(57)【要約】  本開示は、他の治療用装置への埋め込みまたは単独使用が可能な携帯用の小型酸化窒素（ＮＯ）生成システムおよび方法に関する。いくつかの実施形態において、移動式ＮＯ生成システムは、制御装置および使い捨てカートリッジで構成可能である。カートリッジは、ＮＯ生成に用いられるガスを作成するとともに、患者の吸入に先立って出力ガスを浄化するフィルタおよび捕集器を含み得る。このシステムは、酸素濃縮器を利用して、酸化窒素の生成を増大させるとともに、独立装置としての酸素生成器の動作を補完することができる。また、このシステムは、組み立ておよび設置が容易な高電圧電極アセンブリを具備し得る。鼻カニューレの使用等、さまざまな酸化窒素送達方法が提供される。【選択図】図３
2020510499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着可能に構成されたハウジングと、
前記ハウジングに位置付けられた反応ガス流路であり、１つまたは複数のプラズマチャンバへの特定流量での加圧反応ガスの解放を可能にするように構成された、反応ガス流路と、
前記１つまたは複数のプラズマチャンバに位置付けられ、前記１つまたは複数のプラズマチャンバを通る前記反応ガスの流れを用いて酸化窒素を含む生成ガスを生成するように構成された１つまたは複数の電極と、
前記反応ガスにおいて生成される酸化窒素の量を調節するように構成された制御装置と、
１つまたは複数の捕集経路を含み、前記１つまたは複数のプラズマチャンバにより生成された前記生成ガスからＮＯ２を除去するように構成された使い捨てカートリッジと、
前記生成ガスを患者送達装置に送達するコネクタと、
を備えた、装着型酸化窒素生成システム。
【請求項２】
前記使い捨てカートリッジが、入口フィルタ、排出捕集器、および／または１つもしくは複数の排出フィルタを含む、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項３】
前記１つまたは複数の捕集経路からＮＯ濃縮空気を受け入れるように位置決めされ、前記ＮＯ濃縮空気をフィルタリングするように構成された１つまたは複数のフィルタをさらに備えた、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項４】
前記患者送達装置が、鼻カニューレ、耳の近くに位置付けられたチューブ、および気管と連通したチューブから成る群から選択される、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項５】
蘇生器具、人工呼吸器、除細動器、心室補助装置（ＶＡＤ）、持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）システム、二相性気道陽圧（ＢｉＰＡＰ）システム、非侵襲陽圧呼吸器（ＮＩＰＰＶ）、加熱式大流量鼻カニューレアプリケーション、噴霧器、膜型人工肺（ＥＣＭＯ）、心肺バイパスシステム、自動化ＣＰＲシステム、酸素送達システム、酸素濃縮システム、酸素生成システム、および／または自動化体外式除細動器（ＡＥＤ）から成る群から選択される装置と併用される、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項６】
酸素生成器または酸素濃縮器との併用により酸化窒素の生成を増大させる、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項７】
前記制御装置が、周波数およびデューティサイクルの制御によって、ＡＣ波形の形状を制御するように構成された、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項８】
前記制御装置が、高電圧回路の共振周波数を測定し、ＡＣ波形の周波数およびデューティサイクルを制御して、前記高電圧回路の励起を最大化する、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項９】
前記共振周波数が、当該システムの耐用年数全体を通じて決定され、環境条件の変化、システム耐久性、および／または製造差異に対応する、請求項８に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項１０】
前記共振周波数が、当該システムの起動時に自動的に決定される、請求項８に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項１１】
前記共振周波数が、各患者治療の開始時に自動的に決定される、請求項８に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項１２】
前記共振周波数が、当該システムの起動時に共振探索が不要となるように、使用と使用の間にメモリに格納される、請求項８に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項１３】
ユーザインターフェースが、ユーザによる当該システムとの相互対話、当該システムおよび酸化窒素生成に関する情報の確認、ならびに酸化窒素生成と関連するパラメータの制御を可能にする、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項１４】
前記ユーザインターフェースが、警報状態、バッテリ充電状態、外部電源接続、カートリッジ余寿命、Ｏ２流検出、ＧＳＭ接続、および／またはＮＯ生成の照明インジケータを含む、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項１５】
ユーザの音声入力を受け付けるマイクをさらに備えた、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項１６】
ＧＳＭ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷｉＦｉ、および／または他の接続用の１つまたは複数のアンテナをさらに備えた、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項１７】
前記１つまたは複数のプラズマチャンバと流体連通したリザーバの形態の反応ガス源をさらに備えた、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項１８】
前記反応ガス源が、ポンプである、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項１９】
病院外で使用するための携帯用である、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項２０】
１つまたは複数のプラズマチャンバへの特定流量での加圧反応ガスの解放を可能にするように構成された反応物流路と、
前記１つまたは複数のプラズマチャンバに位置付けられ、前記１つまたは複数のプラズマチャンバを通る前記反応ガスの流れを用いて酸化窒素を含む生成ガスを生成するように構成された１つまたは複数の電極と、
前記反応ガスにおいて生成される酸化窒素の量を調節するように構成された制御装置であり、高電圧回路の共振周波数を測定し、ＡＣ波形の周波数およびデューティサイクルを制御して、前記高電圧回路の励起を最大化する、制御装置と、
１つまたは複数の捕集経路を含み、前記１つまたは複数のプラズマチャンバにより生成された前記生成ガスからＮＯ２を除去するように構成された使い捨てカートリッジと、
前記生成ガスを患者送達装置に送達するコネクタと、
を備えた、装着型酸化窒素生成システム。
【請求項２１】
蘇生器具、人工呼吸器、除細動器、心室補助装置（ＶＡＤ）、持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）システム、二相性気道陽圧（ＢｉＰＡＰ）システム、非侵襲陽圧呼吸器（ＮＩＰＰＶ）、加熱式大流量鼻カニューレアプリケーション、噴霧器、膜型人工肺（ＥＣＭＯ）、心肺バイパスシステム、自動化ＣＰＲシステム、酸素送達システム、酸素濃縮システム、酸素生成システム、および自動化体外式除細動器（ＡＥＤ）から成る群から選択される装置と一体化された、請求項２０に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項２２】
病院外で使用するための携帯用である、請求項２０に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項２３】
１つまたは複数のプラズマチャンバへの特定流量での加圧反応ガスの解放を可能にするように構成された反応ガス流路と、
前記１つまたは複数のプラズマチャンバに位置付けられ、前記１つまたは複数のプラズマチャンバを通る前記反応ガスの流れを用いて酸化窒素を含む生成ガスを生成するように構成された１つまたは複数の電極と、
前記反応ガスにおいて生成される酸化窒素の量を調節するように構成された制御装置と、
１つまたは複数の捕集経路を含み、前記１つまたは複数のプラズマチャンバにより生成された前記生成ガスからＮＯ２を除去するように構成された使い捨てカートリッジと、
酸化窒素の生成を増大させる酸素生成器または酸素濃縮器と、
前記生成ガスを患者送達装置に送達するコネクタと、
を備えた、装着型酸化窒素生成システム。
【請求項２４】
蘇生器具、人工呼吸器、除細動器、心室補助装置（ＶＡＤ）、持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）システム、二相性気道陽圧（ＢｉＰＡＰ）システム、非侵襲陽圧呼吸器（ＮＩＰＰＶ）、加熱式大流量鼻カニューレアプリケーション、噴霧器、膜型人工肺（ＥＣＭＯ）、心肺バイパスシステム、自動化ＣＰＲシステム、および自動化体外式除細動器（ＡＥＤ）から成る群から選択される装置と一体化された、請求項２３に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項２５】
病院外で使用するための携帯用である、請求項２３に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２０１７年２月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／４６３，９４３号、２０１７年２月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／４６３，９５６号、２０１７年５月２２日に出願された米国仮特許出願第６２／５０９，３９４号、２０１７年９月１日に出願された米国仮特許出願第６２／５５３，５７２号、２０１７年１０月１８日に出願された米国仮特許出願第６２／５７４，１７３号、および２０１８年１月７日に出願された米国仮特許出願第６２／６１４，４９２号の利益および優先権を主張するものであり、これら出願それぞれのすべての内容を参照により本明細書に援用する。
【０００２】
本発明は、換気装置と併用するための酸化窒素を生成するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
酸化窒素は、病気、特に、心臓病および呼吸器疾患の治療の多くの方法において有用であることが分かっている。ＮＯを生産してＮＯガスを患者に送達する従来のシステムには、多くの不都合がある。たとえば、タンクに基づくシステムでは、高濃度のＮＯガスの大型タンクが必要であり、治療の再開時にＮＯでパージする必要がある。ＮＯ２またはＮ２Ｏ４からＮＯを合成するには、有害化学物質の取り扱いが必要となる。従来の電気生成システムでは、患者に送達される空気の主流中のプラズマ生成を伴い、危険な量のＮＯ２またはＯ３を生成する。
【発明の概要】
【０００４】
本開示は、病院の内外両方で使用する携帯用酸化窒素生成・送達システム、方法、および装置を対象とする。
【０００５】
装着型酸化窒素生成システムが提供され、いくつかの実施形態において、装着可能に構成されたハウジングと、ハウジングに位置付けられた反応ガス流路と、を備える。反応ガス流路は、１つまたは複数のプラズマチャンバへの特定流量での加圧反応ガスの解放を可能にするように構成されている。１つまたは複数の電極が１つまたは複数のプラズマチャンバに位置付けられ、１つまたは複数のプラズマチャンバを通る反応ガスの流れを用いて酸化窒素を含む生成ガスを生成するように構成されている。制御装置が、反応ガスにおいて生成される酸化窒素の量を調節するように構成され、１つまたは複数の捕集経路を含む使い捨てカートリッジが、１つまたは複数のプラズマチャンバにより生成された生成ガスからＮＯ２を除去するように構成されている。また、生成ガスを患者送達装置に送達するコネクタが設けられている。
【０００６】
いくつかの実施形態において、使い捨てカートリッジは、入口フィルタ、排出捕集器、ならびに／または１つもしくは複数の排出フィルタを含む。また、いくつかの実施形態において、このシステムは、１つまたは複数の捕集経路からＮＯ濃縮空気を受け入れるように位置決めされ、ＮＯ濃縮空気をフィルタリングするように構成された１つまたは複数のフィルタをさらに備える。いくつかの実施形態において、患者送達装置は、鼻カニューレ、耳の近くに位置付けられたチューブ、および気管と連通したチューブから成る群から選択される。
【０００７】
いくつかの実施形態において、このシステムは、蘇生器具、人工呼吸器、除細動器、心室補助装置（ＶＡＤ）、持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）システム、二相性気道陽圧（ＢｉＰＡＰ）システム、非侵襲陽圧呼吸器（ＮＩＰＰＶ）、加熱式大流量鼻カニューレアプリケーション、噴霧器、膜型人工肺（ＥＣＭＯ）、心肺バイパスシステム、自動化ＣＰＲシステム、酸素送達システム、酸素濃縮システム、酸素生成システム、および／または自動化体外式除細動器（ＡＥＤ）から成る群から選択される装置と併用される。いくつかの実施形態において、このシステムは、酸素生成器または酸素濃縮器との併用により酸化窒素の生成を増大させる。
【０００８】
いくつかの実施形態において、制御装置は、周波数およびデューティサイクルの制御によって、ＡＣ波形の形状を制御するように構成されている。いくつかの実施形態において、制御装置は、高電圧回路の共振周波数を測定し、ＡＣ波形の周波数およびデューティサイクルを制御して、高電圧回路の励起を最大化する。いくつかの実施形態において、共振周波数は、システムの耐用年数全体を通じて決定され、環境条件の変化、システム耐久性、および／または製造差異に対応する。いくつかの実施形態において、共振周波数は、システムの起動時に自動的に決定される。いくつかの実施形態において、共振周波数は、各患者の治療の開始時に自動的に決定される。いくつかの実施形態において、共振周波数は、システムの起動時に共振探索が不要となるように、使用と使用の間にメモリに格納される。
【０００９】
いくつかの実施形態において、ユーザインターフェースにより、ユーザはシステムと対話し、システムおよび酸化窒素生成に関する情報を確認し、ならびに酸化窒素生成と関連するパラメータの制御を行うことができる。いくつかの実施形態において、ユーザインターフェースは、警報状態、バッテリ充電状態、外部電源接続、カートリッジ余寿命、Ｏ２流量検出、ＧＳＭ接続、および／またはＮＯ生成の照明インジケータを含む。
【００１０】
また、いくつかの実施形態において、このシステムは、ユーザの音声入力を受け付けるマイクを備える。また、いくつかの実施形態において、このシステムは、ＧＳＭ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｗｉ−Ｆｉ、および／または他の接続用の１つまたは複数のアンテナを備える。また、いくつかの実施形態において、このシステムは、１つまたは複数のプラズマチャンバと流体連通したリザーバの形態の反応ガス源を備える。いくつかの実施形態において、反応ガス源は、ポンプである。いくつかの実施形態において、このシステムは、病院外で使用するための携帯用である。
【００１１】
いくつかの実施形態において、装着型酸化窒素生成システムが提供され、１つまたは複数のプラズマチャンバへの特定流量での加圧反応ガスの解放を可能にするように構成された反応物流路と、１つまたは複数のプラズマチャンバに位置付けられ、１つまたは複数のプラズマチャンバを通る反応ガスの流れを用いて酸化窒素を含む生成ガスを生成するように構成された１つまたは複数の電極と、を備える。制御装置が反応ガスにおいて生成される酸化窒素の量を調節するように構成されている。制御装置は、高電圧回路の共振周波数を測定し、ＡＣ波形の周波数およびデューティサイクルを制御して、高電圧回路の励起を最大化する。使い捨てカートリッジが、１つまたは複数の捕集経路を含み、１つまたは複数のプラズマチャンバにより生成された生成ガスからＮＯ２を除去するように構成されている。また、生成ガスを患者送達装置に送達するコネクタが設けられている。
【００１２】
いくつかの実施形態において、このシステムは、蘇生器具、人工呼吸器、除細動器、心室補助装置（ＶＡＤ）、持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）システム、二相性気道陽圧（ＢｉＰＡＰ）システム、非侵襲陽圧呼吸器（ＮＩＰＰＶ）、加熱式大流量鼻カニューレアプリケーション、噴霧器、膜型人工肺（ＥＣＭＯ）、心肺バイパスシステム、自動化ＣＰＲシステム、酸素送達システム、酸素濃縮システム、酸素生成システム、および自動化体外式除細動器（ＡＥＤ）から成る群から選択される装置と一体化されている。いくつかの実施形態において、このシステムは、病院外で使用するための携帯用である。
【００１３】
いくつかの実施形態において、装着型酸化窒素生成システムが提供され、１つまたは複数のプラズマチャンバへの特定流量での加圧反応ガスの解放を可能にするように構成された反応ガス流路と、１つまたは複数のプラズマチャンバに位置付けられ、１つまたは複数のプラズマチャンバを通る反応ガスの流れを用いて酸化窒素を含む生成ガスを生成するように構成された１つまたは複数の電極と、反応ガスにおいて生成される酸化窒素の量を調節するように構成された制御装置と、を備える。使い捨てカートリッジが、１つまたは複数の捕集経路を含み、１つまたは複数のプラズマチャンバにより生成された生成ガスからＮＯ２を除去するように構成されており、酸化窒素の生成を増大させるために酸素生成器または酸素濃縮器が用いられる。また、生成ガスを患者送達装置に送達するコネクタが設けられている。
【００１４】
いくつかの実施形態において、このシステムは、蘇生器具、人工呼吸器、除細動器、心室補助装置（ＶＡＤ）、持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）システム、二相性気道陽圧（ＢｉＰＡＰ）システム、非侵襲陽圧呼吸器（ＮＩＰＰＶ）、加熱式大流量鼻カニューレアプリケーション、噴霧器、膜型人工肺（ＥＣＭＯ）、心肺バイパスシステム、自動化ＣＰＲシステム、および自動化体外式除細動器（ＡＥＤ）から成る群から選択される装置と一体化されている。いくつかの実施形態において、このシステムは、病院外で使用するための携帯用である。
【００１５】
また、携帯用の装着型システムによりＮＯを生成する方法が提供され、装着型ハウジングに位置付けられた反応ガス流路を提供することを含む。反応ガス流路は、１つまたは複数のプラズマチャンバに対して、特定流量で加圧反応ガスを解放する。また、この方法は、１つまたは複数のプラズマチャンバに位置付けられた１つまたは複数の電極を用いることにより、１つまたは複数のプラズマチャンバを通る反応ガスの流れを用いて酸化窒素を含む生成ガスを生成することを含む。制御装置が、反応ガスにおいて生成される酸化窒素の量を調節し、１つまたは複数の捕集経路を含む使い捨てカートリッジが、１つまたは複数のプラズマチャンバにより生成された生成ガスからＮＯ２を除去する。生成ガスは、コネクタを用いて患者送達装置に送達される。
【００１６】
いくつかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、他のシステムと一体化可能である。一実施形態において、左心または右心不全を患う患者は、心室補助装置（ＶＡＤ）を受け入れることにより、血液の送り出しを補助可能であり、ＮＯ生成システムは、ＶＡＤシステムとの併用または一体化により、肺を通じた血液の送り出しの負荷を低減可能である。この送り出しの負荷の低減により、ＶＡＤのサイズ、ＶＡＤバッテリ要件が抑えられ、患者の酸素供給を改善可能である。一実施形態において、ＮＯ生成装置がＡＥＤと併用可能である。心不全を患う人は、心臓（心筋梗塞または心臓発作）および脳（脳卒中）を含めて、組織が酸素欠乏に陥っている。ＣＰＲ中のＮＯ投与により、血液の酸素供給が増えるため、それ自体の除細動処置または再開時に心臓が鼓動を再開する可能性が高まる。ＮＯ生成装置は、内部のサブシステムまたは拡張蘇生器具（たとえば、除細動器、ＡＥＤ、人工呼吸器、手動蘇生バッグ、手動胸部圧迫装置、自動化胸部圧迫装置）として構成可能である。一実施形態において、ＮＯ生成システムは、血管反応性をテストするカテーテル処置室における診断ツールとして使用可能である。一実施形態において、ＮＯ生成システムは、ＣＰＲとの併用により、血液の酸素供給を改善することも可能である。たとえば、ＮＯ生成システムは、自動ＣＰＲシステムに組み込まれて、同じバッテリ、ユーザディスプレイ、警報システム、スピーカ、およびマイクロプロセッサを共有可能である。一実施形態において、ＮＯ生成システムは、手動ＣＰＲと協働するように設計可能であるため、この装置は、胸部圧迫の結果としての受動呼吸を検出して、吸入された空気をＮＯで補うことができる。一実施形態において、この装置は、マウス・ツー・マウス蘇生の安全バリアに類似して、口と口との物理的なバリアとして機能することにより、患者に流れるガスをＮＯで補う間、病気の拡大を防止することができる。この装置は、救助者および／または患者に向かう空気流の存在を検出することにより、救助者が患者に息を吹き込む際にＮＯを生成可能である。一実施形態において、ＮＯ生成システムは、継続的にというよりはむしろ、患者の活動に使用可能である。たとえば、ＮＯ生成システムは、疾患のある患者または登山家、航空機パイロット、および自転車競技選手等、特に高地での酸素吸収の改善による能力向上に装置を利用する運動選手による使用が可能である。また、一実施形態において、ＮＯ生成器は、持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）および二相性気道陽圧（ＢｉＰＡＰ）を送達して酸素吸収を改善する人工呼吸器またはシステムとの併用または一体化が可能である。一実施形態において、ＮＯ生成システムは、非侵襲陽圧呼吸器（ＮＩＰＰＶ）および／または加熱式大流量鼻カニューレアプリケーションとの併用または一体化が可能である。一実施形態において、ＮＯ生成システムは、噴霧器との併用または一体化により、酸素吸収および薬物吸収を改善可能である。一実施形態において、ＮＯ生成システムは、膜型人工肺（ＥＣＭＯ）または心肺バイパスとの併用により、抗凝固剤（たとえば、ヘパリン）の必要性を抑えるようにしてもよい。
【００１７】
本開示は、例示的な実施形態の非限定的な例として複数の図面を参照することにより、以下の詳細な説明においてさらに説明するが、図面の複数図全体を通して、同じ参照番号は同様の部分を表す。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】移動式ＮＯ生成システムの一実施形態の図である。
【図２】移動式ＮＯ生成システムの一実施形態の図である。
【図３】移動式携帯用ＮＯ生成システムの一実施形態の図である。
【図４】移動式ＮＯ生成装置の一実施形態の複数の図である。
【図５Ａ】側部に位置付けられた捕集カートリッジを有する移動式ＮＯ生成装置の一実施形態の図である。
【図５Ｂ】底部に位置付けられた捕集カートリッジを有する移動式ＮＯ生成装置の一実施形態の図である。
【図５Ｃ】上部のカニューレ・Ｏ２接続部および側部のユーザインターフェースを有する移動式ＮＯ生成装置の一実施形態の図である。
【図５Ｄ】側部の捕集器を有する移動式ＮＯ生成装置の一実施形態の図である。
【図５Ｅ】同じ表面に位置付けられた捕集器差し込み、ガス接続部、およびユーザインターフェースを有する移動式ＮＯ生成装置の一実施形態の図である。
【図６】一方の表面のユーザインターフェースおよび別の表面に取り外し可能に取り付けられた捕集カートリッジを備えたＮＯ生成システムの例示的な一実施形態の図である。
【図７】移動式ＮＯ生成システムの例示的な一実施形態の図である。
【図８Ａ】移動式ＮＯ生成システムと併用する鼻カニューレの一実施形態の図である。
【図８Ｂ】移動式ＮＯ生成システムと併用するプロングを有する鼻カニューレの一実施形態の図である。
【図９】鼻プロングの端部に三尖弁を備えた鼻カニューレの例示的な一実施形態の図である。
【図１０】各プロングに２つのルーメンを備えた例示的な鼻カニューレの図である。
【図１１】口用のプロングを備えた例示的な鼻カニューレの図である。
【図１２】膨張および非膨張状態の鼻カニューレの種々実施形態の断面図である。
【図１３】ＮＯ生成システムと併用する鼻カニューレのプロング設計の一実施形態の図である。
【図１４】空気ルーメンが穿孔されたカニューレおよび管類の一実施形態の図である。
【図１５】空気ルーメンが穿孔されたカニューレおよび管類の一実施形態の図である。
【図１６】移動式ＮＯ生成装置の一実施形態の図である。
【図１７】穿孔空気ルーメンおよび捕集器を備えたカニューレおよび管類の一実施形態の図である。
【図１８】２つのルーメンを有し、ＮＯ２吸収材をカニューレルーメンの一方に備えた二重ルーメンカニューレの一実施形態の図である。
【図１９】ドッキングステーションに位置決めされたＮＯ生成システムの一実施形態の図である。
【図２０Ａ】高圧で動作し得る装着型ＮＯ生成器を通る空気圧通路の一実施形態の図である。
【図２０Ｂ】高圧で動作し得る装着型ＮＯ生成器を通る空気圧通路の一実施形態の図である。
【図２１】流量制御が第１および第２の弁により実現される弁アセンブリの一実施形態の図である。
【図２２】装着型ＮＯ生成システムの一実施形態の図である。
【図２３】ＮＯ生成システムと併用するカートリッジの一実施形態の図である。
【図２４】携帯用ＮＯ生成装置内の空気圧通路の一実施形態を示した図である。
【図２５】携帯用ＮＯ生成装置内の空気圧通路の一実施形態を示した図である。
【図２６】携帯用ＮＯ生成装置内の空気圧通路の一実施形態を示した図である。
【図２７】携帯用ＮＯ生成システムの使い捨て浄化カートリッジおよび嵌め合い空気圧構成要素の一実施形態の図である。
【図２８】図２７の使い捨て浄化カートリッジを示した図である。
【図２９】捕集カートリッジの一実施形態を示した図である。
【図３０】ＮＯ生成システムにおいてＮＯを生成する電極アセンブリの一実施形態の図である。
【図３１】ＮＯ生成システムにおいてＮＯを生成する電極アセンブリの一実施形態の図である。
【図３２】ＮＯ生成システムにおいてＮＯを生成する電極アセンブリの一実施形態の図である。
【図３３】底打ちの機構を備えた電極の種々実施形態を示した図である。
【図３４】電極間隙を横切る空気流を可能にする電極アセンブリの一実施形態の図である。
【図３５】電極アセンブリの一実施形態の図である。
【図３６】電極、高電圧変圧器、およびプラズマチャンバが統合された一実施形態を示した図である。
【図３７】装置筐体の側壁のうちの１つに固定されたマニホールドを備えた携帯用ＮＯ装置の一実施形態の図である。
【図３８】装置筐体の側壁のうちの１つに固定されたマニホールドを備えた携帯用ＮＯ装置の一実施形態の図である。
【図３９】装置筐体の後壁に固定されたマニホールドを備えた携帯用ＮＯ装置の一実施形態の図である。
【図４０】装置筐体の後壁に固定されたマニホールドを備えた携帯用ＮＯ装置の一実施形態の図である。
【図４１】ポンプ以外のマニホールドもガス流制御も備えない携帯用ＮＯ装置の一実施形態の図である。
【図４２】ＮＯ生成システムの電気的および空気圧的レイアウトの図である。
【図４３】ＮＯ生成システムと併用する例示的なユーザインターフェースの図である。
【図４４】バッテリ寿命、カートリッジ寿命、および電源に関する状態インジケータを表示する例示的なユーザインターフェース画面の図である。
【図４５】例示的なユーザインターフェースの図である。
【図４６】外部装置と連通したＮＯ生成システムの一実施形態の図である。
【図４７】ＮＯ送達ルーメン内で測定されたカニューレ差圧の上昇としての吸気事象の検出と関連するグラフを示した図である。
【図４８】移動式ＮＯ生成装置の一実施形態の図である。
【図４９】移動式ＮＯ生成装置の一実施形態の図である。
【図５０】移動式ＮＯ生成装置の一実施形態の図である。
【図５１】制御装置筐体の一実施形態の断面図である。
【図５２】吸気に先立つ鼻カニューレ内のＮＯの体積を段階分けする携帯用ＮＯ生成器の一実施形態の図である。
【図５３】電極アセンブリの一実施形態を伴うＮＯ生成システムの一実施形態の図である。
【図５４】開放モータが直接取り付けられたＮＯ生成装置筐体の一実施形態の図である。
【図５５】携帯用ＮＯ生成装置の電子機器の一実施形態の図である。
【図５６】図５５のユーザ制御・監視（ＵＣＭ）回路の一実施形態の図である。
【図５７】ＮＯ生成・送達システムの電気的および空気圧的概略の図である。
【図５８】カートリッジ弁マニホールドを備えたＮＯ・送達装置の一実施形態の図である。
【図５９】ＮＯの再循環の一実施形態を示した図である。
【図６０】貯蔵されたＮＯ含有ガスからＮＯ２を継続的に除去する再循環ループの一実施形態の図である。
【図６１】再循環ガスがＮＯ生成器を通って流れ戻るシステムの一実施形態の図である。
【図６２】さまざまな装着型携帯用ＮＯ生成装置を示した図である。
【図６３】酸素濃縮器とともにバックパックに装入された携帯用ＮＯ装置の一実施形態の図である。
【図６４】ＬＶＡＤと併せた携帯用ＮＯ生成装置の例示的な一実施形態の図である。
【図６５】携帯用ＮＯ装置が別の治療と併せて適正に用いられるようにする方法の例示的なフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
上記特定の図面は、本開示の実施形態を示すものの、以下に示すように、他の実施形態も考えられる。本開示は、代表として例示的な実施形態を提示するが、何ら限定するものではない。当業者であれば、本開示の実施形態の原理の範囲および主旨に含まれる他の多くの改良例および実施形態を考案可能である。
【００２０】
以下の説明は、例示的な実施形態を提供するに過ぎず、本開示の範囲、適用可能性、または構成の制限を意図したものではない。むしろ、例示的な実施形態に関する以下の説明は、当業者に対して、１つまたは複数の例示的な実施形態を実現する実施可能説明を提供することになる。本開示の実施形態の主旨および範囲から逸脱することなく、要素の機能および配置の種々変更が可能であることが理解されよう。
【００２１】
以下の説明においては、具体的詳細を与えることにより、実施形態の十分な理解が得られるようにする。ただし、当業者であれば、これらの具体的詳細なく実施形態を実行可能であることが理解されよう。たとえば、本開示の実施形態のシステム、プロセス、および他の要素は、実施形態の詳細が無駄に不明瞭となることがないように、ブロック図の形態の構成要素として示す場合がある。他の例では、実施形態が不明瞭となることがないように、周知のプロセス、構造、および技術を無駄な詳細なく示す場合がある。
【００２２】
なお、個々の実施形態は、フローチャート、フロー図、データフロー図、構造図、またはブロック図として示されるプロセスとして説明する場合もある。フローチャートは、逐次プロセスとして動作を説明し得るが、これら動作の多くは、並列または同時に実行可能である。また、動作の順序は、並び替えが可能である。プロセスは、その動作が完了した場合に終了となり得るが、説明も図中の包含もない別のステップを有することも可能である。さらに、詳細に説明する任意のプロセスのすべての動作がすべての実施形態において行われ得るわけではない。プロセスは、方法、関数、手順、サブルーチン、サブプログラム等に対応し得る。プロセスが関数に対応する場合、その終了は、呼び出し元関数またはｍａｉｎ関数に関数を返すことに対応する。
【００２３】
以下、本明細書の一部を構成するとともに例示として本開示の具体的かつ例示的な態様および実施形態を示す添付の図面を参照して、主題をさらに詳しく説明する。ただし、主題は、多様な異なる形態で具現化されるようになっていてもよく、網羅または請求される主題は、本明細書に記載の如何なる例示的な実施形態にも限定されないとの解釈が意図されるものである。例示的な実施形態は、例示を目的として提供するに過ぎない。したがって、以下の詳細な説明は、限定的に捉えられることを意図したものではない。
【００２４】
一般的に、専門用語は、文脈中の使用から少なくとも部分的に理解され得る。たとえば、本明細書において使用する「および（ａｎｄ）」、「または（ｏｒ）」、または「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」等の用語は、これらの用語が使用される文脈によって少なくとも部分的に決まり得る多様な意味を含んでいてもよい。通常、「Ａ、Ｂ、またはＣ」等のリストの関連付けに用いられる場合の「または（ｏｒ）」は、包括的な意味で使用される「Ａ、Ｂ、およびＣ」のほか、排他的な意味で使用される「Ａ、Ｂ、またはＣ」の意味が意図される。また、本明細書において使用する用語「１つまたは複数（ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ）」は、文脈によって少なくとも部分的に決まるが、単数の意味で任意の特徴、構造、または特性を表すのに用いられる場合もあるし、複数の意味で特徴、構造、または特性の組み合わせを表すのに用いられる場合もある。同様に、「ａ」、「ａｎ」、または「ｔｈｅ」等の用語についても、少なくとも部分的に文脈に応じて、単数使用の伝達または複数使用の伝達として了解され得る。また、用語「〜に基づく（ｂａｓｅｄ  ｏｎ）」は、因子の排他的集合の伝達を必ずしも意図しないものと了解され得、代わりに、この場合も少なくとも部分的に文脈に応じて、必ずしも明示的に記載されない付加的な因子の存在を許可するものであってもよい。
【００２５】
本明細書の全体を通して、用語「ポンプ」は、ガス中に流れおよび／または圧力ヘッドを生成可能な構成要素を表すのに用いられる。その例としては、圧縮機、求心ポンプ、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプ、超音波ポンプ、圧電ポンプ、ファン等が挙げられるが、これらに限定されない。また、反応ガスの流れを要する設計によれば、外部加圧源からの反応ガスの流れを受けることにより、内部ポンプ構成要素の必要性を無くすことができる。
【００２６】
本明細書の全体を通して、用語「捕集器」は、ガス混合物からＣＯ２、ＮＯ２、またはＯ３のうちの１つまたは複数を除去する構成要素を表すのに用いられる。本明細書においては、これを区別なく「浄化器」とも称する。その例としては、ソーダ石灰、ｎｏＸｏｎ、およびゼオライトが挙げられるが、これらに限定されない。
【００２７】
本明細書の全体を通して、用語「カニューレ」は、ＮＯ含有生成ガスをＮＯ生成器から患者に運ぶ導管を表すのに用いられる。本明細書の目的のため、フェイスマスク、ＣＰＡＰマスク、Ｂｉ−ＰＡＰマスク、Ｓｃｏｏｐカテーテル、シングルルーメン経気管カテーテル、マルチルーメン経気管カテーテル等、他の種類の送達導管も同義と考えられる。
【００２８】
本開示は、他の治療用装置への埋め込みまたは単独使用が可能な携帯用の小型酸化窒素（ＮＯ）生成システムおよび方法に関する。携帯用ＮＯ生成装置は、持ち運び可能で、患者の自宅または旅行中等の如何なる場所でも使用するのに十分小さいため、如何なる場所または状況においても、ＮＯを生成して患者に送達することができる。移動式ＮＯ生成システムのサイズおよび携帯性によれば、患者は、病院内または出先の病院外でシステムを使用可能であり、病院、診療所、または他の医療機関にいることなく、呼吸ガス送達装置を通じてＮＯ送達の利益を享受することができる。いくつかの実施形態において、移動式ＮＯ生成システムは、制御装置および使い捨てカートリッジで構成可能である。カートリッジは、ＮＯ生成に用いられるガスを準備するためおよび／または患者の吸入に先立つ出力ガスの浄化および／またはフィルタリングを行うフィルタおよび／または捕集器を含み得る。いくつかの実施形態において、このシステムは、酸素濃縮器を利用することにより、酸化窒素の生成を増大させ、ＮＯ２形成の量を抑えるとともに、独立装置として酸素生成器の動作を補完することができる。
【００２９】
図１および図２は、移動式ＮＯ生成システムの実施形態を示している。図１は、ＮＯを含む生成ガスを患者に送達するカニューレ１２等の送達装置を具備し、フィルタ／捕集器２８を含む、携帯用移動式ＮＯ生成システム１０の一実施形態を示している。制御装置１４は、多様なセンサを用いることにより、プラズマチャンバ１６によるＮＯの生成を制御するように構成されている。制御装置１４は、ユーザによるやり取りのためのＬＥＤおよびボタンを備えたＣＰＵ１８、高電圧回路２０、電源２２、誘導充電器２４、ならびにポンプ制御装置２６を具備する。図２は、カニューレ３２等の送達装置と、捕集器を内部に含む使い捨て交換式カートリッジ３４とを具備する携帯用移動式ＮＯ生成システム３０の一実施形態を示している。
【００３０】
いくつかの実施形態において、例示的な携帯用ＮＯ生成システムは、反応ガスを取り込んでプラズマチャンバに送達する構成要素を具備する。プラズマチャンバは、高電圧回路の使用により、所望量のＮＯを含む生成ガスを反応ガスから生成するように構成された１つまたは複数の電極を内部に具備する。このシステムは、高電圧回路および電極と電気連通して、システム内の条件、生成ガスを患者に送達する別個の装置に関する条件、および／または生成ガスを受け入れる患者に関する条件と関連する１つまたは複数の制御パラメータを用いることにより、生成ガス中のＮＯの濃度を制御するように構成された制御装置を具備する。また、制御装置は、ユーザによるシステムとの対話、システムおよびＮＯ生成に関する情報の確認、ならびにＮＯ生成と関連するパラメータの制御を可能にするユーザインターフェースと通信する。
【００３１】
図３は、移動式携帯用ＮＯ生成システム４０の一実施形態である。システム４０は、制御装置４２および使い捨てカートリッジを具備する。制御装置の保持に基部４４またはドッキングステーションを使用可能であり、制御装置のバッテリを充電するように構成可能である。
【００３２】
図４は、移動式ＮＯ生成システム５０の例示的な一実施形態のさまざまな図を示している。上述の通り、このシステムは、使用および運搬を容易化できるように、携帯可能で小型に構成されている。いくつかの実施形態において、このシステムは、そのサイズおよび移動性により、他の呼吸装置との併用または一体化が可能である。カートリッジ５２ａ、５２ｂ、５２ｃの場所のさまざまな選択肢を図４に示す。
【００３３】
いくつかの実施形態において、装置の上部は、ボタンおよび表示情報を含むユーザインターフェース用に確保されている。筐体の側部の隆起部の上縁部には、カニューレ・酸素接続部が構成されている。装置６０の側部を含む複数の場所に捕集カートリッジ６２を位置付け可能である（図５Ａ）。また、装置６４の底部６６に捕集カートリッジ６６を位置付け可能である（図５Ｂ）。いくつかの実施形態において、カニューレ・Ｏ２接続部が装置６８の上部にあり、ユーザインターフェース７０が側部にあり（図５Ｃ）、捕集器７２が側部（図５Ｄ）または底部に存在し得る。いくつかの実施形態において、捕集器差し込み、ガス接続部、およびユーザインターフェースがすべて、装置７４の同じ表面７６に位置付けられる（図５Ｅ）。
【００３４】
図６は、一方の表面のユーザインターフェース８２および別の表面に取り外し可能に取り付けられた捕集カートリッジを備えたＮＯ生成装置８０の一実施形態を示している。いくつかの実施形態において、外部源８４からの酸素が取り外し可能なカートリッジを流れる。カートリッジ上の二重ルーメンカニューレ接続部８６が酸素およびＮＯ含有ガスの独立した出力を与える。いくつかの実施形態において、酸素が装置８０に直接つながっている。筐体上の固定点８８ａ、８８ｂによれば、装置を持ち運ぶショルダーストラップ、バックパップ、ベルト、または他の手段の接続が可能となる。図の右側に示す付属構成要素９０には、自動車のシガーソケットのアダプタ、壁コンセント、および外部バッテリパックを含む。
【００３５】
図７は、携帯用ＮＯ生成装置１００の内部構成要素の一実施形態を示している。
【００３６】
患者送達装置
ＮＯ濃縮生成ガスの形態の生成ＮＯは、多様な方法で患者に送達可能である。いくつかの実施形態において、ＮＯは、鼻カニューレを通じて送達される。いくつかの実施形態において、ガスは、患者の鼻の近傍にある孔のアレイから出て、カニューレと鼻との間の空間で混ざり合う。カニューレには、多様な構成を含み得る。いくつかの実施形態において、カニューレ１１０の孔は、図８Ａに示すように、プロングを使用せずに鼻の直下に位置決めされる。いくつかの実施形態において、カニューレ１２０は、図８Ｂに示すように、患者の鼻の一部に位置決め可能なプロング１２２ａ、１２２ｂを含み得る。プロング１２２ａ、１２２ｂは、混合チャンバとして機能するとともに、流れを鼻中に導き得る。カニューレのプロングは、口中にも導き得ることが了解されよう。プロングには、単一のルーメンまたは複数のルーメンを含み得る。
【００３７】
いくつかの実施形態において、この装置は、一方がＮＯ用でもう一方がＯ２用の二重ルーメンカニューレを具備し得る。いくつかの実施形態において、２つのガスは、カニューレを出る前に鼻の基部で混ざり合う。いくつかの実施形態において、Ｏ２およびＮＯが各鼻孔に送達され、鼻孔内で混合が生じるように、ＮＯおよびＯ２が独立したルーメンにおいて運搬され、二重ルーメン鼻プロングを通じて送達される。これにより、一方の鼻孔が損なわれている（一部または全部が塞がれている）場合に、両医療用ガスの患者への送達が可能になる。また、この構成により、高レベルのＯ２に対するＮＯの曝露が可能な限り遅くなるため、ＮＯ２の形成が最小限に抑えられる。
【００３８】
図９は、鼻プロング１３６、１３８の端部に三尖弁１３２、１３４を備えた例示的な鼻カニューレ１３０を示している。ＮＯが患者に押し込まれると弁が開く。弁は、呼気の間は閉じて、呼気ガスおよび湿気がカニューレに進入しないようにする。図１０は、各プロング１４２、１４４に２つのルーメン１４６ａ、１４６ｂ、１４８ａ、１４８ｂを備えた例示的な鼻カニューレ１４０を示している。各プロングにおいては、ＮＯが一方のルーメンを通じて送達され、Ｏ２が第２のルーメンを通じて送達される。吸気検出は、一方のルーメンを通じて行うことができる。図１１は、口用のプロング１５２を備えた例示的な鼻カニューレ１５０を示している。３つのプロング１５２、１５４、１５６はそれぞれ、Ｏ２およびＮＯを独立して送達する二重ルーメンとすることができる。
【００３９】
いくつかの実施形態において、患者の呼吸と同期して、ＮＯ生成装置の制御装置がＮＯを脈動的に送達するように構成されている。患者の鼻孔に挿入された鼻カニューレのプロングは、吸気流中に直径が膨張し得る。膨張したプロングは、膨張していない場合よりも大きな鼻孔の部分を遮るため、鼻孔への空気の流れを部分的に塞ぐとともに、鼻カニューレからのＮＯ含有ガスを優先し得る。呼気中にプロングの断面積が小さくなるため、膨張していないプロングは、呼気ガスへの重大な妨げにはならない。プロングの断面積の増大は、プロング材料の径方向の非破壊変形によって実現可能である。十分な流れによって、エラストマー材料がねじれて断面積が増大する。また、断面積は、ガスの鼻への送り出し中の鼻プロングの円周方向弾性変形（周ひずみ）によっても増大する。
【００４０】
図１２は、非膨張および膨張状態の鼻カニューレ断面の種々実施形態を示している。患者の呼気中の緩和状態にある鼻プロング１６０、１６２、１６４の３つの例示的な断面を示している。プロング１６６は、膨張状態のプロングの断面を示している。膨張プロング１６６の断面の円形状としては、ＮＯが患者に送り込まれる際の膨張状態の３つすべてのプロング１６０、１６２、１６４の膨張断面となり得る。鼻プロングは任意の断面を有することができ、膨張プロングの断面は、プロングの膨張状態によって常に、患者へのＮＯ送達中の鼻の閉塞が増すことで周囲空気の取り込みが少なくなる限り、任意の形状を有し得る。
【００４１】
いくつかの実施形態において、カニューレ鼻プロングの端部の弁によって、呼気ガスおよび関連する湿気のプロングへの進入が防止される。これは、鼻カニューレ内の湿気の凝縮の防止に役立ち得る。いくつかの実施形態において、尖弁またはダックビル弁の形状の受動弁によって、鼻を通る呼気ガスの閉塞を抑えることができる。ガスが流れていない場合は、断面が小さくなるためである。いくつかの実施形態において、鼻プロングの遠位端に能動弁が位置付けられる。いくつかの実施形態において、弁を能動的に開放することにより吸気が検出された場合、呼吸の間に弁の後方のカニューレ内でＮＯ含有ガスが加圧されて解放される。いくつかの実施形態において、カニューレの圧力が弁のクラッキング圧を超えた場合に、圧力によって作動する「安全」弁が受動的に開放される。カニューレ内の圧力は、受動弁が吸気と同期して開放されるように制御される。
【００４２】
患者が鼻カニューレからガスを吸入する場合、環境からの空気が取り込まれて流れに追加されるため、送達されるガスが希釈される。送達ガスの希釈を防止する特徴を有する例示的な鼻カニューレ１７０を図１３に示す。いくつかの実施形態において、周囲にスカート１７４を有する固有の鼻プロング１７２を含む鼻カニューレ１７０の使用により、送達ガスの希釈を抑えることができる。スカート１７４は、リップシールまたは逆止弁のように作用して、プロング周りの呼気流を許可する一方、鼻孔壁に対する封止によって、周囲空気の取り込みを防止する。
【００４３】
また、鼻カニューレは、装置の識別を可能にする特徴を含み得る。いくつかの実施形態において、鼻カニューレは、装置を識別する固有の識別子を具備する。この固有の識別子は、鼻カニューレの接続部等、さまざまな場所に位置決め可能である。識別子としては、さまざまな形態が可能であり、無線通信用のＲＦＩＤ、直接電気接続用のスマートチップ、もしくは光学的に読み取るスマートバーコード、または識別を可能にするその他任意の機構が挙げられる。いくつかの実施形態において、制御装置は、カニューレの使用時間を監視し、メモリデバイスに書き込んで、その耐用年数の全期間にわたって使用されたことを示す。これによっても、ＮＯ２レベルが高くなり得る非適合カニューレの使用を防止することができる。カニューレのメモリデバイスに書き込み得る他種の情報としては、部品番号、ロット番号、製造日、有効期限、最初の使用日、新旧状態、患者治療情報、装置設定記録、装置警報記録、患者記録エントリ、患者パラメータデータ（呼吸数、心拍数、体温、ＳｐＯ２レベル、ＥｔＣＯ２、活動レベル）がある。
【００４４】
携帯用ＮＯ生成装置の配置に応じて、当該装置が調達する反応ガス（たとえば、周囲空気）の量が変化し得る。たとえば、移動式装置は、バッグの中に入れたり患者のコートの下に装着したりすることが可能である。この種のシナリオにおいて、装置は、反応ガスとして用いられて治療量のＮＯを生成する十分な空気を調達できない場合がある。いくつかの実施形態において、ガス送達方法（カニューレ、フェイスマスク、ＣＰＡＰマスク等）は、図１４に示すように、空気を供給する外部ルーメンを含み得る。空気ルーメン１８２は、カニューレの長さに沿う任意の場所から空気がルーメンに進入し得るように、（穿孔等の）１つまたは複数の開口１８４を有し得る。穿孔は、ＮＯ送達導管の長さに沿ういずれかの場所から装置が空気を引き込み得るようにするのに役立つ（図１７）。第１および第２のルーメン１８２、１８６を備えたカニューレ１８０の一実施形態を図１４に示す。空気が十分な量だけ通過して所望量のＮＯを生成できる限りは、送達装置の如何なる部分に沿う如何なる種類の開口も使用可能であることが了解されよう。
【００４５】
可能な限り長くＮＯをＯ２から遠ざけることによりＮＯ２の形成が最小限に抑えられるということが共通の理解である。このため、図１５に示すカニューレ１９０等の送達装置は、患者への送達前に可能な限り長くＮＯおよびＯ２を分離する特徴を含み得る。いくつかの実施形態において、鼻カニューレ１９０は、図１５に示す例示的なカニューレ１９０に示すように、ＮＯを患者に送達する独立したルーメン１９２であり、Ｏ２がその大きな流量および圧力によってＮＯ流を抑制しないように各プロングを通過する小さなＮＯチューブで終端する、ルーメン１９２と、Ｏ２ルーメン１９４とを特徴とする。いくつかの実施形態において、鼻カニューレは、ベンチュリまたはジェット構成の使用により、ＮＯをＯ２流または吸気流に引き込む。
【００４６】
ガスが患者に達する前にＯ２およびＮＯを混合可能な種々の点がカニューレに沿って存在する。いくつかの実施形態において、患者の鼻に入るまで可能な限り長くＮＯおよびＯ２を部分離した状態に保つことにより、ＮＯ２の形成を抑えることができる。高ＮＯ濃度によるＮＯ２の形成が主たる影響である。いくつかの実施形態において、患者への移動に要する時間が短くなるように、可能な限り素早く、共通ルーメン２０２へのＯ２流とＮＯを混合することができる。このため、高濃度ＮＯを内部でＯ２流に導入する移動式装置２００は、図１６に示すＮＯ生成装置２００の一実施形態に示すように、患者におけるＮＯ２レベルを低くすることができる。
【００４７】
通常、ＮＯ含有ガスは、ＮＯ２に対して捕集されるものの、生成ガス（プラズマ後ガス）内のＮＯ２レベルが十分に低い場合は必ずしも当てはまらない。捕集器を伴ういくつかの実施形態において、捕集器は、制御装置本体／内部、送達チューブ内、および／または患者の近傍に位置付け可能である。いくつかの実施形態において、カニューレチューブは、その長さに沿って一部または全部が捕集材で充填される。いくつかの実施形態において、カニューレの管類が細いのは、捩じれ抵抗が管類自体ではなく管類内の捕集材に由来するためである。いくつかの実施形態において、カニューレの管類は、その長さに沿って全部または一部がＮＯ２吸収捕集材で裏打ちされている。いくつかの実施形態において、ＮＯ捕集器のほか、予備捕集器を備えた鼻カニューレを使用可能である。
【００４８】
いくつかの実施形態において、鼻カニューレが捕集器を含み、携帯用ＮＯ生成装置の制御装置に捕集器は存在しない。装置２１０がカートリッジを一切有していないことから、このシステムは、図１７に示すように、カニューレおよび捕集カートリッジの代わりに１つの使い捨て構成要素２１２（カニューレ）を有する。いくつかの実施形態において、鼻カニューレ２１２は、吸気点の近く（たとえば、鼻の近く）に捕集器を含み得る。
【００４９】
図１８は、第１および第２のルーメン２２２、２２４を有し、ＮＯ２吸収材を一方のカニューレルーメン２２４に備えた二重ルーメンカニューレ２２０を示している。第１のルーメン２２２内を酸素が流れる。いくつかの実施形態において、ＮＯ２吸収材は、カニューレ管類の内径上の被膜または裏張りである。いくつかの実施形態において、捕集材は、各端部にフィルタを備えたカニューレルーメン内の粒子またはペレットから成る。いくつかの実施形態において、酸素およびＮＯ生成ガスは、それぞれ鼻プロングを備えた別個のルーメンを通って流れ出る。
【００５０】
いくつかの実施形態において、鼻カニューレは、吸気点の近く（たとえば、患者（たとえば、患者の鼻）の近く）に捕集器を含む。いくつかの実施形態において、捕集器が患者の耳の後方に位置付けられ、カニューレ管類が耳を包み込む。いくつかの実施形態において、捕集器ハウジングがペンダントのように、患者の首の基部に位置付けられる。
【００５１】
また、カニューレの設計も変更可能である。ＮＯからＮＯ２への継続的な変換により、ＮＯ含有ガスは、患者に入る直前に捕集するのが好都合となり得る。いくつかの実施形態において、鼻カニューレが鼻の下に捕集器を含み得るため、ガスは、患者に入る直前に捕集器を通過する。いくつかの実施形態において、カニューレ管類の長さに沿う捕集器は、ユーザの首の基部においてペンダントのように垂れ下がる。いくつかの実施形態において、鼻カニューレの管類は、捕集材で裏打ちまたは被覆可能である。いくつかの実施形態において、捕集材で裏打ちされた鼻カニューレチューブは、捕集器の消耗のインジケータとして色が変わる材料を含む。いくつかの実施形態において、色が変わる材料は、ｐＨ変化の有無に応じて色が変化するリトマス紙に類似する。いくつかの実施形態において、カニューレ管類の材料自体がＮＯ２を十分に吸収するため、別の捕集材は不要である。
【００５２】
多くの患者が鼻カニューレの使用を気にするのは、それが顔の一部を覆うためである。いくつかの実施形態において、耳の近くの場所から気道にＮＯを送達することも可能である。いくつかの実施形態において、耳から気管までＮＯ送達チューブがトンネル形成されている。いくつかの実施形態において、鼓膜を通ってＮＯが送達され、耳管を通って気道まで達する。いくつかの実施形態において、前頸部の基部の開口を通って気管まで、ＮＯが直接送達される。
【００５３】
いくつかの実施形態において、ＮＯ制御装置内または直後の酸素濃縮器からのＯ２の流れにＮＯが追加される。この手法は、大量のＯ２が用いられる場合のＮＯ２形成の抑制に特に役立つため、制御装置から患者までＮＯが移動するのに要する時間が短くなる。このため、高濃度ＮＯを内部でＯ２流に導入する移動式装置は、患者におけるＮＯ２レベルを抑えられる可能性がある。
【００５４】
ドッキングステーションおよび電源
いくつかの実施形態において、ベース、またはドッキングステーションが設けられる。ベースステーションは、ＮＯ生成装置のバッテリの充電に使用可能である。充電は、電気接続または誘導接続を用いて行われるようになっていてもよい。ベースステーションは、多様な技術を用いて外部装置に接続可能であり、電話線、ケーブルＴＶ接続、Ｗｉ−Ｆｉ接続、およびセルラーネットワーク接続が挙げられるが、これらに限定されない。一実施形態において、ＮＯ生成装置および／または充電ステーションは、情報を表面に投影可能である。たとえば、充電ステーションは、バッテリの充電状態を寝室の天井に投影可能である。
【００５５】
ベースステーションは、さまざまなセンサを含み得る。いくつかの実施形態において、ベースステーションは、１つまたは複数のガス分析センサを含むことにより、ＮＯ生成装置の校正を確認することができる。ＮＯ生成装置がドッキングされている場合、ベースステーションは、ＮＯ含有空気を引き込んで、ＮＯレベルおよび／またはＮＯ２レベルを分析することにより、安全な動作を保証することができる。いくつかの実施形態において、ベースステーションは、カニューレ接続部への接続によって、制御装置の校正を実行することができる。バッテリの充電は校正の時間を与え得るが、校正は、バッテリ充電とは独立に実行される。分析するガスは、カートリッジコネクタから、制御装置、制御装置出力ガスの流れを分割してカニューレガス送達およびガス分析の同時実行を可能にするＴ字型器具、または校正用の専用ガスポートに供給可能である。測定は、電気化学セルにより行い得るが、光学的および化学発光手段も使用可能である。ベースステーションは、ＡＣ電源コンセントまたはＤＣ接続部から受電可能である。たとえば、この電圧として使用可能な１２ＶＤＣが自動車には見つかる。ベースステーションは、ＮＯ生成装置からのデータのダウンロードにも使用可能である。ダウンロードされたデータは、ベースステーション内の格納あるいはインターネット、Ｗｉ−Ｆｉ、有線接続、またはセルラーネットワークもしくは光学的手段による別個の外部格納場所へのエクスポートが可能である。
【００５６】
ＮＯ生成装置への給電には、さまざまな電源を使用可能である。一部のユーザは、昼夜常にＮＯ生成器の使用が必要となる場合がある。これらのユーザは、シャワー等の液体が存在する環境において装置を装着することが必要となる場合もある。液体進入のリスクに対応するため、いくつかの実施形態において、ＮＯ生成装置は、開口が最小のハウジングで設計される。たとえば、装置は、防水にすることができる。バッテリ充電は、多様な方法で実現可能であるが、一実施形態において、筐体の壁を通じた誘導手段によってバッテリを充電可能である。装置の充電には、他のさまざまな接点を使用可能であり、密閉された金メッキ接点が挙げられるが、これに限定されない。いくつかの実施形態において、充電中に内在するＮＯ生成器の入れ子としてベースステーション（すなわち、ドッキングステーション）を設けることができる。
【００５７】
図１９は、ドッキング（すなわち、ベース）ステーション２３２に位置決めされた移動式ＮＯ生成装置２３０の一実施形態を示している。ドッキングステーション２３２は、装置の状態の伝達を可能にする機構または暗闇において当該ドッキングステーションを位置特定する照明機構を含み得る。また、ドッキングステーション２３２は、使い捨て仕切り部を覆うドアを含み得る。
【００５８】
いくつかの実施形態において、液密の筐体内の電気接続によって、バッテリ充電を実現可能である。Ｇｏｒｅ−Ｔｅｘ等のマイクロフィルタを通じてプラズマ生成用の空気が調達されるため、液体の進入が防止される。いくつかの実施形態において、マイクロフィルタが疎水性で、液体の水の進入をさらに防止する。吸気口は、大きな微粒子を捕捉する別のフィルタを有し得る。また、ルーバーおよび／または水トラップによって保護可能である。
【００５９】
いくつかの実施形態において、付属ドッキングステーションを車のシガーソケットまたは車両の他の電気接続に差し込み可能である。ドッキングステーションは、車中の標準的なカップホルダーへの嵌入または車のドアへの引っ掛けが可能である。車のドアに引っ掛かるように、ドッキングステーションは、車の窓ガラスの内面と窓シールとの間に挿入される機構を含み得る。生成器筐体および付属ドッキングステーション内の１つまたは複数の磁石によって、ユーザが生成器をドッキングステーション内に収容するのを補助する。
【００６０】
バッテリを充電できるように、ベースステーションのＮＯ生成器への電力送達能力がバッテリ充電の電力およびＮＯ生成器の動作電力の合計を超える必要があることが了解され得る。バッテリ寿命は変動し得るが、一実施形態において、目標とするバッテリ寿命は１２時間である。充電時間は、バッテリ寿命（たとえば、１２時間）よりも短くする必要があり、そうすることで、ユーザは、１つの装置を使用する一方で、第２の装置を充電することができる。
【００６１】
いくつかの実施形態において、ＮＯ生成装置がそれ自体のバッテリを具備しない。代わりに、この装置は、Ｏ２生成器等の別個の装置に電気接続して、当該他の装置のバッテリまたは電源から電力を引き出すことができる。いくつかの実施形態において、ＮＯ生成器をＯ２生成器ハウジング内に埋め込み可能であり、ＮＯ生成器は、Ｏ２生成器のバッテリ、メモリ、マイクロコントローラ、警報ブザー、ユーザインターフェース、ハウジング、および他の構成要素を共有することができる。ＮＯ生成器は、他の装置とも同様に埋め込みまたは一体化可能であり、ＶＡＤ、噴霧器、加湿器、ＣＰＲ機、Ｂｉ−ＰＡＰ機、ＣＰＡＰ機、加熱・湿潤ジェットカニューレおよび／またはＡＥＤが挙げられるが、これらに限定されないことが了解されよう。
【００６２】
空気源
いくつかの実施形態において、このシステムは、酸素濃縮器を利用可能である。肺高血圧症を患う患者は、高レベルの酸素（Ｏ２）で治療される。大気を処理して、窒素含有物を分離することにより酸素含有量を高くする装置が存在する。これらの装置は、携帯可能かつバッテリ駆動である。このＯ２濃縮器または酸素タンクとのＮＯの同時使用により、Ｏ２の需要の低減および／または患者の移動性の改善がなされることになる。
【００６３】
酸素対窒素が５０／５０の化学量論比でプラズマが生成される場合は、ＮＯ生成が最適化される。大気の酸素レベルは２１％であるが、酸素濃縮器の使用により、空気中の酸素の割合を高くすることができる。いくつかの実施形態において、反応ガスとして酸素濃縮器からの出力を使用可能であり、ＮＯ生成が最適化されるように、ＮＯ生成装置を経由可能である。これにより、所与の動作時間に対して、バッテリのサイズを数倍小さくすることも可能である。
【００６４】
反応ガス源は、Ｏ２濃縮器の出力を超えて変動し得る。場合により、患者は、１００％酸素のタンクまたは１００％の酸素を生成する酸素濃縮器に接続される。いくつかの実施形態において、移動式ＮＯ生成装置は、高Ｏ２含有ガスを大気と混ぜて、Ｏ２濃度を低下させるとともにＮ２濃度を高くすることにより、プラズマチャンバ中のレベルの最適化または純粋な空気の使用が可能である。高濃度の酸素の存在下では、ＮＯがより急速にＯ２へと変換される。したがって、この装置は、可能な限り長くＮＯおよびＯ２を分離された状態に保つ機構を含み得る。いくつかの実施形態において、ゼオライト等のＮ２親和性の材料を含むＮＯ生成装置内のチャンバに空気が圧入される。チャンバが反応ガスで減圧されると、流出ガスが大気よりも高い酸素濃度を有するため、プラズマに曝された場合に高レベルのＮＯを生成する。Ｎ２親和性の材料に担持されたＮ２は、周期的に大気へと排出される。いくつかの実施形態において、Ｎ２は、患者の呼気中に大気へと排出される。いくつかの実施形態において、Ｎ２は、患者の吸気中に大気へと排出される。いくつかの実施形態において、Ｎ２は、最初の反応ガスよりもＮＯが少量または皆無でＮ２が多いガスが後続するＮＯ含有生成ガスの交互パルス列が存在するように、患者の呼気中にプラズマがオフのプラズマチャンバを通って患者に送り込まれる。
【００６５】
呼吸事象は急速に発生するため、ＮＯパルスの送達には、高速のシステム応答を要する。パルスを吸気の前縁と同期させるのが望ましい場合等の場合により、パルスは、吸気の開始の５０ミリ秒以内に開始可能である。これは、ポンプ単独で静止から加速して、ＮＯ含有ガスを鼻に伝達するチューブに、ガス塊を送達し得る時間スケールよりも高速である。高速応答を実現するため、いくつかの実施形態において、移動式装置は、患者の呼気中にＮＯ含有空気塊をリザーバに準備する。吸気が検出された場合は、圧縮源からの空気が解放され、ＮＯ塊がカニューレを通じて患者に送られる。一実施形態において、段階分けリザーバは、１つまたは複数のカニューレルーメンである。一実施形態において、カニューレ内のルーメンは、専用のＮＯ送達ルーメンである。ＮＯ含有ガスは、カニューレ内の患者近くの場所で、リザーバ中の段階分けの前かつリザーバの後に浄化器を通過し得るか、または、ＮＯ２レベルが十分に低い場合は、浄化器を一切通過し得ない。リザーバは、ポンプの動作をＮＯ高濃度ガスの送達から切り離す。ポンプは、リザーバ中の加圧ガスにおいて付与された機械的ポテンシャルエネルギーを保持する。この保持されたポテンシャルエネルギーは、小さなポンプが直接送達し得るよりも高速に、リザーバから解放可能である。一実施形態において、大きなポンプが高速でガスを送達するが、これは、その出力速度を十分高速に変更する能力を妨げるより機械的な慣性を有する。両ソリューション（ポンプならびに／またはポンプおよびリザーバ）とも、高速応答時間を維持しつつ、広範囲の流量を提供可能である。リザーバは、明示的に圧力容器である必要はない。ポンプと１つまたは複数の流量制御弁との間の空気圧回路の如何なる容積も、リザーバとして機能し得る。リザーバを備えた一実施形態において、リザーバの容積は、１５０ｍｌである。
【００６６】
いくつかの実施形態において、移動式装置は、空気を大気から調達する。ポンプにより空気が装置に引き込まれ、機械的フィルタ、１つもしくは複数の捕集器、ならびに／または１つもしくは複数の炭素フィルタのうちの１つまたは複数で処理される。少なくとも、移動式ＮＯ生成装置は、ＮＯの生成に先立って、流入空気をフィルタリングする。機械的フィルタのサイズは変動し得るが、一実施形態において、細菌の進入を防止するため、およそ０．２２ミクロンのオーダの細孔径である。捕集器は、多様な材料から形成可能であるが、一実施形態において、ソーダ石灰である。炭素フィルタは、プラズマチャンバへの進入に先立って、有機化合物を空気から除去するのに用いられる。
【００６７】
図２０Ａは、高圧で動作することにより、ポンプのみに依拠するシステムよりも応答時間が速くなり得る装着型ＮＯ生成器を通る空気圧通路の一実施形態を示している。図２０Ａに示すシステムにおいては、ポンプ２４２によって、周囲空気または別の反応ガスがフィルタ２４０を通じてシステムに引き込まれる。加圧ガスは、プラズマチャンバ２４４を通って移動し続け、そこでＮ２およびＯ２分子の切り離しによりＮＯおよび一部のＮＯ２を構成する放電を高電圧電極が生成する。そして、生成ガスは、実際に患者に送達される流れのレベルを調節するように構成可能な流量制御装置２４６を通って流れる。いくつかの治療条件において、通例は患者の吸気に同期して、ＮＯ含有ガスの塊が送達されると、流れのレベルが継続的に変動する。流量制御装置２４６から、患者への送達に先立って、ＮＯ２を生成ガスから除去する浄化器２４８およびフィルタ２５０をガスが通って流れる。
【００６８】
また、いくつかの実施形態において、図２０Ｂに示すように、フィルタ２５２およびポンプ２５４の後、プラズマチャンバ２５８の前に流量制御装置２５６を配置することによって、生成ガスの代わりに反応ガスの流れを制御することができる。この手法は、流量制御装置がＮＯ含有ガスに曝されず、プラズマから浄化器までの空気圧通路が短くなる利益を与える。通路の長さは移動に要する時間に関連し、移動に要する時間が長くなると、ＮＯ２の形成が増えるためである。いくつかの実施形態において、流量制御装置としては、１つまたは複数の比例弁の形態が可能である。呼吸と呼吸の間に、１つまたは複数の比例弁の使用によって、システム内の圧力を高くすることにより、短い高圧パルスの送達を可能にする。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の比例弁は、故障が発生した際にもシステムがＮＯを患者に送達できるように、完全には閉じられない。流量制御装置の動作のほか、ポンプのスロットリングによって、付加的な流量制御が与えられる。
【００６９】
図２１は、流量制御が第１および第２の弁２６０、２６２により実現される一実施形態を示している。この手法には、比例弁の手法に優る重量および電力の削減の利益がある。任意選択としてのバイパス経路も示している。第１および第２の弁の有効なオリフィスサイズは、必要とされる流れのレベルに応じて、同一にすることも可能であるし、異ならせることも可能である。この手法は、比例弁が提供する連続可変手法よりも、患者に対する流れ送達の段階的な手法をもたらす。３つ以上の弁を伴う実施形態では、システムに対して、流れの付加的な離散レベルを提供可能である。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の固定オリフィスの使用により、システムを通る空気の流れを制御する。
【００７０】
図２２は、入口浄化器／フィルタ組み合わせ２７２、空気ポンプ２７４、制御・高電圧回路２７６、１つまたは複数の電極２７８、出口浄化器／フィルタ２８０、バッテリ２８２、および筐体２８４を備えた装着型ＮＯ生成器２７０の一実施形態を示している。入口および出口浄化器／フィルタは、独立して交換可能である。浄化器／フィルタは、エラストマーリングに圧入されて保持・封止されるテーパ状または顎状の端部を有する。浄化器／フィルタの反対端は、当該浄化器／フィルタの外面を把持する１つまたは複数のバネクリップにより保持されている。ユーザは、浄化器／フィルタの一端をエラストマーシールに挿入し、１つまたは複数のバネクリップにより適所に保持された状態で適所に「スナップ嵌入」するように、浄化器／フィルタの本体を制御装置の筐体側に回転させる。あるいは単に、適所に係入されるように浄化器／フィルタを装置に挿入した後、押し下げて解放する。浄化器／フィルタは、任意選択として、カバーで覆うことにより、使用時に取り除かれないように保護することができる。
【００７１】
浄化器／フィルタ組み合わせは、浄化器材料のＮＯ２吸収能力が有限であり、フィルタが粒状物質で被覆されていることから、耐用年数が有限である。このことは、患者が自身の浄化器／フィルタを予定通りに交換できず、ＮＯ２曝露の危険性が高まり得るリスクとなる。一実施形態において、ＮＯ生成装置は、ユーザが朝に装置を充電器から取り外した際に、浄化器／フィルタの交換をユーザに促す。別の実施形態において、この装置は、ユーザが期間内に浄化器／フィルタを交換できるように、浄化器／フィルタが完全に消耗するまでの時点で警報音を発する。
【００７２】
浄化器／フィルタのカバーは、必要に応じて、ガスの出入りを可能にする対応する開口を有する。また、一実施形態において、この装置は、Ｎ２の一部を流入空気から除去してＮ２対Ｏ２比を最適化することにより、ＮＯ生成の増大、電力効率の改善、および必要なＮＯ２浄化の低減を図る完全に統合された分子篩を有し得る。いくつかの実施形態において、分子篩のプラズマチャンバ後の位置付けによって、特定のガス（Ｎ２等）を除去することにより、排ガス中のＮＯおよびＯ２の割合を高くすることができる。いくつかの実施形態において、プラズマチャンバの後、分子篩がＯ２の一部または全部を除去することにより、ＮＯのＮＯ２への変換を遅らせる。
【００７３】
カートリッジ
移動式ＮＯ生成システムと併用するカートリッジは、さまざまな特徴および設計を含み得る。このシステムは、異なる用途に使用できるさまざまな異なる種類のカートリッジを利用可能である。たとえば、カートリッジは、予想される使用継続時間および所要ＮＯレベルに応じて、捕集器のサイズが変動し得る。カートリッジは、用途に応じて、１つまたは複数の空気圧接続を有することも可能である。一実施形態において、装置に対するシングルルーメン鼻カニューレ接続用として、単一の空気圧接続が可能である。一実施形態において、ＮＯを既存のガス流に追加する装置に２つの空気圧接続を使用可能である。システムへのガス流には第１の空気圧接続が可能であり、ＮＯ＋ガス出力には第２の空気圧接続が可能である。いくつかの実施形態において、流入ガス流の流れを測定する一方、ＮＯのガス流への追加は行わない装置に３つの空気圧接続を使用可能である。流入ガスに対しては、第１の空気圧接続が可能である。患者への流出ガスに対しては、第２の空気圧接続が可能である。患者へのＮＯ含有ガスに対しては、第３の空気圧接続が可能である。この装置は、カートリッジの上部の空気圧接続または制御装置もしくはカートリッジの側部のグリルを通じて周囲空気を調達することができる。
【００７４】
空気圧接続は、同心状、線状、多角形状、またはその他何らかの形状に配向していてもよい。一実施形態において、統合空気圧コネクタの使用により、すべての空気圧接続が１回のユーザ動作で確立される。
【００７５】
いくつかの実施形態において、カートリッジ内では、ガスの取り扱いが発生し得る。このため、制御装置内には洗浄の問題が存在せず、制御装置は、液体または微粒子の進入を可能にし得る筐体の開口を持たない可能性がある。
【００７６】
図２３は、一体化空気フィルタ２９２、ポンプ２９４、電極アセンブリ２９６、および捕集器２９８を具備するカートリッジ２９０の一実施形態を示している（右側はカートリッジの端面図）。空気がカートリッジ２９０に流入し、空気フィルタを通ってポンプに至る。２つの一方向弁３００ａ、３００ｂ（たとえば、ダックビル、フラッパ、ボール・イン・ケージ、三尖弁、または同等物）およびダイヤフラムを具備し得るポンプは、多様な方法で作動可能であり、ソレノイド、ダイヤフラム、レバー、または制御装置の他の機構の使用が挙げられるが、これらに限定されない。空気はポンプを出て、電極アセンブリを備えたプラズマチャンバに至り、出力捕集器を通って流れ続ける。出力捕集器は、潜在的な電極粒子および捕集器粒子を捕捉するフィルタを具備し得る。
【００７７】
移動式ＮＯ生成装置のカートリッジは、多様な構成を有し得る。いくつかの実施形態において、移動式装置は、入口フィルタ、入口捕集器、入口炭素フィルタ、排出捕集器、および排出フィルタといった機構のうちの１つまたは複数を含み得る使い捨てカートリッジを有する。いくつかの実施形態において、再利用可能な制御装置ではなく、装置のカートリッジ／使い捨て部分に患者送達装置（たとえば、鼻カニューレ）のコネクタを接続可能である。これにより、制御装置に対する空気圧接続の数が少なくなり、ＮＯ２を除去する捕集器なしにユーザがカニューレ等の送達装置を制御装置に直接接続する可能性を低くすることができる。カニューレからカートリッジまでの接続は、カートリッジから制御装置までの接続とは異なり得る。いくつかの実施形態において、カートリッジハウジングが再利用可能であり、フィルタ要素および／または浄化材のみが交換される。
【００７８】
図２４は、携帯用ＮＯ生成装置内の例示的な空気圧通路３１０を示している。陰影部は、取り外し可能かつ使い捨て可能である。いくつかの実施形態において、取り外し可能／使い捨て可能な要素は、単一の使い捨てカートリッジに位置付けられる。図示の実施形態において、使い捨てフィルタ３１２の後、装置内の常在フィルタ３１４を通じて、周囲空気等の反応ガスが引き込まれる。空気はその後、ポンプ３１６に流れる。ポンプの遠位の圧力は、絶対圧力センサ３１８によって測定される。この圧力は、ポンプ動作の確認およびリザーバ３２０使用時のリザーバ圧力の測定に用いられる。リザーバ３２０は、高圧空気の高速流を提供し得るアキュムレータとして機能する。いくつかの実施形態において、ポンプが単独で、空気流を治療に十分送達できるため、リザーバが不要となる。いくつかの実施形態において、空気ポンプは、オリフィスまたは１つもしくは複数の弁に対する送り出しを行う。図示の比例弁３２２の後段の圧力センサ３２４は、プラズマチャンバ内の圧力の測定に用いられる。プラズマチャンバ３２８の前段の流量センサ３２６は、プラズマチャンバを通る正確な空気流を保証する閉ループ制御に用いられる。閉ループ制御は、送り出しの負荷／速度、弁位置、リザーバ圧力のうちの１つまたは複数に対する入力として使用可能である。プラズマチャンバ３２８は、空気中にプラズマを生成するのに用いられる１つまたは複数の電極を収容する。プラズマチャンバに接続された任意選択としての気圧・気温センサ３３０、３３２が制御アルゴリズムに対する付加的な入力を与える。制御装置内には、空気流内の任意選択としての第３のフィルタ３２４が位置付けられ、制御装置への汚染物質の進入からさらに保護する。その後、酸化窒素および空気は、１つもしくは複数のフィルタ、ＮＯ２吸収浄化器、ならびに別のフィルタから成るＮＯ２浄化器３３６を通って流れる。その後、ＮＯおよび空気は、逆止弁３３８、呼吸検出に用いられる差圧センサ３４０、別の任意選択としてのフィルタ３４２、および送達チューブ（たとえば、鼻カニューレ、カテーテル、または他のチューブ）に対する接続部を通って流れる。
【００７９】
図２５および図２６は、携帯用ＮＯ生成装置内の別の例示的な空気圧通路を示している。図２５の空気圧通路３５０は、装置内の常在フィルタ３５２を通じて引き込まれた周囲空気等の反応ガスを示している。空気はその後、ポンプ３５４に流れる。ポンプの遠位の圧力は、絶対圧力センサ３５６によって測定される。この圧力は、ポンプ動作の確認およびリザーバ３５８の圧力の測定に用いられる。図示の比例弁３６０の後段の圧力センサ３６２は、プラズマチャンバ内の圧力の測定に用いられる。プラズマチャンバ３６６の前段の流量センサ３６４は、プラズマチャンバを通る正確な空気流を保証する閉ループ制御に用いられる。プラズマチャンバに接続された任意選択としての気圧・気温センサが制御アルゴリズムに対する付加的な入力を与える。制御装置内には、空気流内のフィルタ３６８が位置付けられ、制御装置への汚染物質の進入からさらに保護する。その後、酸化窒素および空気は、１つもしくは複数のフィルタ、ＮＯ２吸収浄化器、ならびに別のフィルタから成るＮＯ２浄化器３７０を通って流れる。その後、ＮＯおよび空気は、逆止弁３７２、呼吸検出に用いられる差圧センサ３７４、別のフィルタ３７６、および送達チューブに対する接続部を通って流れる。
【００８０】
図２６の空気圧通路３８０は、装置内の常在フィルタ３８２を通じて引き込まれた周囲空気等の反応ガスを示している。空気はその後、ポンプ３８４に流れる。ポンプの遠位の圧力は、絶対圧力センサ３８６によって測定される。空気は、カートリッジ弁マニホールド３８８を通って流れる。圧力センサ３９０は、プラズマチャンバ内の圧力の測定に用いられる。プラズマチャンバ３９４の前段の流量センサ３９２は、プラズマチャンバを通る正確な空気流を保証する閉ループ制御に用いられる。プラズマチャンバに接続された任意選択としての気圧・気温センサが制御アルゴリズムに対する付加的な入力を与える。制御装置内には、空気流内のフィルタ３９６が位置付けられ、制御装置への汚染物質の進入からさらに保護する。その後、酸化窒素および空気は、１つもしくは複数のフィルタ、ＮＯ２吸収浄化器、ならびに別のフィルタから成るＮＯ２浄化器３９８を通って流れる。その後、ＮＯおよび空気は、逆止弁４００、呼吸検出に用いられる差圧センサ４０２、別のフィルタ４０４、および送達チューブに対する接続部を通って流れる。
【００８１】
図２７は、携帯用ＮＯ生成・送達システムの使い捨て浄化カートリッジ４１０および嵌合する常在空気圧構成要素の一実施形態を示している。図の上部には、電極アセンブリインターフェース４１４および比例弁４１６が取り付けられた再利用可能なマニホールド４１２が存在する。図の下部には、Ｏ２接続部４１８、捕集チャンバ４２０、カートリッジラッチ４２２、１つもしくは複数のカニューレ接続ルーメン４２４、ならびに制御装置を冷却するための通気口４２６を含む使い捨て浄化カートリッジ４１０を示している。図２８は、図２７の使い捨て浄化カートリッジ４１０のみを示しており、再利用可能なマニホールドは示していない。
【００８２】
図２９は、捕集カートリッジ４３０の一実施形態を示している。捕集カートリッジは、独立した空気圧接続４３４を通じて、装置から生成ガスおよび酸素を受け入れる。生成ガスは、ソーダ石灰または別の選択的ＮＯ２吸収材料上を流れることにより、カートリッジ本体４３６内で浄化される。浄化後、生成ガスは、単一のカニューレ接続部４３２においてシステムを出る前に、フィルタリングおよびＯ２との合流がなされる。いくつかの実施形態において、Ｏ２およびＮＯ生成ガスは、別個の接続部において出力される。捕集カートリッジは、運搬および格納時の衝撃およびＣＯ２から捕集材を保護する気密半透明ケース４３８の内側に示している。
【００８３】
いくつかの実施形態において、制御装置は、任意の機構によりカートリッジの有無を検出可能であり、電子的、光学的、無線、または機械的手段が挙げられるが、これらに限定されない。一実施形態において、制御装置は、カートリッジが存在しない場合にはＮＯ生成を有効にしない。一実施形態において、制御装置は、使用しているカートリッジからの情報、たとえばカートリッジ上のバーコードの読み取りによって、および／またはカートリッジ上に位置付けられたメモリデバイス（たとえば、ＲＦＩＤタグ）の調査によって、カートリッジがカートリッジ寿命を超えたか否かを判定することができる。いくつかの実施形態において、制御装置は、カートリッジが挿入された時間をマークするとともに、カートリッジ挿入からの設定時間および／またはカートリッジを通過したＮＯ分子の設定量に対して、カートリッジの耐用年数を制限する。また、カートリッジは、他のガス（Ｏ２等）源の入力を有することにより、流量の測定または空気との混合によるＮＯの合成もしくは患者送達（たとえば、ヘリウム）を行うことができる。
【００８４】
電極
ＮＯ生成には、さまざまな電極設計を使用可能である。いくつかの実施形態において、自動車型プラグをＮＯ生成に使用可能であるが、抵抗器を含む上、必要以上の質量および強度を有し得る。自動車のスパークプラグは、セラミック絶縁体および重金属接地電極を用いて高強度に設計されている。コストおよび質量の観点から、カスタムの高電圧電極が望ましい。図３０は、容易に製造および設置可能な高電圧電極４４０を示している。図３０は、止まり孔４４２（底部の破線）を備えた電極アセンブリの一実施形態を示している。端部（左右）には、複合電極４４４、４４６を挿入可能である。いくつかの実施形態において、図３０の電極アセンブリは、イリジウム（または、他の貴金属もしくは合金）パッドを金属シャフト（たとえば、銅）に接合して複合電極を生成することにより製造可能である。また、Ｏリング４４８をスリーブの各端部に挿入可能である。スリーブは、ＰＥＥＫ、ガラス、セラミック、または別の不活性な非導電性材料から構成可能である。電極は、Ｏリングを通じて、両端からスリーブに挿入される。空気と通じるように、間隙ツールが孔に挿入される。また、端板が各シャフト上に摺動される。電極は、両方から間隙ツールに軽く押し付けられる。端板がシャフトにはんだ付けされ、間隙に係止される。電極は、多様な技術を用いて適所に保持可能であり、締まり嵌め、接着、ねじ締結具、および他の手段が挙げられるが、これらに限定されない。一実施形態において、端板は、図３１に示すように、ガラススリーブの端部に機械的にスナップ嵌合可能である。図３１は、スリーブへのクリッピングおよび電極へのはんだ付けがなされた端板を備えた電極アセンブリ４５０の一実施形態を示している。
【００８５】
空気と通じる単一の孔を有することにより、ユーザは、電極アセンブリを一方側から１回の動作で挿入することができる。さまざまな種類の保持機構の使用によって、電極アセンブリを制御装置内の適所に保つことができ、戻り止め、スナップ、クランプ、および他の手段が挙げられるが、これらに限定されない。別の実施形態において、同じ側から電極アセンブリに至る２つの空気圧接続が存在することにより、設置および取り外しが容易となる。
【００８６】
カスタムの電極アセンブリは、電極を制御装置中の電気接点と位置合わせすることによって、制御装置と連動し得る。制御装置からの二重ルーメンニップルを電極アセンブリの側部の孔に挿入することによって、空気を送達するとともにＮＯ含有空気を除去することができる。
【００８７】
図３２は、スリーブ４６２、複合電極４６４（イリジウムパッドを備えた銅シャフト）、Ｏリングシール４６６、および端板４６８を備えた電極アセンブリ４６０の一実施形態を示している。電極アセンブリ４６０は、高電圧電気接点が電極アセンブリの各端部および空気接続孔に挿入された二重ルーメンニップルに接触した状態で制御装置に挿入可能である。複合電極は、特定の深さの孔で電極を底打ちさせる直径の段差、フランジ、または他の機構を有していてもよい。図３３は、底打ちの機構を備えた電極の実施形態を示している。
【００８８】
一実施形態において、電極アセンブリを通る空気の流れは、電極間隙を横切って進む。図３４は、電極アセンブリ４７０の一実施形態であって、空気入口（左下および右上）を示している。空気は、一方側で電極アセンブリに流れ込み、反対側で流れ出る。図３５は、直交流電極アセンブリ４８０の一実施形態であって、端板の形状を示している。端板の隅部の孔は、ワイヤのはんだ付けまたはねじ締結具による端板のスリーブへの締結に使用可能である。端板の隅部は、端板からの放電の可能性を低くするため、丸めることができる。
【００８９】
図３５に示すように、電極アセンブリ内の空気流は、一方側から他方側とすることができる。一実施形態において、この流れは、一方側から隣接側とすることができる。一実施形態において、空気が一方側から進入し、電極と平行に軸方向に進んだ後、同じ側から出力される。この設計は、１回の動作で挿入される利益を共有する。
【００９０】
図３６は、電極、高電圧変圧器、およびプラズマチャンバが統合された一実施形態を示している。これにより、これらの構成要素の体積および質量が低減されるほか、高電圧導電体の長さが短くなって、電磁放射が小さくなる利益がもたらされる。別の実施形態において、電極および変圧器が一体的にポッティングされて、プラズマチャンバと取り外し可能に結合された単一のユニットを構成する。
【００９１】
図３６は、統合された変圧器／電極アセンブリ／プラズマチャンバ４９０を示している。変圧器の上部には、１次巻線入力４９２が位置付けられる。一実施形態において、１次側の巻線は、リッツ線で構成されている。２次巻線出力は、電極４９４に電気接続されている。変圧器４９６および電極は、電極間隙が絶縁材料により維持された状態で、絶縁材料内にポッティングされる。ポッティングされた変圧器および電極は、気密シールでプラズマチャンバ５０４に接続される。プラズマチャンバは、反応ガス入口４９８および生成ガス出口５００を有する。ＮＯ生成・送達システムが変圧器の過加熱を検出し、警報の発生、変圧器に送達される電力の低減、バックアップ変圧器への移行、冷却ファンの速度増加、または温度の上昇を阻止する他の手段の１つまたは複数によって相応に応答するように、温度センサ５０２の絶縁材料内のポッティングあるいは変圧器への熱的接続がなされている。
【００９２】
マニホールド構成
図３７は、装置筐体５１０の側壁のうちの１つにマニホールド５１２が固定された一実施形態を示している。この装置の図示においては、フィルタ５１４を通じて筐体５１０の外部から、空気がポンプ５１６に引き込まれる。ポンプ５１６は、空気をリザーバ５１８に送達してリザーバを加圧する。リザーバは、比例弁５２０と直列に、ガスマニホールド５１２に接続されている。比例弁は、プラズマチャンバ５２２への空気の流れを調節する。プラズマチャンバ内の電極は、筐体内の高電圧回路５２４により駆動される。ガスは、プラズマチャンバを通過後、フィルタ、浄化器、および第２のフィルタ５２６を通って供給される。ガスは、フィルタ−浄化器−フィルタ５２６の後、マニホールドに戻り、器具を通ってカニューレ等の送達装置へと出力される。また、ガスマニホールドは、酸素源の並列使用を可能にする入力接続および出力接続を特徴とする。一実施形態において、Ｏ２線内のパラメータが吸気および／またはＯ２送達のインジケータとして測定される。このパラメータとしては、Ｏ２線圧力、Ｏ２線流量、Ｏ２線温度、Ｏ２管壁ひずみ等のパラメータのうちの１つまたは複数も可能である。この装置は、バッテリにより給電される。いくつかの実施形態において、バッテリが内蔵される一方、他の実施形態において取り外し可能である。また、このシステムは、外部バッテリパック、自動車電源（シガーソケット）、ＡＣ電力変換器等の外部源から電力を調達可能である。
【００９３】
図３８は、装置筐体５３０の側壁のうちの１つにマニホールド５３２が固定された一実施形態を示している。フィルタ５３４を通じて筐体の外部から、空気がポンプ５３６に引き込まれる。ポンプ５３６は、ガスマニホールド５３２への加圧空気の送達のタイミングおよび継続時間を決定する流量制御装置５３８に空気を送達する。一実施形態において、ガス流量制御装置は、制御装置５４０により制御される１つまたは複数の弁から成る。制御装置は、ソフトウェア制御の電子ハードウェアから成るものの、ソフトウェアを伴わない実施形態についても考えられている。ガスマニホールドは、流れをプラズマチャンバ５４２中へと向ける。プラズマチャンバは、筐体内の高電圧回路５４４によって駆動される。ガスは、プラズマチャンバを通過した後、筐体５３０の外部で交換可能な浄化器５４６へと進む。ガスは、浄化器の後、マニホールドに戻り、その後コネクタを通ってカニューレ等の送達装置に至る。また、ガスマニホールドは、酸素送達との並列使用を可能にする一組の入出力を有する。この装置は、筐体５３０内のバッテリ５４８により給電される。
【００９４】
図３９は、装置筐体５５０の後壁にマニホールド５５２が固定された一実施形態を示している。この装置の図示においては、フィルタ５５４を通じて筐体の外部から、空気がポンプ５５６に引き込まれる。ポンプは、空気を統合加圧リザーバ５５８に供給する。リザーバは、マニホールド内の容積から成る。リザーバからのガス解放は、比例弁５６０によって制御される。比例弁は、プラズマチャンバ５６２への流れを調節する。プラズマチャンバ内の電極（図示せず）は、筐体内の制御装置５６６に接続された高電圧回路５６４により駆動される。ガスは、プラズマチャンバを通過した後、交換可能なフィルタ−浄化器−フィルタアセンブリ５６８へと進む。そして、ガスは、浄化器の後、マニホールドに戻り、器具を通じてシステムを出て、鼻カニューレ等の送達導管に入る。また、ガスマニホールドは、酸素治療の並列使用を可能にする一組の入出力を有する。本実施形態において、バッテリ５６９は、取り外し可能である。
【００９５】
図４０は、装置筐体５７０の後壁にマニホールド５７２が固定された一実施形態を示している。空気は、取り外し可能なカートリッジアセンブリ５７６中のフィルタ５７４を通じてポンプ５７８に引き込まれる。ポンプは、マニホールドに取り付けられてガスマニホールドへの加圧空気の送達の流量を制御する弁アレイ５８０に空気を導く。ガスマニホールド５７２は、マニホールドとは別個のプラズマチャンバ５８２に流れを導く。プラズマチャンバ内の電極は、筐体内の制御装置５８６により制御される高電圧回路５８４によって駆動される。ガスは、プラズマチャンバを通過した後、空気圧カップリングを通じて、取り外し可能なカートリッジに供給され、浄化材およびフィルタを通過する。そして、ガスは、浄化器の後、マニホールド５７２への空気圧カップリングを通じて装置に戻り、器具を通じて装置を出て、患者送達チューブへと出力される。この図は、Ｏ２の流れと連動しない一実施形態を示しているため、Ｏ２器具は不要である。この装置は、１つの取り外し可能なバッテリ５８８により給電される。
【００９６】
図４１および図４２は、ポンプ５９０以外のマニホールドもガス流制御も備えない一実施形態を示している。空気は、取り外し可能なカートリッジアセンブリ５９４中のフィルタ５９２を通じてポンプ５９０に引き込まれる。ポンプは、空気をプラズマチャンバ５９６に向ける。プラズマチャンバ内の電極は、筐体内の制御装置６００により制御される高電圧回路５９８によって駆動される。ガスは、プラズマチャンバを通過した後、空気圧カップリングを通じて、取り外し可能なカートリッジ５９４に供給され、浄化材およびフィルタを通過する。そして、ガスは、浄化器の後、装置筐体６０２に戻り、器具を通じて装置を出て、患者送達チューブへと出力される。この装置は、１つの取り外し可能なバッテリ６０４により給電される。
【００９７】
ユーザインターフェースおよび接続性
装置の機能に関するさまざまな情報および患者情報を表示するのに、ユーザインターフェースを使用可能である。いくつかの実施形態において、移動式ＮＯ装置６１０は、図４３に示すように、多様な特徴を含み得るユーザインターフェースを有し得る。いくつかの実施形態において、ユーザインターフェースは、ＮＯ増加ボタン６１２を具備する。いくつかの実施形態において、ユーザインターフェースは、ＮＯ減少ボタン６１２を具備する。いくつかの実施形態において、ユーザインターフェースは、生死に関わる状況を外部源（たとえば、救助者）に通知するのに使用可能な非常ボタンを具備しており、システムは、基地局への無線もしくは有線接続、セルラーネットワーク、またはインターネットへのＷｉ−Ｆｉ接続のうちの１つまたは複数を通じて外界と通信可能である。いくつかの実施形態において、ユーザインターフェースは、装置をオン／オフ可能な電源ボタン６１４を具備する。いくつかの実施形態において、ユーザインターフェースは、５分間等の設定時間にわたってＮＯ生成を現在のレベルから増やすのに使用可能な促進ボタンと、バッテリ充電レベルインジケータ６１６と、カートリッジ寿命インジケータとを具備する。
【００９８】
ユーザインターフェース６２０は、図４４に示すように、多様な情報を示すのに用いられる１つまたは複数のＬＥＤインジケータライトを含むことができ、電源６２６、バッテリ状態６２２、およびカートリッジ余寿命６２４が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、カートリッジ寿命は、多様なインジケータによって決定可能であり、ＮＯ分子の生成数、ＮＯ２分子の生成数、カートリッジを通って流れるＣＯ２を含む空気の体積、送り出しの負荷（フィルタの目詰まり状態を反映）、挿入後のカレンダー時間、挿入後の動作時間、排ガス中のＮＯ２レベル、およびカートリッジ寿命インジケータ（たとえば、Ｄｒａｅｇｅｒｓｏｒｂ（登録商標））の色が挙げられるが、これらに限定されない。
【００９９】
図４５は、別の例示的なユーザインターフェース６３０を示している。いくつかの実施形態において、ユーザインターフェース６３０は、警報停止６３２、音声指示６３４、および電源６３６用の離散ボタンを具備し得る。音声指示ボタンを押すと、（同じくユーザインターフェース上に示す）スピーカを通じた音声指示の発生を装置が促される。いくつかの実施形態において、ユーザへの他の指示のほか、警報条件の識別、警報への応答方法に関するユーザへの指示、および装置設定手順に関するユーザへの指示に音声指示が用いられる。また、ユーザインターフェースは、警報状態６３８、バッテリ充電状態６４０、外部電源接続６４２、カートリッジ余寿命６４４、Ｏ２流検出６４６、ＧＳＭ接続６４８、およびＮＯ生成６５０の照明インジケータを含み得る。また、ユーザインターフェースパネルには、ユーザの音声入力を記録するマイク６５２およびブザー６５４を具備する。また、いくつかの実施形態において、ユーザインターフェースパネルには、ＧＳＭ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｗｉ−Ｆｉ、および他の接続用の１つまたは複数のアンテナを具備する。いくつかの実施形態において、ユーザインターフェースの持ち上げによって、捕集カートリッジ挿入スロットを露出させることができる。いくつかの実施形態において、電源ボタンは、短く１回押せば装置の電源が入り、数秒間押し続ければ装置の電源が切れる。
【０１００】
また、システムは、さまざまな種類の情報をユーザに通知する警報も含み得る。たとえば、プラズマの未検出等の装置の異常または動き回るべき旨をユーザに通知する着座時間制限に警報を使用可能である。ＮＯ生成装置の外側のライトバーは、装置の状態を与える。たとえば、緑色または青色のライトは、警報が無いことを示し得る。バッテリの充電低下では、ライトバーが黄色となり得る。カートリッジ余寿命が短くなっても、ライトバーが黄色となり得る。バッテリの大幅な充電低下、カートリッジ寿命の大幅な短縮、またはプラズマ活動の消失では、ライトバーが赤色となり得る。警報には、音声指示、ベル音、視覚的インジケータ（ライト）、および触覚事象（振動）を含み得る。
【０１０１】
このシステムは、外部装置（たとえば、スマートフォン、タブレット、またはインターネット・オブ・シングス（ＩｏＴ）接続装置）による遠隔構成が可能である。構成可能な設定には、促進設定、投与増加、投与制限、警報制限、運動アルゴリズム（継続時間、ＮＯの段階的増加）、および／または患者の睡眠設定のうちの１つまたは複数を含む。
【０１０２】
図４６は、グラフィカルユーザインターフェース、医師インターフェース、主患者インターフェースとして遠隔装置６６０を使用するシステムの一実施形態を示している。ＮＯ生成装置との連通およびＮＯ生成装置６６２からユーザに表示される情報用のユーザインターフェースの提供には、画面またはディスプレイを備えた任意の外部装置を使用可能であることが了解されよう。遠隔装置の例としては、タブレットコンピュータ、スマートフォン、自動車コンピュータ、またはスマートウォッチが挙げられる。
【０１０３】
いくつかの実施形態において、ＮＯ生成装置は、電源（たとえば、バッテリ）、１つまたは複数の高電圧回路、タイミング回路、１つまたは複数の電極、ポンプ、および捕集器を具備し得るように、ソフトウェアなしで設計可能である。このシステムは、ＮＯ濃度が固定された固定空気流またはＮＯパルスを送達可能である。たとえば、２０ｐｐｍのＮＯを含む１ｌｐｍの空気を使用可能である。また、この合理化設計には、プラズマが検出されない場合にユーザに通知するブザーおよび赤色ライトを具備し得る。一実施形態において、プラズマ活動の消失は、マニホールド温度が温度閾値を下回った場合に検出可能である。いくつかの実施形態において、この装置は、空気用の機械的ポンプを具備せず、代わりに、患者へと流れる際に通過するＯ２によるベルヌーイ効果、ベンチュリ効果、他の混合プロセス、または特別な混合弁を介して、空気がシステムを通じて引き込まれ得る。いくつかの実施形態において、ＮＯ生成制御装置は、バッテリ状態、ＮＯレベル、および警報インジケータのみから成る最小限のユーザインターフェースを有し得る。制御装置は、副装置（たとえば、スマートフォン）と連動し得る。副装置は、グラフィカルユーザインターフェースの提供、患者入力の受け付け、医師入力の受け付け、データの格納、患者とのやり取り、他の生理学的パラメータ（たとえば、呼吸数および／もしくは心拍数）の監視、医師とのやり取り、救急隊員とのやり取り、ならびに／または生理学的パラメータおよびユーザ入力のＮＯ生成装置への伝達に使用可能である。いくつかの実施形態において、カニューレの内部またはすぐ隣に光ファイバが存在する。光ファイバは、患者の鼻孔に延入して、ＳｐＯ２、呼吸数、心拍数、および他の生理学的因子を光学的手段により測定するのに用いられる。いくつかの実施形態において、患者の呼気中に呼気ガスからの湿気が光ファイバの端部で凝縮した場合のファイバ端部の反射率の変化を検出することにより、ファイバの遠位端で呼吸が検出される。
【０１０４】
いくつかの実施形態において、ＮＯ生成装置がスマートウォッチと併用される。スマートウォッチは、ＮＯ装置およびＯ２濃縮器に容易に手が届かない場合（たとえば、ＮＯ生成装置がバックパックに入っている場合）に、ＮＯ装置および／または濃縮器とのユーザの相互対話を容易化する装着型遠隔ユーザインターフェースを提供する。スマートウォッチによる測定またはユーザによるスマートウォッチへの入力がなされた患者の生理学的データおよび活動データは、ＮＯおよびＯ２治療の制御に利用可能である。たとえば、スマートウォッチによって、ユーザの活動の増加（たとえば、心拍数の増加、移動を示す加速等）が検出された場合、スマートウォッチは、ＮＯおよびＯ２の送達濃度を増やすように、ＮＯおよびＯ２装置それぞれに伝達可能である。
【０１０５】
スマートフォン／タブレットのアプリケーションによっても、同様の接続性を実現可能である。スマートフォン／タブレットの大きなディスプレイによれば、トレンドデータ、ダッシュボード、ステップカウント等の付加的な情報がもたらされ得る。スマートフォンまたはタブレットの大型プロセッサおよび高度な接続によれば、より複雑なアルゴリズムによる処理、クラウド接続、遠隔アシスタンス、および他の機能が増強され得る。治療、生理学的データ、および活動データは、スマートウォッチ、スマートフォン、もしくはタブレット等の遠隔装置、またはＮＯ生成装置自体に格納可能である。いくつかの実施形態において、ウェブブラウザアプリケーションがユーザにダッシュボードを提示し、現在の治療設定、装置履歴、活動記録、トレンド、警報履歴、浄化器余寿命、ならびに患者および治療と関連する他の情報が挙げられる。ブラウザアプリケーションは、ＰＣ、スマートフォン、タブレット、スマートフォン、または他の考え得る装置上で動作し得る。ウェブブラウザアプリケーション用の情報は、アプリケーションが動作する装置に直接伝達されるようになっていてもよいし、セルラーネットワーク、インターネット、またはクラウド等の間接的な手段を通じて送達することも可能である。
【０１０６】
いくつかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、クラウドを通じて、サービス情報、装置の使用データ、患者の生理学的データ、装置の性能データ、患者の活動データ、および／または他の接続装置からのデータのうち１つまたは複数の特徴を提供する。いくつかの実施形態において、クラウドは、たとえば分析、製品アップグレード、集中型アルゴリズム、製品の改善、および／またはＡＩ／データマイニング等のサービスの提供に用いられる。また、ＮＯ生成・送達装置は、ソーシャルネットワーク技術に接続可能である。いくつかの実施形態において、この装置および／または補助装置は、部材／役割の追加／削除、情報の共有、通知の共有、警報の共有、患者経験および治療ヒントの共有、ならびに／または音声／ビデオ通話の実行に使用可能である。
【０１０７】
いくつかの実施形態において、ＮＯ生成装置は、音声入力および音声出力に対応する。たとえば、ユーザは、「ＮＯ増加」と発してＮＯ投与を増やしたり、「ＮＯ停止」と発して治療を中止したりすることができる。また、この装置は、「バッテリ残余２０分」の「捕集カートリッジの交換」等、警報条件に関する音声指示でユーザに警告することができる。
【０１０８】
一実施形態において、ＮＯ生成装置は、ユーザが装置の使用を開始した場合の学習モードを有する。学習モードにおいて、ＮＯ生成装置は、ＮＯ濃度、ＮＯパルス継続時間、およびＮＯパルスタイミング等の治療パラメータを自動的に変化させて、ＳｐＯ２、呼吸数、心拍数等に基づく患者の生理学的応答を特性化することにより、送達される投与量を最適化することができる。いくつかの実施形態において、ＮＯ生成装置は、患者の運動を検知し、それに応じてＮＯ出力を増やすことができる。
【０１０９】
いくつかの実施形態において、ＮＯ生成装置および／またはその補助構成要素は、患者の過運動を検出して、警告を発することができる。いくつかの実施形態において、加速度計データに基づいて運動が検出される。いくつかの実施形態において、心拍数によって運動が決定される。いくつかの実施形態において、呼吸数によって運動が検出される。いくつかの実施形態において、ＳｐＯ２レベルによって運動が検出される。いくつかの実施形態において、加速度計測定結果、心拍数、呼吸数、呼吸数、および／またはＳｐＯ２のうちの１つまたは複数の組み合わせによって運動が検出される。
【０１１０】
いくつかの実施形態において、ＮＯ生成装置は、トレーニング／評価／プラセボモードを有する。このモードにおいては、プラズマ活動がオフとなる点を除いて、ユーザインターフェース、治療モード、および警報が十分に機能的である。トレーニングモードにおいては、患者パラメータの記録によって、患者の挙動、患者の生理学的パラメータ、および装置の使用の臨床評価に役立ち得る。
【０１１１】
いくつかの実施形態において、ＮＯ生成装置は、ウィーニングモードに対応する。ウィーニングモードのいくつかの実施形態において、患者に送達されるＮＯのレベルは、設定時間にわたって自動的に低減される。いくつかの実施形態において、送達投与量は、装置が治療を自動的に中止する前に１ｐｐｍ未満となるまで、１０分ごとに半分にカットされる。ウィーニングモードは、投与量の低減速度に患者が十分に応答していない場合、直接的または間接的（無線、遠隔制御）手段によって、ユーザまたは医師がいつでも中断することができる。また、ウィーニングモードは、ユーザと対話形式で実現されるようになっていてもよく、装置はタイマーとして機能して、所定時間後の投与量の低減をユーザ／医師に思い出させる。いくつかの実施形態において、ウィーニングが完全自動であるため、ＳｐＯ２、呼吸数、心拍数等の測定された生理学的パラメータに基づいて、投与量が低減される。新たな投与量設定が認められていないことを生理学的パラメータが示している場合、システムは、前回の投与量またはその前の投与量へと自動的に戻ることができる。別の形態のウィーニングにおいて、この装置は、各呼吸のＮＯの濃度を低くするのではなく、呼吸の部分集合に投与する。いくつかの実施形態において、ウィーニングには、ＮＯ濃度の低減および所与の時間に投与される呼吸数の低減の両者を含む。
【０１１２】
ＮＯ生成制御
ＮＯ生成・治療制御は、多様な方法で実現可能であり、電極に関連するプラズマ活動の制御によって、生成ガス中に生成されるＮＯの量を制御することができる。いくつかの実施形態において、プラズマ活動のレベルは、多様な変数に基づいて参照テーブルにより決定可能であり、大気圧、プラズマチャンバ圧力、Ｏ２濃度、Ｏ２流量、目標ＮＯレベル、ＳｐＯ２レベル、空気流レベル、吸気流レベル、吸気圧、鼻温度が挙げられるが、これらに限定されない。脈動するプラズマ生成は、患者の呼吸と同期可能であるが、有益な臨床効果のためには、必ずしも患者の呼吸と同期する必要がない。ＮＯは、半減期がかなり長い（数分程度）ため、複数回の呼吸にわたって肺に存在し得る。患者は、呼吸ごとに新鮮なＮＯを肺に吸い込む必要はなく、ＮＯ生成装置は、呼吸ごとにＮＯを生成する必要はないと考えられる。いくつかの実施形態において、ＮＯ生成装置は、患者の呼吸とは独立して、別の頻度またはランダムな頻度で周期的に動作することにより、依然として治療的有効性をもたらし得る。たとえば、３回、４回、または任意回数の呼吸に１回の割合でＮＯを供給することを意図して、ＮＯ生成を５秒間オンにした後、１５秒間オフにすることができる。
【０１１３】
ＮＯ装置は、以下の付加的なモードで動作し得る。
パルス状ＮＯ送達がＯ２送達と同期して送達される同期モード
パルス状ＮＯ送達が患者の呼吸と同期して送達される独立（Ｏ２）モード
ＮＯ流量および濃度が一定の一定モード
１分当たりのＮＯ分子数が目標に達するように各呼吸で送達される投与量が変化する分時体積投与モード
最後のｘ秒間の投与速度が目標速度を超えた場合に呼吸が省略される分時体積投与モード
呼吸当たりの投与変化および呼吸省略を組み合わせた分時体積投与モード
パルス中の濃度が変化する可変濃度モード（一実施形態において、濃度は、設定期間にわたる最新投与に基づいて変化する。一実施形態において、濃度は、患者の活動に応じて変化する。パルスタイミング、継続時間、流量等の他のパルスパラメータに加えて、濃度が変化し得ることに留意するものとする。一実施形態において、平均濃度が経時的に送達され得るように、パルスパラメータおよび濃度が変化する。）
【０１１４】
いくつかの実施形態において、投与方式は、時刻、患者のフィードバック、患者の呼吸数範囲、および／または患者の身長／理想体重等、患者または環境条件と関連するパラメータのうちの１つまたは複数に基づく。いくつかの実施形態において、単位時間当たり、健康体重当たりの特定のＮＯモル数として投与が規定される（規定（Ｒｘ）＝μｇ／ｋｇ／ｈｒ）。
【０１１５】
患者の呼吸数が十分に一定の頻度（たとえば、１分当たり１０回の呼吸）かつ一定の１回呼吸量（たとえば、５００ｍｌ）であることを所与として、呼吸当たりの適当な目標投与量（単位：μｇ／呼吸またはモル／呼吸）を導出可能である（たとえば、８μｇ／呼吸）。１パルスの生成ガスにおいて送達されるＮＯのモル数は、ＮＯの濃度（Ｘ）、生成ガスの体積流量（υ）、およびパルスの継続時間（Δｔ）の関数である。これは、Ｎ≒ｘ＊υ＊Δｔに従うが、ここで、Ｎ＝１パルスに送達されるモル数、ｘ＝ＮＯ含有ガスの濃度、υ＝ＮＯ含有ガスの体積流量、およびΔｔ＝パルスの継続時間である。なお、≒を使用しているのは、圧力および温度の変動の影響が無視できるものと仮定しているためである。
【０１１６】
この投与量送達の理解に基づいて、複数の投与方式が考えられる。いくつかの実施形態において、ＮＯ含有ガスの濃度および体積流量が一定に保持されつつ、濃度（ｘ）のみが変化する。この手法では、プラズマ活動のみを変化させればよいため、簡素化およびノイズレベル（一定のガス流量）の利益が享受される。いくつかの実施形態において、濃度および継続時間が一定に保持されつつ、１パルス中に体積流量（ｖ）のみが変化する。いくつかの実施形態において、体積流量および濃度が一定に保持されつつ、パルス継続時間（Δｔ）のみが変化する。一度に２つ以上の変数が変化する場合には、別の変形が存在する。たとえば、いくつかの実施形態において、設定時間に所望の投与量を送達するため、濃度および体積流量の両者が変化する可能性もある。いくつかの実施形態において、呼吸への投与のため、濃度が一定に保持され、体積流量およびパルス継続時間が変化する。いくつかの実施形態において、体積流量が一定に保持され（一定のポンプ速度）、濃度およびパルス長が変化する。別の実施形態において、患者の呼吸に投与するため、３つの変数すべてが変化する。３つの変数すべてを変化させる１つの利点として、最適な投与制御は、患者の活動レベルおよび呼吸数とともに変動する。たとえば、患者が眠っている場合、呼吸は長く、ほとんど行われない。ＮＯ生成・送達システムは、長いパルスにわたって低濃度のＮＯを生成することにより、長い呼吸に投与することができる。これに対して、患者が活動的で呼吸が短い場合、ＮＯ生成・送達システムは、濃度を高くするとともにパルス継続時間を短くして、吸気中に投与が送達されるようにすることができる。短パルスでは、患者に不快となり得る大流量および高ＮＯ濃度が必要となって、ＮＯ２形成がより急速になる可能性があることに留意するものとする。
【０１１７】
パルス状投与のタイミングは、吸気事象内または吸気事象前のいつでも可能である。吸気前または吸気の時点で発生するパルスには通常、一連の先行呼吸のタイミングに基づいて、次の呼吸が発生するタイミングを計算する予測的アルゴリズムが必要である。吸気の開始後に発生するパルス状投与は、実際の呼吸検出に基づき得る。パルスの継続時間は、数十ミリ秒から吸気の継続時間全体に至るまで変動し得る。一実施形態において、吸気パルスの継続時間は、吸気の継続時間の半分を目標とする。一実施形態において、吸気の継続時間は、最も新しい一連の呼吸の継続時間に基づく。一実施形態において、吸気パルスの継続時間は、１／２秒等の設定単位時間である。別の実施形態において、ＮＯ生成・送達システムは、呼吸の一部（たとえば、１／２）にわたる投与を目標とするが、上限時間を有する。吸気前または吸気の時点の投与によって、ガス流が開始となる前に、ＮＯ含有ガスが患者に導入される場合もある。この場合、ＮＯ含有ガスは、鼻から出て、周囲空気へと進入可能である。同様に、短いパルスの場合によくあることだが、大流量のパルスは、吸気の流量を超え得るため、ＮＯが周囲環境へと失われる。一実施形態において、ＮＯ生成システムは、吸気検出後に長いＮＯパルスを開始して、吸気流量を十分に下回る流量で吸気の終端近くまでパルスを送達するため、送達されたＮＯが患者に進入することになる。ＮＯ生成・送達システムによる長パルス手法の利益として、所与の投与／呼吸規定に対しては、ＮＯ濃度レベルがパルス内で低くなるため、ＮＯ２の形成が抑えられる。
【０１１８】
いくつかの実施形態において、ＮＯ送達パルスは、吸気検出の５０ミリ秒後に開始となり、２００ミリ秒間継続する。いくつかの実施形態において、ＮＯ送達パルスは、吸気の継続時間にわたって継続する。
【０１１９】
投与規定は、多様な手段でＮＯ生成・送達装置に提供可能であり、ユーザ（介護者）による規定情報の入力、規定情報のラベルからの読み取り、規定情報の装置への送信が挙げられるが、これらに限定されない。規定は、多様な因子に基づいて生成可能であり、患者の性別、患者の身長、患者の理想体重、患者の現在の体重、１回呼吸量の推定値、実際に測定された１回呼吸量、鼻カニューレ流量の患者公差、およびパルス形状に影響を及ぼす投与／送達パラメータが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１２０】
いくつかの実施形態において、ＮＯの生成量は、医師を含む医療従事者の規定に基づいて制御可能である。これは、ＮＯ投与における人的過誤の低減および／または品質管理の向上を可能にし得る。この規定は、投与／送達方法を提供し得る。規定の表現方法は多数存在し、時刻に基づくこと、患者のフィードバック、呼吸数範囲、および患者の身長／体重が挙げられるが、これらに限定されない。規定の装置への提供方法は多数存在し、ユーザ（たとえば、介護者）による規定情報の入力、規定情報のラベルからの読み取り、および規定情報の装置への送信が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１２１】
呼吸数および／または流量が対応範囲の外側である場合、装置は警報を発するようにしてもよい。一実施形態において、この装置は、自動／（呼吸との）非同期送達モードを採用する。非同期呼吸モードは、設定時間にわたって継続するようになっていてもよいし、呼吸が検出されるまで継続するようになっていてもよいし、呼吸が対応範囲に戻るまで継続するようになっていてもよい。呼吸数および／または流量が最初のタイムアウト期間後に範囲外のままである場合、このシステムの一実施形態では、警報のレベルを高くする。
【０１２２】
ＮＯ含有ガスの極短パルスが患者に送達される場合および／またはＮＯ生成装置から患者までの距離が非常に長い場合のいくつかの臨床条件において、ＮＯ生成装置は、送達に先立って、装置と患者間の送達管類内でＮＯ含有ガスのパルス状投与を段階分け可能である。一実施形態において、ＮＯ生成器は、大量のＮＯ含有ガスを生成し、患者に至る全経路ではなく、装置と患者間の大きな空間に大量のガスを送る。この大きな空間は、たとえばシステム内のリザーバまたはカニューレ管類自体であってもよい。一実施形態において、内容積２４ｍｌの７フィート長のカニューレが使用される。吸気事象の検出に際して、ＮＯ生成器は、患者の鼻に至る残存距離にわたって大量のＮＯ含有ガスを押す。ＮＯパルス送達の実際のタイミングは、たとえば呼気の終端、最終呼吸後の時間、または最後の「ｎ回」の呼吸の平均呼吸期間等、他の生理学的および非生理学的事象と関連していてもよい。ＮＯ含有ガスの浄化は、ＮＯ生成装置内ならびに／または送達チューブ自体および患者のごく近傍等、チューブの長さに沿ったいずれかの場所で発生するようになっていてもよい。呼吸数が少ない場合、ＮＯ生成・送達システムは、可能な限り遅く、送達管類に入るＮＯパルスを生成して段階分けすることにより、生成ガス中のＮＯ２レベルを最小限に抑えることができる。これは、先行する呼吸事象のタイミングに基づいて、吸気直前にチューブ内で段階分けされるようなタイミングでＮＯ送達パルスの生成を開始することにより行われる。一実施形態において、ＮＯ生成装置がそのように動作すると、ＮＯパルス段階分けの完了は、患者の呼気の終端と一致する。段階分けされた分量の患者への送達は、ポンプ速度の上昇および／または圧力源からの圧力の解放によって実行可能である。一実施形態において、比例弁の開放により大量のＮＯ含有ガスを正確な時間に患者へと押し出すことによって、リザーバ加圧ガスが解放される。一実施形態において、大量のＮＯ含有ガスの解放は、先行呼吸のタイミングに基づいて予測的に送達される。別の実施形態において、ＮＯ含有ガスの解放は、吸気の検出または呼気の終端等の事象に応答して送達される。
【０１２３】
いくつかの実施形態において、ＮＯ生成装置は、ＮＯ含有ガスおよび非ＮＯ含有ガスパルスの継続的なパルス列を構成する。装置と患者間の移動に要する時間が通例は知られており、ＮＯ含有パルスは、吸気事象と同期して患者の鼻に到達する。非ＮＯ含有パルスは、ＮＯ含有ガスが継続的に移動するように、呼吸と呼吸の間に管類から流れ出るため、ＮＯ２の形成を増大させ得るアイドル時間が短くなる。パルス列は、当該パルス列の流量、各パルスの幅、および各パルス中のＮＯの濃度の変更による調整によって、患者の呼吸数および活動レベルの変化に応答し得る。いくつかの実施形態において、ポンプの流量は一般的に、一定の吸気活動の存在下では一定であり、プラズマパラメータのみが変化して、ＮＯ濃度が制御される。いくつかの実施形態において、ポンプの流量は、呼吸サイクル全体を通して変化する。
【０１２４】
装置の機能の制御には、多様な治療入力を使用可能である。いくつかの実施形態において、ユーザによって、医師により設定された限界内にＮＯ生成のレベルが設定される。いくつかの実施形態において、ユーザは、投与レベルを制御できない。いくつかの実施形態において、センサの測定結果による増大した患者活動の指定値に基づいて、システムが自動的にＮＯ生成を増大可能である。その例としては、ユーザの増大した活動を検知可能なＮＯ生成器内の加速度計、患者内の測定されたＳｐＯ２レベル、Ｏ２送達装置からの呼吸トリガ信号の受信、および活動の増大を示す呼吸数の増加を検出可能な呼吸センサが挙げられる。
【０１２５】
患者の皮膚上のひずみセンサ、マイク、ＮＯ送達線上の圧力センサ、装置から鼻に至る専用ルーメン中の圧力センサ、鼻の下の温度センサ、鼻の下の圧力センサ、患者の鼻の下の流量センサ、鼻の空気流内の光学センサ、患者の胸部上の加速度計、患者上の変位センサ、患者の胸部上のひずみセンサ、または他の手段等、さまざまな方法を単独または一体的に使用して、呼吸を検出することができる。一実施形態において、マイクが患者の首に配置されている。いくつかの実施形態において、ひずみセンサが患者の胴体の皮膚上に配置されている。呼吸率、呼吸深さ、呼吸パルス形状等の患者の呼吸活動を検出することにより、ＮＯ生成システムは、ＮＯ送達を最適化することができる。患者に取り付けられたセンサがカニューレまたはＮＯ生成器に直接、配線されていてもよい。他の実施形態において、センサは、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、赤外線、ＲＦ、またはその他何らかの手段を介して、制御装置と無線通信する。いくつかの実施形態において、ＮＯを患者に送達するルーメン内で圧力が測定される。いくつかの実施形態において、ＮＯ送達パルスにおける圧力信号をアルゴリズムが無視した後、患者が息を吐いた際の吸気事象を監視する。図４７は、ＮＯ送達ルーメン内で測定されたカニューレ差圧の上昇としての吸気事象の検出を示している。圧力の上昇は、吸気が発生した際に起こる（左上のプロット）。右下には、一方向とその後の反対方向の大偏差を伴うＮＯ送達中のカニューレ差圧信号を示している。いくつかの実施形態において、ＮＯ送達後に再び、吸気検出がオンとなる。いくつかの実施形態において、ＮＯ送達および誤判定防止用の可変遅延後に再び、吸気検出がオンとなる。いくつかの実施形態において、可変遅延は、一連の先行呼吸により測定された呼吸期間の一部である。いくつかの実施形態において、遅延継続期間は、呼吸期間の２５％である。いくつかの実施形態において、設定期間にわたる先行呼気事象と等しいレベルにカニューレ差圧が戻るまで、吸気検出が再開されることはなく、この圧力レベルは、最新の呼吸の圧力レベルに基づく。いくつかの実施形態において、カニューレ差圧が患者の吸気活動と大きく関連するように、ＮＯ生成装置が連続送達モードで動作する。いくつかの実施形態において、ＮＯ送達は継続的であるため、このシステムは、投与量送達によるアーチファクトを無視しない。当該線内の圧力の分散は、呼吸を示す。場合によっては、線内の送り出しが一定速度となり得るものの、可変ポンプ速度でも同様に、呼吸に起因する圧力の変化が検出され得る。いくつかの実施形態において、ポンプ動作が検出と干渉しないように、吸気検出と異なる時間に発生するようにポンプ動作がタイミング規定される。いくつかの実施形態において、アキュムレータの使用により、ポンプからの圧力波を減衰させるとともに、ＮＯ線圧力測定結果の信号対雑音比を改善することができる。
【０１２６】
呼吸検出信号は、患者の生体構造、患者の病状、患者の活動（睡眠対活動中）、または他の患者関連因子とともに変動し得る。このため、ＮＯ生成システムは、個々の患者ごとの呼吸検出アルゴリズムの調節を要する可能性がある。いくつかの実施形態において、装置設置の一部として、患者ごとに差圧閾値が調整される。差圧閾値は、患者の活動、時刻（活動中対睡眠中）、充電器への載置（より着座に近い活動を示す）、または吸気事象に影響を及ぼし得る他の因子に基づいて、装置により動的に調整可能である。
【０１２７】
患者の呼吸数は、運動とともに変動し得る。ＮＯ生成システムが呼吸ごとに同じ量のＮＯを送達している場合、呼吸数が多くなると、過剰なＮＯ送達に至る可能性もある。また、呼吸深さ（すなわち、１回呼吸量）も同様に変動する可能性があり、一般的には、呼吸数とは無関係であることに留意するものとする。ＮＯ治療が有効であるためには、患者の肺（肺の細気管支、肺胞、および／または他の部分）中のＮＯ濃度は、組織内でしばらくの間存続し、ＮＯの生理学的半減期に従って小さくなる生理学的効果をＮＯが有するという事実のため、連続的ではないとしても、周期的に治療レベルになることが望ましい。一実施形態において、ＮＯ生成システムは、呼吸数、１回呼吸量、ＮＯの生理学的半減期、吸気Ｏ２濃度、目標投与量、最新の投与履歴情報、および／またはＮＯ酸化率のうちの１つまたは複数の組み合わせを用いて、呼吸のサブセットに投与することにより、投与対象の吸気を決定する。別の実施形態において、ＮＯが各呼吸で送達されるものの、呼吸数、推定取り込み割合、ＮＯの生理学的半減期、ＮＯ酸化率、および／または吸気Ｏ２レベルのうちの１つまたは複数に基づいてパルスパラメータが変化し、肺内の目標ＮＯ濃度が実現される。一実施形態において、一呼吸当たりに送達されるＮＯの量は、１回呼吸量の変化の演算も補償なしに、各呼吸または呼吸のサブセットにおいて個別の一組を送達することにより全体的な規定送達率が実現されるように、呼吸数に基づいて調整される。一実施形態において、ＮＯ生成システムは、パルスが送達されるとともに、単位時間当たりに投与する呼吸の最大数を有するごとに、一定のパルスを送達する。一定の投与を伴う別の実施形態において、移動平均に基づいて、単位時間当たりの投与呼吸数が閾値を超える場合、この装置は、移動平均が閾値を下回るまでＮＯ送達を停止する。別の実施形態において、パルスの量が一定であるものの、ＮＯの濃度が変化して、所望の投与量が実現される。別の実施形態において、パルス継続時間が一定であるものの、パルス流量および濃度のうちの１つまたは複数が変化して、所望の投与量が実現される。別の実施形態において、パルス流量が一定であるものの、パルス継続時間および濃度のうちの１つまたは複数が変化して、所望の投与量が実現される。別の実施形態において、仮定の呼吸パラメータに基づいて呼吸当たりの目標送達量が固定され、ＮＯ含有量の変化により実際の呼吸測定パターンを補償する周期的な「構成」パルスが使用される。
【０１２８】
また、送達装置に特徴を追加して、呼吸を検出することも可能である。いくつかの実施形態において、ワイヤが鼻カニューレの一方のチューブにおいて上方に延び、他方のチューブにおいて下方に延びる。鼻孔間には、小さなサーミスタが存在する。このようなサーミスタを構成する１つの方法として、アルミニウムがスパッタリングされた一片のマイラーを使用する。呼気の暖かさまたは吸気の冷たさを示すサーミスタの抵抗の変化を確認することにより、呼吸が検出される。１つのチューブに２本のワイヤが延びることも可能である。いくつかの実施形態において、温度検知エリアにおいてワイヤを細く伸ばすことにより、検知も可能となる。いくつかの実施形態において、鼻カニューレの戻りは、サーミスタ回路の一部となるように、金属かつ導電性である。これは、２つのルーメン中のワイヤおよび制御装置に対する２つの戻り接続部が存在する場合に最もよく作用する。いくつかの実施形態において、鼻の下に熱電対を設けることができる。いくつかの実施形態において、ＮＯ送達装置は、制御装置に達した際に分岐するカニューレＮＯルーメンを具備し得る。一方のルーメンが捕集器につながり、他方のルーメンが、呼吸を検出する圧力センサとともに、止まり孔につながっている。いくつかの実施形態において、患者の呼吸を圧力で検知できるように、カニューレ接続点の近くの制御装置内でＮＯ線圧力が検知されるＮＯ送達装置が提供される。
【０１２９】
呼吸の検出に利用し得るさまざまな技術が存在する。いくつかの実施形態において、ＮＯ送達装置６７０は、図４８に示すように、制御装置に達した際に分岐するＮＯルーメンを備えたカニューレを具備し得る。一方のルーメンが捕集器６７２につながり、他方のルーメンが、呼吸を検出する圧力センサとともに、止まり孔につながっている。いくつかの実施形態において、ＮＯ送達装置は、患者の呼吸を圧力で検知できるように、カニューレ接続点の近くの制御装置内でＮＯ線圧力を検知することができる。また、呼吸検出は、Ｏ２濃縮器の使用と併せて行うことができる。図４８に示すように、Ｔ字型器具を備えたＮＯ送達装置は、Ｏ２源からＯ２を受け付け、Ｏ２を（カニューレ経由で）患者に送り、止まり孔の底部で制御装置内に圧力センサを有する。
【０１３０】
いくつかの実施形態において、ＮＯ生成装置６８０は、図４９に示すように、Ｏ２入力接続部６８２および別個のＯ２出力接続部６８４を具備し得る。これら２つの接続部間において、このシステムは、圧力および／または流れを検知することにより、酸素濃縮器の動作を検出する。本実施形態において、ＮＯおよびＯ２は、別個の出力接続部を有する。また、ＮＯおよびＯ２が組み合わされた単一の出口点が存在していてもよい。いくつかの実施形態において、図５０に示すように、ＮＯ送達装置と通信するＲＦＩＤリーダ等の機構を具備するＯ２濃縮器と併せて作用するＮＯ送達装置６９０が提供される。
【０１３１】
また、ＮＯのレベルは、Ｏ２源の動作に基づいて調整可能である。Ｏ２源は、タンクに基づくシステムまたはＯ２濃縮器等、変動し得る。たとえば、ＮＯ生成装置は、Ｏ２送達ルーメン内のＯ２の流れを監視し、Ｏ２の流れに線形比例して（または、その他何らかのアルゴリズムで）ＮＯレベルを上昇させることも可能である。いくつかの実施形態において、Ｏ２濃縮器からのＯ２がＮＯ生成装置の使い捨て構成要素を流れて、流量センサにより測定可能である。いくつかの実施形態において、Ｏ２がＮＯ生成器の再利用可能な部分を流れ、Ｏ２流量センサは、流量制限された差圧センサ、熱線流速計、または流れの測定を意図した他のセンサから成る。一実施形態において、このシステムは、Ｏ２生成器に対する直接電気接続または無線接続を有し、Ｏ２生成レベルに関する入力を受け付けることができる。いくつかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、カニューレのＯ２線のひずみを測定して、Ｏ２送達のレベルおよびモード（パルス対一定）を理解することができる。いくつかの実施形態において、超音波センサでＯ２線の半径方向変位を検知することにより、Ｏ２の流量レベルおよびパターンを検出することができる。たとえば、鼻カニューレの酸素チューブは、ハウジングの側部のスロットに押し込むことができる。いくつかの実施形態において、Ｏ２濃縮器からの線がハウジングの側部のスロットに挿入される。Ｏ２管壁中の摂動の検出には、圧力、ひずみ、超音波、力、変位、マイク、または光学センサを使用可能である。摂動の大きさは、酸素流路内に小さな流量制限（たとえば、隆起部）を置いて、制限の背後にいくらかの背圧を生成することにより増強可能である。壁ひずみ／変位／圧力センサがＯ２源の流れ動作を検出することになり、これによって、ＮＯ生成器は、ＮＯ送達を酸素供給と同期させることができる。この手法の効果として、Ｏ２線は、コネクタなしにＯ２源からカニューレまたは鼻プロングまで連続的に延びる。別の利益として、ＮＯ生成装置のハウジングは、封止されたハウジングへの液体または他の汚染物質の進入を許可し得る如何なる開口も必要としない。スロットは、水平でも垂直でも可能であり、酸素チューブの機械的ホルダーとなり得る。また、磁気駆動電力接続部の膨張によって、磁石をより大きく強力にして、基部を生成器に保持させることができる。
【０１３２】
図５１は、制御装置筐体７００の断面の一実施形態である。筐体７００は、（断面図で表される）鼻カニューレ等のＯ２送達チューブ７０２を具備し得る。また、筐体７００は、さまざまなセンサ７０４を具備可能であり、Ｏ２線内の圧力／流れの分散を検出可能な圧力センサ、音センサ、変位センサ、ひずみセンサ、光学センサ、および／または超音波センサが挙げられるが、これらに限定されない。一実施形態において、Ｏ２線と同軸の平行線アレイがＯ２線の周囲で離隔しており、光学センサが線間の距離を検知してＯ２パルスを検出する。直接電気接続、セルラー、無線周波数、光学、音響、超音波、またはその他何らかの無線手段を介して、Ｏ２源装置との通信が可能である。
【０１３３】
ＮＯ生成・送達システムにとっては、実時間での吸気の検出、ＮＯの生成、およびＮＯの送達が課題となり得る。これは、吸気の検出に要する時間、ＮＯ流の開始に要する時間、および生成器から患者までの移動に要する時間に起因する。図５２は、吸気に先立つ鼻カニューレ７１０内のＮＯの体積を段階分けする携帯用ＮＯ生成器の一実施形態を示している。本実施形態において、この装置は、患者の呼気７１２中にＮＯを準備する。吸気が検出された場合、この装置は、パルスを患者に押し出し、鼻カニューレ７１４を洗浄する。その後、この装置は、鼻カニューレに別分量のＮＯを配置することにより、プロセスを繰り返す。
【０１３４】
また、環境の影響がＮＯ生成に影響を及ぼし得る。たとえば、ＮＯ生成装置は、大気圧および／またはプラズマチャンバ圧力の測定結果に基づいてＮＯ生成を変化させ得ることから、高地または低地で動作可能である。
【０１３５】
いくつかの実施形態において、ＮＯ生成装置は、入口フィルタ捕集器、空気ポンプ、および電極アセンブリを具備する。いくつかの実施形態において、電極アセンブリは、変動し得るものの一実施形態において最大５年となる装置の寿命に耐えるようにサイズ規定可能である。これにより、装置の複雑性が抑えられ、電極の交換からユーザを解放することができる。いくつかの実施形態において、電極としては、カートリッジの一部または別個のアセンブリが可能であり、定期的な交換を必要とする。いくつかの実施形態において、自動車型電極アセンブリを使用可能である。図５３は、自動車型電極アセンブリ７２２を備え、排出フィルタ捕集器、圧力センサ、バッテリ、筐体、ドッキングステーション、およびプラズマ生成空気中のＯ２レベルの測定に使用可能な酸素センサも具備し得る装着型ＮＯ生成器７２０の一実施形態を示している。
【０１３６】
この装置は、過加熱を防止する特徴を含み得る。この移動式装置は、Ｏ２生成器の台車もしくはバッテリ充電器への載置（たとえば、安定性およびディスプレイの読み取り容易性のため４５°の角度で位置決め）または患者による（たとえば、ベルト上、バッグ中、または衣中の）装着等、さまざまな場所に置くことができるため、過加熱となる可能性がある。いくつかの実施形態において、ＮＯの生成に用いられる空気が熱交換器の上を通って、電子機器を冷却することも可能である。一実施形態において、ＮＯ生成器は、Ｏ２濃縮器の空気入口に位置付けられる。いくつかの実施形態において、ＮＯの生成に用いられる空気が熱交換器の上を通って、電子機器を冷却することも可能である。いくつかの実施形態において、ＮＯ生成装置の筐体は、アルミニウム等の熱伝導性材料で構成されている。筐体の表面に熱が一様に伝わるように、筐体の全体に発熱構成要素を分散させて筐体に取り付けることにより、安全レベルを超えて制御装置筐体の表面温度が上昇することなく、システムから熱を除去することができる。いくつかの実施形態において、装置の充電電流は、バッテリ充電による付加的な熱によって装置が過加熱となることのないように調節される。いくつかの実施形態において、バッテリ充電電流は、熱的に許可され得る高速の充電電流が用いられるように、筐体の内部温度によって制御される。
【０１３７】
ＮＯ生成装置の多くの内部構成要素を装置筐体に組み込み可能である。たとえば、装置を通って反応ガス、生成ガス、およびＯ２を導くマニホールドは、筐体に組み込み可能であり、これによって、装置体積、装置質量、および組み立て時間が抑えられる。一実施形態において、開放モータ７３０が直接、ＮＯ生成装置の筐体７３４に取り付けられ、別個のモータ筐体を有する場合の質量が抑えられる（図５４）。また、一実施形態において、ＮＯ生成・送達装置の筐体７３４は、ポンプ構成要素７３２の筐体としても機能するため、質量および体積がさらに抑えられる。
【０１３８】
制御回路
いくつかの実施形態において、ＮＯ生成・送達装置の電子機器は、図５５に示すように、１）ＮＯ生成・送達（ＧＤＮ）７４０、２）ユーザ制御・監視（ＵＣＭ）７４２、および３）電力制御・ウォッチドッグ（ＰＣＷ）７４４という３つの主要なグループを有する。ＮＯ生成・送達回路は、ＵＣＭから治療設定入力を受けるとともに、治療に関するセンサ入力（たとえば、Ｏ２流量）を受ける。ＧＤＮ回路は、ポンプ速度、比例弁、および／またはバイナリ弁制御によって、反応ガスの体積流量を制御する。また、ＧＤＮは、プラズマ継続時間、エネルギー、デューティサイクル、および頻度のうちの１つまたは複数を含むプラズマ活動を制御する。所与の規定投与の場合、ＧＤＮは、規定投与および患者呼吸パラメータ（吸気タイミング、吸気継続時間、呼吸数、呼吸の検出可能性等）に基づいて、体積流量、パルス継続時間、およびＮＯ濃度のうちの１つまたは複数を制御する。
【０１３９】
いくつかの実施形態において、ユーザ制御・監視（ＵＣＭ）回路７４２は、図５５に示すように、ユーザインターフェースから入力を受けて、図５６に示すように、ディスプレイ上のさまざまなインジケータを制御する。また、ＵＣＭ７４２は、装置の警報機能を制御するとともに、必要に応じて、警報条件および音声指示を生成することができる。ＵＣＭ７４２によって、補助装置、クラウド、ＧＳＭネットワーク等の外部装置との相互作用が管理される。電力制御・ウォッチドッグ（ＰＣＷ）回路７４４は、バッテリ充電およびバッテリ放電を制御して、一定電圧を他の回路に供給する。また、ＰＣＷ７４４は、ＵＣＭ、ＰＣＷ、およびＧＤＮソフトウェアを監視して適正な機能を保証するウォッチドッグ回路を含むとともに、システムの動作中に任意のサブシステムの再起動を開始することができる。一実施形態において、ＰＣＷは、システムの全面障害の場合に圧電ブザーを駆動し得る大型キャパシタを含む。一実施形態において、ＵＣＭ、ＧＤＮ、およびＰＣＷ回路は、１つのプリント配線板に組み込まれているが、筐体内の柔軟性に劣る他の構成要素周りへの適合に基づいて、他のグループ分けも考えられる。配線板への接続は通常、コネクタの使用ではなく、はんだ付けされており、サイズおよび質量が最小限に抑えられる。
【０１４０】
図５７は、ＮＯ生成・送達システムの電気的および空気圧的概略７６０を示している。電気接続を破線として示す。空気圧接続を実線として示す。取り外し可能なフィルタ／捕集カートリッジ内の構成要素が緑色の矩形内に位置付けられる。プラズマチャンバは、橙色の矩形として示す。ＮＯ生成・送達（ＧＤＮ）回路７６２は、１つまたは複数の検知パラメータに基づいて治療を管理するのに用いられ、Ｏ２流、Ｏ２圧力、絶対大気圧、プラズマチャンバ圧力、カニューレ種類、差圧センサ（右上）および／または反応ガス流量センサによる呼吸検出が挙げられる。ユーザ制御・監視（ＵＣＭ）回路７６４は、ユーザインターフェース７６８、ＧＤＮ７６２、およびカニューレインターフェース７６６からのユーザ入力を受け付ける。ＵＣＭは、ＧＳＭ、ＲＦＩＤ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、および／またはＷｉ−Ｆｉ接続を管理する通信モジュールと通信する。流入空気は、取り外し可能なフィルタ７７０を通過した後、フィルタ７７２およびポンプ７７４を通過する。リザーバ７７６の圧力は、リザーバ圧力測定結果に基づいて、目標圧力となるように制御される。空気は、比例弁７７８を通ってリザーバを出る。比例弁の開放レベルは、プラズマチャンバ流量センサからのフィードバックに基づいて、目標レベルとなるように制御される。生成ガスは、第２のフィルタを通過した後、使い捨てのフィルタ／捕集器／フィルタ７８０および逆止弁７８２を通って進む。患者の吸気の検出には、空気圧経路中の差圧センサ７８４が用いられる。各端部でフィルタ７８６、７８８により保護された別個の空気圧通路を酸素が通って流れる。酸素通路においては、流れおよび圧力が検出され、いくつかの実施形態において、ＮＯパルスタイミングの入力として用いられる。図の右側でＯ２およびＮＯがシステムを出て、カニューレまたは他種のチューブに入り、ガスを患者に送達する。
【０１４１】
図５８は、カートリッジ弁マニホールドを備えたＮＯ・送達装置の一実施形態を示している。図の左上に示すフィルタ７９０およびポンプ７９２を通って周囲空気が引き込まれる。ポンプ７９２は、空気圧通路内の圧力を高くし、ポンプの下流の圧力センサ測定結果に基づいて変調可能である。１つまたは複数のバイナリ弁７９４のアレイがその開放数に応じて、ポンプから異なる量の流れを解放する。弁位置は、多様な潜在的治療アルゴリズムのうちの１つまたは複数に基づいて、ＮＯ生成・送達（ＧＤＮ）回路７９６により制御される。空気は、弁を越え、プラズマチャンバ７９８、フィルタ、およびフィルタ／捕集カートリッジ８００を通って進んだ後、フィルタを通って装置筐体を出てからカニューレに入る。
【０１４２】
ユーザは、ホーム位置の場合に静止したＯ２濃縮器とつながり、５０フィート（１５ｍ）線等の線を使用して、Ｏ２を受け入れ可能である。５０フィート線におけるＮＯの移動に要する時間は、ＮＯ２が危険レベルとなるのに十分な長さとなり得る。いくつかの実施形態において、５０フィート線等の線には、患者端にＮＯ２捕集器を有する専用コネクタを設けることにより、患者に近いＯ２を除去することができる。専用コネクタには、カスタムのスレッド、ＲＦＩＤ、バーコード、または他の特徴を含むことも可能である。
【０１４３】
治療設定、警報制限、および治療制限は、すべて可変で、たとえば医師により設定可能である。設定は、多様な方法で行うことができ、遠隔装置（たとえば、携帯電話）、埋め込みユーザインターフェースの使用、またはポテンショメータに接続されたねじ／つまみ等の機構の回動が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１４４】
ＮＯ再循環
吸入酸化窒素治療システムのいくつかの実施形態において、空気圧通路は、ＮＯ源（すなわち、タンクまたは生成ユニット）から、ＮＯ高濃度ガスが吸気回路中の流れに注入される点まで、単一方向にガスを伝達する（図５９）。
【０１４５】
いくつかの実施形態において、ＮＯ源８１０と注入点８１２との間のガスの再循環を実現可能である（図５９）。これは、本明細書に記載のあらゆる種類のＮＯ生成システムと併用可能であり、たとえば遠隔ＮＯ注入器を備えた移動式システムおよび重大な用途が挙げられる。
【０１４６】
標準的な温度および圧力において、酸化窒素は、酸素と反応して二酸化窒素（ＮＯ２）を形成する。ＮＯ２は、人間の曝露を制限すべき毒性汚染物質である。ＮＯの酸化速度がＮＯ２の形成速度である。反応率は、ＮＯ濃度または酸素濃度が高い場合に高くなる。この反応は、標準温度および圧力近くの温度の影響をあまり受けない。吸入ＮＯ治療においては、吸入ＮＯの一定濃度を維持する一方、吸気流を最小限に希釈する必要がある。したがって、ＮＯ源は通常、かなり高い濃度となる（約５００〜１０００ｐｐｍ）。ＮＯ源が圧縮ガスのタンクであり、バランスガスが窒素等の不活性種である場合、唯一の有意なＮＯ２形成は、ＮＯ高濃度ガスが吸気流と正比例で混合されて所望の投与濃度が実現された後に、吸気回路で発生する。
【０１４７】
いくつかの実施形態において、周囲空気から酸化窒素を生成するのに電気アークが用いられる。酸化窒素（ＮＯ）は、所望の投与および吸気流に応じて、５０〜５０００ｐｐｍのオーダの濃度で存在する。ただし、残存酸素および窒素が事実上は、それぞれ約２１％および７８％の大気濃度から不変のままとなっている。したがって、この時点のＮＯから形成されるＮＯ２は、アークにおいて生成される。このＮＯ２の一部は、電気的ＮＯ生成器の後、ＮＯ高濃度ガスが吸気流に混入する前に、化学的に除去可能である。
【０１４８】
空気圧回路の詳細設計ならびに吸気流量およびＮＯ治療の詳細に応じて、ＮＯ２の化学的除去後かつ注入前の体積中のＮＯ高濃度ガス、Ｏ２高濃度ガスの滞留時間を超える場合がある。過剰な滞留時間によって、ＮＯ２形成が増大する。
【０１４９】
いくつかの実施形態において、ＮＯ高濃度ガスの再循環ループが存在する。このガスは、常に循環しており、一部しか吸気リムに送られない。再循環によって滞留時間が制限されるため、ＮＯ２形成を制限可能である。さらに、ＮＯ源に戻ったガスの「再浄化」によって、ＮＯ２の蓄積を制限することができる。
【０１５０】
図６０は、浄化器８２２を用いて、貯蔵されたＮＯ含有ガスからＮＯ２を継続的に除去する再循環ループ８２０の一実施形態を示している。弁が開いて、ＮＯ生成器が導くＮＯ含有ガスを注入する。いくつかの実施形態において、弁が開いて、患者の吸気を開放する。
【０１５１】
図６１は、再循環ガスがＮＯ生成器８３０を通って流れ戻るシステムの一実施形態を示している。これが許容されるのは、プラズマチャンバにおいて、Ｎ２およびＯ２の一部しかＮＯに変換されないためである。このため、同じ空気から別のＮＯを生成可能である。
【０１５２】
ＮＯ高濃度ガスの流れは、戻りレグの注入弁を閉じることによって、吸気リムに導くことが可能となる。それ以外の場合、ＮＯ高濃度ガスが、ループを継続的に再循環する。いくつかの実施形態において、再循環ループ内のガスの一部がループから流れ出て、システム内のガス分析センサを通り、生成ガス中のＮＯ、ＮＯ２、およびＯ２レベルのうちの１つまたは複数が監視される。いくつかの実施形態において、再循環回路の戻りレグからサンプルガスが引き出される。いくつかの実施形態において、浄化器の後に生成ガスがサンプリングされる。
【０１５３】
装着可能性
図６２は、システムを装着し得るさまざまな方法を示している。外面は、多様な形状を有し得る。いくつかの実施形態において、外形は、ベルト８４０またはショルダーストラップ８５０に装着された場合に快適となる凹局面を有し得る。筐体は、ショルダーストラップがつながる搭載点を含み得る。一実施形態において、装置８６０は、当該装置の凹形状によって、Ｏ２生成器８６２またはＯ２タンク８６４に取り付け可能である。いくつかの実施形態において、この装置は、酸素濃縮器と併せてバックパック８７０に取り付けられる（図６３）。酸素濃縮器からのガスは、ＮＯ生成装置に流れた後、患者へと流れる。一実施形態において、カニューレ接続には、単一の二重ルーメンコネクタを伴う。別の実施形態において、カニューレ接続には、２つの別個のシングルルーメンコネクタを伴う。
【０１５４】
また、図４６は、身体装着センサ６６１を示している。ＮＯ生成システムは、患者の状態およびバイタルサインを監視する１つまたは複数のセンサを具備し得る。身体装着センサの例としては、運動（たとえば、直線または角変位、速度、加速度、加加速度）、ＥＫＧ、体温、心拍数、心音、呼吸数、ＳｐＯ２、血圧、ＣＯ２、および他の生理学的パラメータを測定するセンサが挙げられる。身体装着センサは、無線および／または有線手段を通じてＮＯ生成装置または遠隔装置と通信するとともに、治療制御、警報システム、またはデータロギングの入力として機能するようになっていてもよい。
【０１５５】
安全機能
ＮＯ生成装置には、さまざまな安全機能を内蔵可能である。一実施形態において、装置がしばらくの間アイドル状態である場合は、送達チューブ内のＮＯがＮＯ２となり得るため、安全機能を使用可能である。使用の再開に先立って、チューブは、ＮＯを患者に送り出すことなく、ＮＯ２を追い出すことができる。たとえば、ＮＯ送達ポンプが逆動作することにより、患者からＮＯ２を引き出して捕集器に送ることができる。ポンプは、ＮＯ送達線の容積と関連し得る一定の時間または一定のポンプ回転数にわたって動作可能である。一実施形態において、ポンプのパージ動作の継続時間は、制御装置への入力または制御装置による読み出しがなされるカニューレ長さによって決まる。ＮＯ２がチューブから除去された後、ポンプは前方流に戻り、プラズマ生成を開始可能となる。一実施形態において、このシステムは、治療が管理されていない場合、ＮＯ送達線におけるＮＯの存在を防止することができる。ポンプは、プラズマ生成の停止後の期間にわたって動作することにより、ＮＯ送達線を空気でパージするとともに、ＮＯをすべて患者へと押し出すことができる。別の手法においては、線からの排出または治療開始前の全ガスのパージが可能である。
【０１５６】
一実施形態において、ＮＯ生成装置を出てカニューレに入る前に、１つまたは複数のガスセンサで生成ガスが分析される。これらの排出ガスは、たとえばＮＯ、ＮＯ２、およびＯ２含有量を分析可能である。別の実施形態において、カニューレの専用ルーメンの使用により、生成ガスのサンプルを送達ルーメンからガス分析センサに引き出して分析する。
【０１５７】
反応ガス流がプラズマリザーバを通じて発生していることをＮＯ生成装置が把握することが重要である。一実施形態において、ＮＯ生成装置は、ポンプモータ電流の検知、ポンプおよび／もしくはモータ動作と関連するエンコーダ、反応ガス流路内の反応ガス流を検出する流量センサ、プラズマチャンバ内もしくは反応ガス流と流体連通した１つもしくは複数の圧力センサ、反応ガス流内のサーミスタ、ならびに／または反応ガス流内の熱線流速計といった手段のうちの１つまたは複数を用いて、反応ガス流を確定する。
【０１５８】
カニューレに基づくＮＯ送達で発生し得る問題として、送達線の捩じれがあり、患者へのＮＯ送達の低速化または停止の可能性がある。いくつかの実施形態において、このシステムは、ＮＯ線圧力、Ｏ２線圧力、ＮＯポンプ電流、ＮＯ線流、Ｏ２線流、呼吸信号の忠実性、およびプラズマ活動（高圧により抑制）といったインジケータのうちの１つまたは複数を使用して、捩じれ線を検出することができる。
【０１５９】
カニューレを通じた送達を行う移動式ＮＯ生成装置で発生し得る別の問題として、口呼吸がある。会話およびいびきが口呼吸と類似の呼吸状態をもたらす可能性もある。口で呼吸する患者は、鼻カニューレを装着している場合に鼻で呼吸するのと同じ投与量を受けることはない。いくつかの実施形態において、ＮＯ生成・送達システムは、不適切な鼻呼吸および／または口呼吸を検出するとともに、ＮＯ送達の増大によるユーザへの対応および／または警告によって応答することができる。システムがＮＯを患者に送達できる（ポンプ電流が正常、ＮＯ流が正常）ものの、鼻での呼吸を検出できない場合、この患者はおそらく、口で呼吸している。
【０１６０】
移動式ＮＯ生成装置には、他の安全機能も含まれ得る。ユーザは、適当なタイミングでＮＯ２捕集器構成要素を交換することを忘れてもよい。いくつかの実施形態において、ユーザが朝に装置を充電器から取り外した際に、装置がユーザに捕集器の交換を促すことができる。いくつかの実施形態において、移動式装置は、患者の活動を検出する内蔵加速度計を具備し得る。いくつかの実施形態において、移動式装置は、患者の運動を検出して警告を発する機能を含み得る。この警告は、加速度計データおよび／または呼吸数等のさまざまな測定結果およびデータに基づき得る。
【０１６１】
一実施形態において、ＮＯ生成・送達システムは、Ｏ２送達治療に関するフィードバックをユーザおよび／またはＯ２送達システムに与えることができる。たとえば、一実施形態において、ＮＯ送達システムを通るＯ２の流量が測定される。Ｏ２パルスが患者の呼吸と一致しない場合または一切発生していない場合、ＮＯ生成システムは、ユーザに対する警報を発することができる。一実施形態において、ＮＯ生成・送達システムは、Ｏ２送達システムに対して、呼吸検出信号を与える。
【０１６２】
一実施形態において、ＮＯ生成システムは、現在のＮＯ投与レベルが正しくないことが明確な場合に、ユーザに警告することができる。たとえば、低ＳｐＯ２レベルまたは高心拍数は、患者が十分なＮＯを受けていないことを示している可能性がある。この場合、装置は、ユーザに警告を発することも可能である。一実施形態において、ＮＯ投与量の調整によって生理学的パラメータを改善し得るかを確認するため、ＮＯ投与レベルが妥当な制限内で自動的に変化する。
【０１６３】
いくつかの実施形態において、ＮＯ生成・送達装置は、ＮＯに対する患者の生理学的反応に基づいて、投与レベルを経時的に変更する。いくつかの実施形態において、当初期間に高ＮＯ投与量を患者に送達して患者の肺容積を拡大した後、低ＮＯ投与量によって肺容積の拡大を維持する。
【０１６４】
いくつかの実施形態において、携帯用ＮＯ生成装置８８０は、別の治療との併用のみが可能となるように制御可能であり、図６４に示すように、左室補助装置８８２（ＬＶＡＤ）が挙げられるが、これに限定されない。この機能の使用により、規制上の観点での適正な使用が保証されるとともに、複数の治療の同時使用を保証する治験のコンプライアンスを確保するのにも役立ち得る。ＮＯ生成装置は、多様な方法で、適合する治療が存在するものと判定するように構成可能である。いくつかの実施形態において、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｗｉ−Ｆｉ、赤外線、または他の通信技術を用いて、ＮＯ生成装置と補助装置との間の無線通信を実現可能である。また、これにより、装置間の能動通信によって、治療情報の共有および両装置が動作中であることの保証が可能である。いくつかの実施形態において、ＮＯ生成装置は、動作に先立って、補助装置上のラベルをスキャンする機能を含み得る。いくつかの実施形態において、ＲＦＩＤチップを補助装置上に載置して、ＮＯ生成装置がＲＦＩＤチップを検知できるようにすることも可能である。いくつかの実施形態において、ＲＦＩＤチップを補助装置中に配置して、ＮＯ生成装置がＲＦＩＤチップを検知できるようにすることも可能である。
【０１６５】
図６５は、携帯用ＮＯ装置が別の治療と併せて適正に用いられるようにするワークフローの例示的な一実施形態を示している。いくつかの実施形態において、情報を含むレジストリを維持可能であり、装置、装置関連データ、治療を受ける患者の数、および現在の状態が挙げられるが、これらに限定されない。使用時は、別の治療との併用のみ可能な携帯用ＮＯ生成装置の適正な使用を保証するため、患者をＮＯ治療に登録する一義的な責任を負う医師が注文処理用の中央情報リポジトリと連通して、関連する装置を確認および／または登録することができる（ステップ８９０）。これにより、以下の１つまたは複数の条件が満たされ得る。
患者が治療を許可されたユーザであり、医師がＮＯ治療の開始を希望する。たとえば、携帯用ＮＯ装置がＬＶＡＤと併用される場合、これは、ＬＶＡＤの配置に関わらず、肺血管抵抗（ＰＶＲ）の継続的上昇を裏付ける血行動態データに基づき得る。
医療施設において、装置固有識別子（ＵＤＩ）を備えた複数の（たとえば、２つの）携帯用ＮＯ装置（たとえば、主装置およびバックアップ装置）を利用可能である。
患者のＬＶＡＤのＵＤＩを利用可能である。
特定の１年に携帯用ＮＯ装置で治療される患者の規制限度（たとえば、８０００人）に達していない（必要に応じて）。
【０１６６】
必要なすべての条件が満たされた場合、医師は、ＨＩＰＡＡに従って機密性を保護する方策により、携帯用ＮＯ装置およびＬＶＡＤのＵＤＩのほか、１つまたは複数の患者識別子を登録することができる。医師は、薬局に転送される患者の電子処方箋を生成することができる。特定の条件下で、携帯用ＮＯ装置の処方箋ラベルを作成可能であり、医師により有効な処方箋が生成されていること、装置関連データが利用可能であることが挙げられるが、これらに限定されない（ステップ８９２）。
【０１６７】
医師または他の医療専門家（たとえば、呼吸療法士）が携帯用ＮＯ装置に関する患者のトレーニングを行って、装置を最初に起動することができる（ステップ８９４）。いくつかの実施形態において、携帯用ＮＯ装置は、有効な処方箋ラベルを確認し、処方箋ラベルを読み取って、有効期限および臨床的適応を探すが、これは、ＰＶＲが上昇したＬＶＡＤのはずである。携帯用ＮＯ装置は、装置関連データ（装置のＵＤＩ）を読み取る。必要な情報が有効な場合は、装置が有効となって治療を開始できる。所要情報のいずれかの要素が満たされていない場合は、装置が警報を発して、治療を開始できない。治療中、所要規定情報のいずれかの要素が無効となった場合（たとえば、規定有効期限を過ぎた場合）は、装置が警報を発して、治療が終了となる。如何なる理由であれ、治療が中止となったら、医師は、治療を中止して、新たな患者に使用できるように携帯用ＮＯ装置を解放する（ステップ８９６）。
【０１６８】
使用時、独立型移動式ＮＯ生成器による治療の開始には、制御装置バッテリをフル充電するステップと、真空封止パッケージから新しいカートリッジを取り出すステップとを含み得る。カートリッジは、鼻カニューレ接続部を上方に、平らな面をユーザディスプレイ側に向けて、制御装置に挿入される。カートリッジは、「カチッ」という触覚および／または聴覚をユーザが感じるまで、制御装置中に押し下げられる。鼻カニューレがカートリッジの上部でコネクタに接続され、制御装置がオンされる。カニューレおよびカートリッジは、一体化も可能であることが了解されよう。制御装置は、起動処理およびカートリッジ確認を実行可能である。カートリッジが使用または失効となった場合、制御装置のユーザディスプレイは、警報を示すことができる。起動およびカートリッジ確認が無事に完了となったら、ユーザインターフェース上のすべてのインジケータが緑色になって、装置がＮＯの送達を自動的に開始可能となる。
【０１６９】
使用時、ＮＯ生成システムおよび酸素濃縮器による治療の開始には、制御装置バッテリをフル充電するステップと、真空封止パッケージから新しいカートリッジを取り出すステップとを含み得る。カートリッジは、鼻カニューレ接続部を上方に、平らな面をユーザディスプレイ側に向けて、制御装置に挿入される。カートリッジは、「カチッ」という触覚および／または聴覚をユーザが感じるまで、制御装置中に押し下げられる。ＮＯ生成装置を搬送する方法が選択・設定される。たとえば、制御装置は、酸素ボトルまたは酸素生成器に取り付け可能であり、ＮＯ生成装置は、ベルトまたはショルダーストラップに装着可能である。二重ルーメンカニューレの酸素側が酸素源に接続され、酸素チューブは、完全に固定されるまで、ＮＯ装置筐体中の酸素チューブ溝に押し込まれる。二重ルーメンカニューレのＮＯ側は、ＮＯ生成器の出力に接続される。カニューレのプロングは、患者の鼻中に配置され、左右のチューブは、対応する耳の周りに取りまわされる。余ったカニューレ管類は巻回されて、付属のストラップでＮＯ生成器に固定される。Ｏ２濃縮器がオンされ、その設定が所望の出力となるように調整される。ＮＯ生成装置がオンされ、ＮＯ送達設定が選定される（たとえば、同期、非同期、または一定のＮＯ送達）。また、所望のＮＯ出力（ｐｐｍ）および流量が選定される。
【０１７０】
いくつかの実施形態において、装置の小型化を可能にするため、平坦な角柱のリチウムイオンバッテリパックが用いられる。
【０１７１】
いくつかの実施形態において、移動式ＮＯ生成装置は、予めプログラムされた限界内の動作の検出に際して、ＮＯ生成を自動的に増大させるように設計されている。予めプログラムされた限界内でのＮＯ投与量の調整には、＋／−ボタンを使用可能である。１回分の短いＮＯには、「起動」ボタンを使用可能である。使い捨てカートリッジは、専用のメモリデバイスにより識別される。一実施形態において、カニューレの長さ、カニューレの内径、カニューレの容積、患者の身長、理想体重、および／または現在の体重といったパラメータのうちの１つまたは複数が使い捨て構成要素のメモリデバイスに入力される。このシステムは、ＯＥＭによるカートリッジがなければ機能しない。
【０１７２】
本明細書に引用のすべての特許、特許出願、および公開参考文献のすべての内容を参照により本明細書に援用する。当然のことながら、上記開示および他の特徴および機能またはその代替物の一部は、他の多くの異なるシステムまたは用途へと組み合わせ可能であるのが望ましい。当業者であれば、上記の種々代替、修正、変形、または改良が引き続き可能であろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
2020510499.tif 000069
【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年11月11日(2019.11.11)
【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】
装着可能に構成されたハウジングと、
前記ハウジングに位置付けられた反応ガス流路であり、１つまたは複数のプラズマチャンバへの特定流量での加圧反応ガスの解放を可能にするように構成された、反応ガス流路と、
前記１つまたは複数のプラズマチャンバに位置付けられ、前記１つまたは複数のプラズマチャンバを通る前記反応ガスの流れを用いて酸化窒素を含む生成ガスを生成するように構成された１つまたは複数の電極と、
前記反応ガスにおいて生成される酸化窒素の量を調節するように構成された制御装置と、
１つまたは複数の捕集経路を含み、前記１つまたは複数のプラズマチャンバにより生成された前記生成ガスからＮＯ２を除去するように構成された使い捨てカートリッジと、
前記生成ガスを患者送達装置に送達するコネクタと、
を備えた、装着型酸化窒素生成システムであって、
前記制御装置が、高電圧回路の共振周波数を測定し、ＡＣ波形の周波数およびデューティサイクルを制御して、前記高電圧回路の励起を最大化し、
前記共振周波数が、当該システムの耐用年数全体を通じて決定され、環境条件の変化、システム耐久性、および／または製造差異に対応する、装着型酸化窒素生成システム。
【請求項２】
前記使い捨てカートリッジが、入口フィルタ、排出捕集器、および／または１つもしくは複数の排出フィルタを含む、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項３】
前記１つまたは複数の捕集経路からＮＯ濃縮空気を受け入れるように位置決めされ、前記ＮＯ濃縮空気をフィルタリングするように構成された１つまたは複数のフィルタをさらに備えた、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項４】
前記患者送達装置が、鼻カニューレ、耳の近くに位置付けられたチューブ、および気管と連通したチューブから成る群から選択される、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項５】
蘇生器具、人工呼吸器、除細動器、心室補助装置（ＶＡＤ）、持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）システム、二相性気道陽圧（ＢｉＰＡＰ）システム、非侵襲陽圧呼吸器（ＮＩＰＰＶ）、加熱式大流量鼻カニューレアプリケーション、噴霧器、膜型人工肺（ＥＣＭＯ）、心肺バイパスシステム、自動化ＣＰＲシステム、酸素送達システム、酸素濃縮システム、酸素生成システム、および／または自動化体外式除細動器（ＡＥＤ）から成る群から選択される装置と併用されるように構成された、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項６】
酸素生成器または酸素濃縮器との併用により酸化窒素の生成を増大させるように構成された、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項７】
前記制御装置が、周波数およびデューティサイクルの制御によって、ＡＣ波形の形状を制御するように構成された、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項８】
前記共振周波数が、当該システムの起動時に自動的に決定される、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項９】
前記共振周波数が、各患者治療の開始時に自動的に決定される、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項１０】
前記共振周波数が、当該システムの起動時に共振探索が不要となるように、使用と使用の間にメモリに格納される、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項１１】
ユーザによる当該システムとの相互対話、当該システムおよび酸化窒素生成に関する情報の確認、ならびに酸化窒素生成と関連するパラメータの制御を可能にするように構成されたユーザインターフェースをさらに備えた、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項１２】
警報状態、バッテリ充電状態、外部電源接続、カートリッジ余寿命、Ｏ２流検出、ＧＳＭ接続、および／またはＮＯ生成の照明インジケータを含むユーザインターフェースをさらに備えた、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項１３】
ユーザの音声入力を受け付けるマイクをさらに備えた、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項１４】
ＧＳＭ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷｉＦｉ、および／または他の接続用の１つまたは複数のアンテナをさらに備えた、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項１５】
前記１つまたは複数のプラズマチャンバと流体連通したリザーバの形態の反応ガス源をさらに備えた、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項１６】
前記反応ガス源が、ポンプである、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項１７】
病院外で使用するための携帯用である、請求項１に記載の装着型酸化窒素生成システム。
【請求項１８】
装着可能に構成されたハウジングと、
前記ハウジングに位置付けられた反応ガス流路であり、１つまたは複数のプラズマチャンバへの特定流量での加圧反応ガスの解放を可能にするように構成された、反応ガス流路と、
前記１つまたは複数のプラズマチャンバに位置付けられ、前記１つまたは複数のプラズマチャンバを通る前記反応ガスの流れを用いて酸化窒素を含む生成ガスを生成するように構成された１つまたは複数の電極と、
前記反応ガスにおいて生成される酸化窒素の量を調節するように構成された制御装置と、
１つまたは複数の捕集経路を含み、前記１つまたは複数のプラズマチャンバにより生成された前記生成ガスからＮＯ２を除去するように構成された使い捨てカートリッジと、
前記生成ガスを患者送達装置に送達するコネクタと、
を備えた、装着型酸化窒素生成システムであって、
前記制御装置が、高電圧回路の共振周波数を測定し、ＡＣ波形の周波数およびデューティサイクルを制御して、前記高電圧回路の励起を最大化し、
前記共振周波数が、当該システムの起動時に自動的に決定される、装着型酸化窒素生成システム。
【請求項１９】
装着可能に構成されたハウジングと、
前記ハウジングに位置付けられた反応ガス流路であり、１つまたは複数のプラズマチャンバへの特定流量での加圧反応ガスの解放を可能にするように構成された、反応ガス流路と、
前記１つまたは複数のプラズマチャンバに位置付けられ、前記１つまたは複数のプラズマチャンバを通る前記反応ガスの流れを用いて酸化窒素を含む生成ガスを生成するように構成された１つまたは複数の電極と、
前記反応ガスにおいて生成される酸化窒素の量を調節するように構成された制御装置と、
１つまたは複数の捕集経路を含み、前記１つまたは複数のプラズマチャンバにより生成された前記生成ガスからＮＯ２を除去するように構成された使い捨てカートリッジと、
前記生成ガスを患者送達装置に送達するコネクタと、
を備えた、装着型酸化窒素生成システムであって、
前記制御装置が、高電圧回路の共振周波数を測定し、ＡＣ波形の周波数およびデューティサイクルを制御して、前記高電圧回路の励起を最大化し、
前記共振周波数が、各患者治療の開始時に自動的に決定される、装着型酸化窒素生成システム。
【請求項２０】
装着可能に構成されたハウジングと、
前記ハウジングに位置付けられた反応ガス流路であり、１つまたは複数のプラズマチャンバへの特定流量での加圧反応ガスの解放を可能にするように構成された、反応ガス流路と、
前記１つまたは複数のプラズマチャンバに位置付けられ、前記１つまたは複数のプラズマチャンバを通る前記反応ガスの流れを用いて酸化窒素を含む生成ガスを生成するように構成された１つまたは複数の電極と、
前記反応ガスにおいて生成される酸化窒素の量を調節するように構成された制御装置と、
１つまたは複数の捕集経路を含み、前記１つまたは複数のプラズマチャンバにより生成された前記生成ガスからＮＯ２を除去するように構成された使い捨てカートリッジと、
前記生成ガスを患者送達装置に送達するコネクタと、
を備えた、装着型酸化窒素生成システムであって、
前記制御装置が、高電圧回路の共振周波数を測定し、ＡＣ波形の周波数およびデューティサイクルを制御して、前記高電圧回路の励起を最大化し、
前記共振周波数が、当該システムの起動時に共振探索が不要となるように、使用と使用の間にメモリに格納される、装着型酸化窒素生成システム。
【国際調査報告】
2020510499.tif 000074