は、臨床決定ソフトウェアを使用して、酸素化指数が予め決められた限界値を下回るまたは上回るときを決定し、および呼吸ガス送達手段３０に信号を送信して、呼吸ガス流量を、予め決められた流量限界値内に調整する。
【００４９】
１つ以上の実施形態では、ＮＯ呼吸ガスの測定された流量の表示は、体積流量、一回換気量、および毎分換気量の１つ以上の表示を含む。表示は、数字、図表、イメージなどの任意の可視的なおよび／または数字の表示とし得る。ディスプレイモジュールは、ダイアル、ゲージまたは他のアナログ装置を含む任意の適切な表示装置、またはＬＥＤ、ＬＣＤ、ＣＲＴなどを含む任意の電子表示装置によって実施され得る。
【００５０】
所望量のガス状薬物が装置に設定されると、システムは、各呼吸に送達される医療用ガスの量、および薬物の総所望量を送達するのに費やす時間および／または呼吸数を決定する。モニターディスプレイ８０はまた、患者に送達されるときのＮＯの送達された用量の現在までの合計、ＦｉＯ２、平均気道圧、酸素レベル（ＳａＯ２、ＳｐＯ２、ＰａＯ２）および計算された酸素化指数を表示し得るため、ユーザーは、治療の経過を監視できる。これは、より多くの医療用ガスが送達されるため、呼吸ごとに更新され得る。
【００５１】
装置１０は、制御回路と通信する治療用ガス注入モジュールを含み、ＯＩ、ＮＯ、ＮＯ２のレベルまたは呼吸ガスの流量が一定レベルまたは範囲よりも上昇しているかまたは別のレベルまたは範囲よりも下回っていると、ユーザーに通知する。他の実施形態は、患者に治療用一酸化窒素ガスを送達している最中の酸素化指数を監視する方法に関する。
【００５２】
本発明の１つ以上の実施形態では、装置は、酸素化指数を計算するために提供され、近位圧力トランスデューサ；ＦｉＯ２測定手段；酸素測定手段；およびこれらの様々な測定手段からの測定値に基づいて酸素化指数を計算できる信号プロセッサーを含む。本発明の別の実施形態では、装置はまた、メトヘモグロビン測定を実施し得る。
【００５３】
図１は、本発明による装置の実施形態の概略図を示す。図１に示すように、一酸化窒素の供給部は、ガスのシリンダー７０の形態で設けられる。ガスは、好ましくは、窒素と混合された一酸化窒素であり、かつ市販の混合物である。好ましい実施形態は、現在市販されているＮＯ／窒素混合物を用いるが、ＮＯは、他のなんらかのガス、好ましくは不活性ガスを介して患者に導入され得る。さらに、二酸化窒素（ＮＯ２）または亜硝酸塩（ＮＯ２−）などの一酸化窒素放出剤を、適切な還元剤または共反応体と一緒に使用して、ＮＯの流れをもたらし得る。圧力サンプルラインは、ｉＮＯ注入点またはガス濃度監視点付近の吸息リム（ｌｉｍｂ）のサンプルＴ字箇所に接続され得るため、マルチルーメンチューブを使用して、患者周囲の雑然さを減らし得る。好ましい実施形態では、圧力サンプルラインは、可能な限り気道の近くに接続され、平均気道圧を正確に推定することを保証する。別の実施形態では、圧力トランスデューサは、患者に近い呼吸回路コネクタの内部に配置され得、それにより、測定された圧力は、ケーブルまたはワイヤレスインターフェースによってＣＰＵに伝達されるため、サンプルラインは必要ではない。
【００５４】
１つ以上の実施形態では、患者の方へ向かうｉＮＯガス流は、ＮＯ送達装置内に配置された圧力センサーを介して平均気道圧を測定するために瞬間的に停止され、それにより、別個の空気圧系またはトランスデューサを気道に配置する必要性が回避され得る。送達されたＮＯ流に対しての、ＮＯ送達チューブの圧力低下は、平均気道圧を決定するためにオフセットの減算を可能にするという特徴を有する。圧力感知ラインにあるＮＯガスに起因するオフセットによるこの気道測定方法は、回路のデブリを掃除するような感覚を保つ、パージ流の形態とみなされるであろう。
【００５５】
近位圧力トランスデューサ１００が設けられ、かつ好ましくは、患者付近の呼吸チューブに取り付けられて、チューブの圧力を測定する。１つ以上の実施形態では、近位圧力トランスデューサ１００は、呼吸回路などの呼吸チューブに接続されたサンプルライン１１０からの圧力を測定する。近位圧力トランスデューサのデータは、アナログ信号からデジタル形式に変換され、かつＣＰＵ２０によって処理されて、平均気道圧、最大吸入圧（ｐｅａｋ  ｉｎｈａｌａｔｉｏｎ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）および最大終末吸入圧（ＰＥＥＰ）などの患者の圧力パラメータを計算する。平均気道圧は、ＰＥＥＰなどのバックグラウンド圧力を含む、呼吸サイクル全体にわたる平均圧力である。近位圧力トランスデューサ１００は、呼吸器系内の平均圧力を推定する手段として、患者の回路の圧力の測定値をもたらす。これはまた、発生し得る患者回路の閉塞の検出に使用される。近位圧力トランスデューサの代わりにまたはそれに加えて、圧力パラメータは、人工呼吸器によって、または呼吸ガス監視システムによって、測定され得る。さらに、ＭＡＰ圧力測定値は、ＮＯ送達チューブを通しておよび／または注入モジュール流量センサー内で決定され得る。
【００５６】
１つ以上の実施形態では、装置は、血液酸素化（ｂｌｏｏｄ  ｏｘｙｇｅｎａｔｉｏｎ）測定手段、例えばパルスオキシメータ９０を含み、患者の酸素パラメータ、例えば、人工呼吸器を使用する患者の動脈血酸素飽和度（ＳａＯ２）、末梢血中酸素飽和度（ＳｐＯ２）および／または動脈血酸素分圧（ＰａＯ２）を測定する（連続的な血液ガスまたは経皮的モニターを使用する）。パルスオキシメータは、酸素飽和度の指標となる、飽和されたヘモグロビンの光吸収特性に依存する。本発明の様々な実施形態の装置は、当技術分野では周知である様々な異なる人工呼吸器システムを使用し得る。ＳａＯ２は、酸素によって占められる血流中のヘモグロビン結合部位の百分率を示し、および全ヘモグロビンの百分率で表わされる。パルスオキシメータなどの血液酸素飽和度検出器は、被検体の血液酸素飽和度に関する情報を検出し、これは、被検体の呼吸不全の症状（ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）と密接に関連する。パルスオキシメータは、被検体の指先にプローブを取り付けることによって、被検体患者の血液酸素飽和度を簡単に測定できる。パルスオキシメータは、動脈血酸素飽和度（ＳａＯ２）ではなく末梢血中機能的酸素飽和度（ＳｐＯ２）を直接測定するが、ＳｐＯ２は、ＳａＯ２の値に非常に近い数字であることが多いため、ＳａＯ２を直接測定する場合よりも煩わしくない。しかしながら、一部の実施形態では、ＳａＯ２は、血液試料を引き出し、かつその血液試料を血液ガス分析器に挿入することによって、直接測定され得る。
【００５７】
低酸素分圧では、ほとんどのヘモグロビンは脱酸素化される。＞１０ｋＰａの酸素分圧では、Ｓ字曲線に従って約９０％の酸素ヘモグロビン飽和が生じ、１００％に近づく。しかしながら、いくつかの要因が、酸素飽和度に影響を及ぼし得る。酸素−ヘモグロビン解離曲線としても公知の酸素飽和度曲線は、当業者によく知られており、およびＳａＯ２値をＰａＯ２値に変換するために使用され得る。あるいは、ＰａＯ２は、血液試料を引き出し、その血液試料を血液ガス分析器に挿入することによって、直接測定され得る。
【００５８】
ＯＳＩは、酸素化ヘモグロビン（ｏｘｙＨｂ）曲線が平坦になるとき、感度を失い得る。従って、１つ以上の実施形態では、使用に際し上限があってもよい。
【００５９】
患者の酸素測定値は、予め決められた時間の間隔にわたる、関連のある出力信号の平均として測定される。患者のＳａＯ２、ＳｐＯ２およびＰａＯ２は、心拍毎に変化することがあるため、平均値が、任意の時点での患者の状態をより示す。従って、ＳａＯ２、ＳｐＯ２またはＰａＯ２の平均値が、ある時間の間隔にわたって計算される。
【００６０】
一部の実施形態では、パルスオキシメータからのＳａＯ２またはＳｐＯ２出力信号は、「更新時間」間隔の呼息の前に、予め決められた時間間隔にわたって平均化される。ＣＰＵ２０は、患者の測定されたパルスオキシメトリを、予め決められた期間にわたって平均化する。
【００６１】
図１の装置はまた、患者に供給された呼吸ガスのＦｉＯ２を取得するＦｉＯ２測定手段を含む。図１に示すように、ＦｉＯ２は、患者に呼吸ガスをもたらす人工呼吸器によって測定され得る。しかしながら、他の実施形態では、ＦｉＯ２は、ｉＮＯ送達システム内のガス濃度監視によって測定されるか、または呼吸ガス監視システムによって測定され得る。
【００６２】
図１から分かるように、ガス送達システムからのガスの流量を検出する流量トランスデューサも含まれ得る。ガスは、ガス送達システムから送達され、その流量は、流量トランスデューサによって感知され、およびＣＰＵ２０への流量を示す信号が、伝送される。流量トランスデューサは、限定されるものではないが、呼吸気流曲線描写（ｐｎｅｕｍｏｔａｃｈｏｇｒａｐｈｙ）、熱線流速計、膜流速計、熱式流量センサー、可変オリフィス、熱飛行時間、回転ベーンなどを含む、様々な技術とし得る。流量を決定するために、オリフィス通過前後での圧力低下などの圧力を測定する流量トランスデューサも好適である。
【００６３】
様々な実施形態では、装置はまた、患者への送達前に呼吸ガスの流れと治療用ガスの流れを組み合わせる送達アダプターまたは治療用注入モジュールを含む。１つ以上の実施形態によれば、流量センサーは、治療用注入モジュールの一部である。そのような一実施形態では、流量センサーは、熱膜センサーおよびサーミスタを含む。サーミスタは、注入モジュールを流れる呼吸ガスの温度を測定する。一定温度の熱膜センサーは、白金薄膜の温度を一定に維持するのに必要なエネルギーに比例して、呼吸ガスの流量を測定する。１つ以上の実施形態では、流量センサーは治療用注入モジュールの上流にある。
【００６４】
流量トランスデューサは、本明細書で説明するように、患者への複数のガスのそれぞれの流量を監視する制御システムと通信し得る。特定の用量の一酸化窒素が投与される場合、制御システムのＣＰＵ２０は、測定された呼吸ガスの流量、および治療用ガス中の一酸化窒素または一酸化窒素放出剤の濃度に基づいて、治療用ガスの必要な流量を計算できる。そのような計算は、以下の式：
Ｑｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ＝［γｓｅｔ／（γｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ−γｓｅｔ）］＊Ｑｂｒｅａｔｈｉｎｇ
（式中、Ｑｂｒｅａｔｈｉｎｇは、呼吸ガスの流量であり、γｓｅｔは、所望の一酸化窒素濃度であり、γｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃは、治療用ガス供給における一酸化窒素の濃度であり、およびＱｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃは、気体混合物に一酸化窒素の所望の濃度をもたらすために必要な治療用ガスの流量である）
を使用して実行できる。ここで、必要なＱｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃは、制御システムと通信する１つ以上の制御弁によってもたらされ得る。
【００６５】
信号処理手段、例えばＣＰＵ２０が設けられて、いくつかの式およびアルゴリズムを解いて、一酸化窒素送達システムを動作させる。１つ以上の実施形態では、ＣＰＵ２０は、人工呼吸器、近位圧力トランスデューサ１００およびパルスオキシメータ９０から信号を受信する。ＣＰＵ２０は、近位圧力トランスデューサ１００からの平均気道圧、パルスオキシメータ９０からの酸素飽和度、および人工呼吸器からの吸入酸素濃度を使用して、酸素化指数の計算を実施するのに十分な情報を有する。ＣＰＵ２０は、酸素化指数を計算するためのプログラム、人工呼吸器システムの協調、呼吸アルゴリズム、アラーム、ディスプレイおよびユーザーインターフェース機能を記憶および実行するために、マイクロプロセッサおよび関連のメモリを含み得る。
【００６６】
一実施形態では、装置のコンピュータは、さらに、少なくとも一度、プロシージャを行うように適合されており、プロシージャは、近位圧力トランスデューサから取得した平均気道圧測定値、酸素測定手段から取得した酸素測定値、およびＦｉＯ２測定手段から取得したＦｉＯ２測定値に基づいた酸素化指数の計算、およびデータ構造における計算された測定値の検索および記憶を含む。それによって生じた、収集されかつ計算されたデータは、出力装置、例えばディスプレイまたはモニターによって人間のオペレータに出力され得るため、オペレータは、患者の酸素化指数を評価できる。あるいは、制御データ項目は、コンピュータの別の部分またはコンピュータ内のコンピュータプログラムによって、またはガス混合ユニットへの少なくとも１種のガスの流量を制御する手段を自動的に制御するための外部制御装置によって、使用され得る。
【００６７】
本発明の１つ以上の実施形態では、コンピュータは、近位圧力トランスデューサ、人工呼吸器、またはパルスオキシメータのうちの少なくとも１つの出力に基づいた個体の総酸素摂取量または消費量の平衡状態に関するパラメータを決定し；および前記パラメータを、予め定義した閾値と比較し、かつ前記パラメータが前記閾値を超える場合、それに従って制御データ項目を生成するように適合される。
【００６８】
コンピュータが、現在の酸素レベルからの、吸息ガス中の酸素レベル（ＦｉＯ２）の適切な変化を評価し、血液中の目標酸素レベルを所与の所望の目標酸素レベル（ＳａＯ２）にし、かつそれに従って制御データ項目を生成するように適合されているため、測定または計算されたデータに従って酸素レベルを調整できる場合も好都合である。実際の調整は、装置のオペレータによって実施され、その場合、計算または測定されたデータは、出力装置に出力される。
【００６９】
本発明の実施形態において、吸息ガスの酸素レベルの変化の評価は、コンピュータに関連付けられたデータ記憶手段に記憶された変数の統計的分布を表す予め定義された組のデータ、および前記測定値に基づき得る。吸息ガスの酸素レベルの変化の評価は、吸息ガス流の酸素レベル（ＦｉＯ２）の変化に応答する検出手段のうちの少なくとも１つの出力の変化の割合に基づき得る。
【００７０】
システムに含まれたガス送達ユニットは、患者換気装置などのこの機能を含む、スタンドアロンの装置、または任意の他の装置のいずれかにできる。換気ガスは、フェイスマスク、ノーズクリップと組み合わせられたマウスピース、喉頭気管内チューブなどを通して患者／被検体に送達されかつそこから除去される。
【００７１】
上述の構成要素のそれぞれ、例えばＦｉＯ２測定手段、近位圧力トランスデューサ、または酸素測定手段は、全て、同じ装置に組み込まれても、または個別に追加されてもよい。一部の実施形態では、一酸化窒素送達装置は、従来の一酸化窒素送達の構成要素と、ＦｉＯ２測定手段、近位圧力トランスデューサまたは酸素測定手段の１つ以上とを含む。例示的な１つの構成は、近位圧力トランスデューサを組み込み、かつＦｉＯ２測定手段および酸素測定手段からの情報を受信するように構成された従来の一酸化窒素送達装置（例えば、ＩＮＯ  Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ  ＬＬＣから入手可能なＩＮＯｍａｘ（登録商標）ＤＳＩＲ送達システム）を含む。別の例示的な構成は、近位圧力トランスデューサおよびＦｉＯ２測定手段（例えば、患者に投与された酸素の濃度を監視するために使用される酸素センサー）を組み込み、かつ酸素測定手段からの情報を受信するように構成された従来の一酸化窒素送達装置を含む。さらに別の例示的な構成は、近位圧力トランスデューサを組み込み、かつ酸素測定手段（例えばパルスオキシメータ）と一体化され、かつＦｉＯ２測定手段、例えば人工呼吸器からの情報を受信するように構成された従来の一酸化窒素送達装置を含む。別の構成は、この機能性を人工呼吸器または患者監視システムに組み込むであろう。
【００７２】
酸素化指数の計算
酸素化指数は、患者がいかに良くＯ２を取り込むかの測定値であり、かつ治療に関する患者の病状の進行を評価するために使用され得る。酸素化指数（ＯＩ）は、吸入酸素濃度（ＦｉＯ２）およびその体内での使用を測定するために集中治療医学において使用される計算である。ヒトの酸素化が改善すると、より低いＦｉＯ２および／または平均気道圧（ＭＰ  ＡＷ）において、動脈血（ＰａＯ２）中のより高い酸素分圧を実現することができる。結果として得られるＯＩは低くなる。ＯＩは、以下の通り計算される。
【００７３】
酸素化指数は、患者がｉＮＯ療法または体外式膜型人工肺（ＥＣＭＯ）療法を始めるべきかどうかを決定する重要なパラメータであることが多い。例えば、病院のプロトコールでは、患者は、ＯＩ＞３５のときｉＮＯ療法を受ける必要があると提示され得る。
【００７４】
患者の酸素化指数を計算するとき、平均気道圧を決定することが必要である。現在のところ、平均気道圧およびＦｉＯ２は、最も一般的には、近位圧力センサーを有しても有していなくてもよい人工呼吸器によって測定される。そこで、平均気道圧は、人工呼吸器によって、１つ以上の呼吸周期にわたって継続的に計算される。その後、その値が人工呼吸器ユーザーインターフェースに表示される。ＯＩを計算するために、ＦｉＯ２および平均気道圧が人工呼吸器から読み取られ、およびＰａＯ２がパルスオキシメータから読み取られる。
【００７５】
呼吸療法士または呼吸器科医は、患者を人工呼吸器から離脱させるときには、平均気道圧を目標とし得る。しばしば、適切な酸素化は、適切な血液酸素化を維持しつつ、肺損傷を防止するために最良の組み合わせを見つけようとしながら、平均気道圧の低下とＦｉＯ２との間のバランスを取ることである。
【００７６】
人工呼吸器によって制御された吸息酸素ＦｉＯ２は、ＰａＯ２または血液酸素飽和度を改善するためには必要であるが、高分圧でもたらされると、毒性があり得る。酸素毒性は、分子酸素（Ｏ２）を高分圧で呼吸することの弊害から生じる状態である。低いレベルのＦｉＯ２で集中治療換気を管理することが必要であり、および酸素化指数の報告によって定量化され得る。
【００７７】
本発明の装置および方法は、近位圧力トランスデューサから取得した平均気道圧測定値、パルスオキシメータまたは他の酸素測定手段から取得した酸素測定値、および人工呼吸器または他のＦｉＯ２測定手段から取得したＦｉＯ２測定値を使用して、患者の酸素化指数を計算する。
【００７８】
ＣＰＵ２０は、以下の式：
2020179178.tif 000007
（ＦｉＯ２＝吸入酸素濃度
ＭＡＰ＝平均気道圧
ＰａＯ２＝動脈血の酸素分圧）
によって酸素化指数（ＯＩ）を計算し得る。
【００７９】
近位圧力トランスデューサは、人工呼吸器の呼吸回路内の圧力を感知するように構成されている。ここで、この近位圧力信号は、ＣＰＵによる信号処理によって処理され、平均気道圧を取得できる。平均気道圧は、それぞれ人工呼吸器およびパルスオキシメータを使用することから取得できる吸入酸素濃度（ＦｉＯ２）およびＰａＯ２の測定値と共に、酸素化指数を計算するために使用される。ＦｉＯ２は、人工呼吸器によってもたらされる酸素レベルの測定値である。酸素センサーは、人工呼吸器によって送達されたＦｉＯ２を測定する。近位圧力トランスデューサから取得された平均気道圧は、モニター上に表示され得る。
【００８０】
１つ以上の実施形態では、装置はまた、メトヘモグロビン、酸素化指数、ＳｐＯ２、ＳａＯ２、および気道圧の計算値を、リモート情報管理システムに伝送する送信機を含む。
【００８１】
装置は、患者の実際の酸素化指数を継続的に監視できるようにし、それゆえ安全モニターとして使用され得る。低い酸素化指数は、呼吸ガスによって供給された酸素のより効率的な利用を示すため、低い酸素化指数は、患者の治療がより成功であることを示す。酸素化指数が、ユーザーによって確立された予め決められた値よりも上昇する場合、アラームがトリガされ得るため、ユーザーは、問題に注意を払うことができる。
【００８２】
従って、本装置の使用によって、酸素化指数は、継続的に監視され、および装置自体によって、所望の予め決められた値と比較される。それゆえ、システムは独立しており、および任意の機械的な人工呼吸器、ガス比例装置（ｇａｓ  ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）または他のガス送達システムと一緒に簡単に使用されて、公知の所望の濃度のＮＯを患者に送達し得る。
【００８３】
装置はまた、ＯＳＩおよびＭｅｔＨｂを継続的に監視し、ｉＮＯ用の「用量」モニターとして使用され得る。用量が多すぎる場合、ＭｅｔＨｂのレベルは高い。用量が少なすぎる場合、ＯＳＩは、有効性がほとんどまたは全くないことを示す（完全なノンレスポンダーでない限り）。あるいは、患者がレスポンダーであり、およびＯＳＩが低下している場合、これは、ｉＮＯの用量が低下されて、最終的には患者を療法から離脱させ得ることを示す。
【００８４】
本発明の装置および方法は、ガス状形態の一酸化窒素、液体一酸化窒素組成物または任意の医療的に利用可能な有用な形態の一酸化窒素のいずれかを使用して治療された任意の疾病または障害を含む、様々な疾病および障害を治療または防止するために使用され得る。一酸化窒素、一酸化窒素前駆物質、それらの類似体、またはそれらの誘導体による治療から恩恵を受け得るかまたはそれらに関連付けられる疾病、障害、および状態は、肺動脈圧の上昇、および肺高血圧症、急性呼吸促迫症候群（ＡＲＤＳ）を含む、低酸素血症（例えば、通常と比較して血中酸素量が低い、すなわち、動脈血においてヘモグロビン飽和８８％未満、およびＰａＯ２６０ｍｍＨｇ未満）および／または平滑筋の収縮（ｃｏｎｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）に関連付けられた肺障害、ぜんそくおよび嚢胞性線維症などの気管支管（ｂｒｏｎｃｈｉａｌ  ｐａｓｓａｇｅｓ）の疾病、慢性閉塞性肺疾患を含む他の肺の状態、成人呼吸促迫症候群、高地肺水腫、慢性気管支炎、サルコイドーシス、肺性心、肺塞栓症、気管支拡張症、気腫、ピックウィック症候群、および睡眠時無呼吸を含む。
【００８５】
一酸化窒素または一酸化窒素関連の治療に関連付けられた状態の追加的な例は、心血管および心肺障害、例えばアンギナ、心筋梗塞、心不全、高血圧症、先天性心疾患、鬱血性心不全、心臓弁膜症、および、例えば、虚血、心力不全および／またはそのような疾患を有する患者の後負荷の増大によって特徴づけられる心疾患、およびアテローム性動脈硬化を含む。一酸化窒素関連の治療はまた、血管形成で使用される。
【００８６】
追加的な例は、ＮＯまたは関連の分子による治療、すなわち、ＮＯが赤血球の形状を通常のものに変化させるか、またはそれらの機能を通常通りの機能に修復するか、または血餅を溶解させることによって改善される血液疾患を含む、血液疾患を含む。血液疾患の例は、例えば、鎌状赤血球症、および播種性血管内凝固症候群（ＤＩＣ）を含む凝固障害、心臓発作、脳卒中、およびＣｏｕｍａｄｉｎブロッキング用タンパク質Ｃおよびタンパク質Ｓに起因するＣｏｕｍａｄｉｎに誘発された凝固、および血小板凝集を含む。追加的な例は、低血圧症、再狭窄、炎症、内毒素血症、ショック、敗血症、脳卒中、鼻炎、および脳血管収縮および血管拡張、例えば片頭痛および非片頭痛の頭痛、虚血、血栓症、および輸血およびかん流技術のための血小板の保存および処理を含む血小板凝集、眼筋系の疾患、胃腸系の疾患、例えば逆流性食道炎（ＧＥＲＤ）、痙攣、下痢、過敏性腸症候群、および他の消化管運動性機能障害（ｇａｓｔｒｏｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ  ｍｏｔｉｌｅ  ｄｙｓｆｕｎｃｔｉｏｎｓ）、鬱病、神経変性、アルツハイマー病、認知症、パーキンソン病、ストレスおよび不安などの状態を含む。一酸化窒素および一酸化窒素に関する治療はまた、病原細胞、例えば腫瘍細胞、癌細胞、または、限定されるものではないが、病原菌、病原性ミコバクテリア、病原性寄生体、および病原真菌を含む微生物を抑制する、殺す、および抑えるのに有用であり得る。
【００８７】
装置は、メトヘモグロビン血症または低酸素血症を発症するかまたは発症し得る患者の治療に用いられ得る。これらの状態は、例えば、左心不全、成人呼吸促迫症候群、肺炎、術後低酸素血症、肺線維症、中毒性肺リンパ浮腫、肺塞栓症、慢性閉塞性肺疾患および心シャントからなる群から選択され得る。
【００８８】
本明細書を通して、「一実施形態」、「いくつかの実施形態」、「１つ以上の実施形態」または「実施形態」への言及は、実施形態に関連して説明した特定の特徴、構造、材料、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。それゆえ、本明細書を通して様々な個所における「１つ以上の実施形態では」、「いくつかの実施形態では」、「一実施形態では」または「実施形態では」などの語句の出現は、必ずしも、本発明の同じ実施形態を指すものではない。さらに、特定の特徴、構造、材料、または特性は、１つ以上の実施形態で任意の好適な方法で組み合わせ得る。
【００８９】
本明細書では、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これらの実施形態は、単に、本発明の原理および適用例を説明するためのものであることを理解されたい。当業者には、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに、本発明の方法および装置１０に対する様々な修正形態および変形形態をなし得ることが明白である。それゆえ、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内にある修正形態および変形形態を含むものとする。
【図１】
2020179178.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】令和2年7月13日(2020.7.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
明細書に記載の発明。
【手続補正書】
【提出日】令和2年9月11日(2020.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一酸化窒素または一酸化窒素放出剤を含む治療用ガスから一酸化窒素の流れを供給可能な第１の入口と、
呼吸ガスの流れを供給可能な第２の入口と、
前記一酸化窒素と前記呼吸ガスの組み合わせの流れを生成するために前記一酸化窒素の流れと前記呼吸ガスの流れを組み合わせることが可能な注入モジュールと、
前記一酸化窒素と前記呼吸ガスの組み合わせの流れを受け取ることが可能な呼吸ホースと、
前記一酸化窒素と前記呼吸ガスの組み合わせの流れの平均気道圧（ＭＡＰ）を測定可能な圧力測定手段と、
吸入酸素濃度（ＦｉＯ２）を測定可能なＦｉＯ２測定手段と、
動脈血酸素飽和度（ＳａＯ２）、末梢血中酸素飽和度（ＳｐＯ２）および／または動脈血酸素分圧（ＰａＯ２）から選択される１つ以上の酸素測定を測定可能な酸素測定手段と、
前記平均気道圧測定、得られた前記酸素測定、およびＦｉＯ２測定手段に基づいて酸素化パラメータを計算し、
前記酸素化パラメータが予め決められた限界値を下回るまたは上回るかどうかを計算し、
前記酸素化パラメータが予め決められた限界値内に入るように、前記一酸化窒素の流れまたは前記呼吸ガスの流れを自動的に調整することが可能な信号プロセッサーと、
前記酸素化パラメータの表現を表示可能なディスプレイと、を含み、
前記酸素化パラメータは、酸素化指数および／または酸素飽和度指数を含む、
一酸化窒素送達装置。
【請求項２】
前記圧力測定手段は、圧力トランスデューサである、請求項１に記載の一酸化窒素送達装置。
【請求項３】
前記圧力測定手段は、人工呼吸器である、請求項１に記載の一酸化窒素送達装置。
【請求項４】
ＳｐＯ２をモニター可能な血液ガスモニターをさらに含む、請求項１に記載の一酸化窒素送達装置。
【請求項５】
前記注入モジュールに一体化され、前記呼吸ガスの流れを測定可能な流量トランスデューサをさらに含む、請求項１に記載の一酸化窒素送達装置。
【請求項６】
前記第１の入口に連結されたパージ弁をさらに含み、前記パージ弁は無関係なガスを除去可能である、請求項１に記載の一酸化窒素送達装置。
【請求項７】
前記酸素測定手段は、メトヘモグロビンを更に測定可能であり、前記ディスプレイは、このメトヘモグロビン測定をさらに表示可能である、請求項１に記載の一酸化窒素送達装置。
【請求項８】
メトヘモグロビンの予め決められた値を示す前記信号プロセッサーからの信号によって動作可能なアラームシステムをさらに含む、請求項７に記載の一酸化窒素送達装置。
【請求項９】
一酸化窒素または一酸化窒素放出剤を含む治療用ガス源と流体連通する出口であって、呼吸ガス源とも流体連通する出口と、
前記一酸化窒素と前記呼吸ガスの組み合わせの流れに関連する平均気道圧（ＭＡＰ）測定を測定可能な圧力トランスデューサと、
吸入酸素濃度（ＦｉＯ２）を測定可能なＦｉＯ２測定手段と、
動脈血酸素飽和度（ＳａＯ２）、末梢血中酸素飽和度（ＳｐＯ２）および／または動脈血酸素分圧（ＰａＯ２）から選択される１つ以上の酸素測定を測定するための酸素測定手段と、
前記平均気道圧測定、前記吸入酸素濃度（ＦｉＯ２）測定、前記酸素測定に基づいて酸素化パラメータを計算し、
前記酸素化パラメータが予め決められた限界値を下回るまたは上回るかどうかを計算し、
前記酸素化パラメータが予め決められた限界値内に入るように、前記一酸化窒素または前記呼吸ガスの流れを自動的に調整することが可能な信号プロセッサーと、
前記酸素化パラメータが表示可能なディスプレイと、を含み、
前記酸素化パラメータは、酸素化指数および／または酸素飽和度指数を含む、
一酸化窒素送達装置。
【請求項１０】
前記酸素測定手段は、メトヘモグロビンを更に測定可能であり、前記ディスプレイは、このメトヘモグロビン測定をさらに表示可能である、請求項９に記載の一酸化窒素送達装置。
【請求項１１】
一酸化窒素送達による治療の最中に一酸化窒素または呼吸ガスの流れを調整するシステムであって、
一酸化窒素または一酸化窒素放出剤を含む治療用ガス源と、
呼吸ガス源と、
前記治療用ガス源と前記呼吸ガス源とに流体連通する注入モジュールであって、前記治療用ガスと前記呼吸ガスを組み合わせることが可能な注入モジュールと、
吸入酸素濃度（ＦｉＯ２）を測定可能な少なくとも１つのセンサーと、
呼吸チューブに取り付けられ、平均気道圧（ＭＡＰ）を測定するように構成される、少なくとも１つの圧力トランスデューサと、
動脈血酸素飽和度（ＳａＯ２）、末梢血中酸素飽和度（ＳｐＯ２）および／または動脈血酸素分圧（ＰａＯ２）の１つ以上の酸素パラメータを測定するように構成された少なくとも１つのセンサーと、
前記センサーによる前記測定に基づいて酸素化パラメータを計算し、
前記酸素化パラメータが予め決められた限界値を下回るまたは上回るかどうかを決定し、
前記酸素化パラメータが予め決められた限界値内に入るように、前記治療用ガスまたは前記呼吸ガスの流れを自動的に調整することが可能な信号プロセッサーと、を含み、
前記酸素化パラメータは、酸素化指数および／または酸素飽和度指数を含む、
システム。
【請求項１２】
ディスプレイを更に含み、前記信号プロセッサーは、前記酸素化パラメータを前記ディスプレイ上に表すことが可能な、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記酸素パラメータを測定するように構成されたセンサーは、メトヘモグロビンを更に測定可能であり、前記ディスプレイは、このメトヘモグロビン測定をさらに表示可能である、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
一酸化窒素送達による治療の最中に一酸化窒素または呼吸ガスの流れを調整する装置であって、
一酸化窒素または一酸化窒素放出剤を含む治療用ガス源と呼吸ガス源とに流体連通する注入モジュールであって、前記治療用ガスと前記呼吸ガスを組み合わせることが可能な注入モジュールと、
吸入酸素濃度（ＦｉＯ２）を測定可能な少なくとも１つのセンサーと、
呼吸チューブに取り付けられ、平均気道圧（ＭＡＰ）を測定するように構成される、少なくとも１つの圧力トランスデューサと、
動脈血酸素飽和度（ＳａＯ２）、末梢血中酸素飽和度（ＳｐＯ２）および／または動脈血酸素分圧（ＰａＯ２）の１つ以上の酸素パラメータを測定するように構成された少なくとも１つのセンサーと、
前記センサーによる前記測定に基づいて酸素化パラメータを計算し、
前記酸素化パラメータが予め決められた限界値を下回るまたは上回るかどうかを決定し、
前記酸素化パラメータが予め決められた限界値内に入るように、前記治療用ガスまたは前記呼吸ガスの流れを自動的に調整することが可能な信号プロセッサーと、を含み、
前記酸素化パラメータは、酸素化指数および／または酸素飽和度指数を含む、
装置。
【請求項１５】
ディスプレイを更に含み、前記信号プロセッサーは、前記酸素化パラメータを前記ディスプレイ上に表すことが可能な、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記酸素パラメータを測定するように構成されたセンサーは、メトヘモグロビンを更に測定可能であり、前記ディスプレイは、このメトヘモグロビン測定をさらに表示可能である、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
メトヘモグロビンの予め決められた値を示す前記信号プロセッサーからの信号によって動作可能なアラームシステムをさらに含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記信号プロセッサーは、前記酸素飽和度指数が低下している場合を決定可能である、請求項１４に記載の装置。
【請求項１９】
前記信号プロセッサーは、前記酸素飽和度指数の継続的に監視する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記信号プロセッサーは、前記酸素飽和度指数が低下している場合、前記一酸化窒素の用量を低下させることができることを示すことが可能である、請求項１９に記載の装置。
【外国語明細書】
2020179178000001.pdf