СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДА АЗОТА
SYSTEMS AND METHODS OF PRODUCING NITROGEN OXIDE

Родственные заявки
[001] Согласно настоящей заявке заявляется преимущество и испрашивается приоритет в соответствии с предварительной заявкой на выдачу патента США №62/463943, поданной 27 февраля 2017 г., предварительной заявкой на выдачу патента США №62/463956, поданной 27 февраля 2017 г., предварительной заявкой на выдачу патента США №62/509394, поданной 22 мая 2017 г., предварительной заявкой на выдачу патента США №62/553572, поданной 1 сентября 2017 г., предварительной заявкой на выдачу патента США №62/574173, поданной 18 октября 2017 г., и предварительной заявкой на выдачу патента США №62/614492, поданной 7 января 2018 г., и содержание каждой из этих заявок таким образом включено в настоящий документ ссылкой во всей их полноте.
Область техники, к которой относится настоящее изобретение
[002] Настоящее раскрытие относится к системам и способам получения оксида азота для применения с устройством для искусственной вентиляции легких.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
2
2
2
4
[003] Оксид азота, как было обнаружено, пригоден в ряде методов лечения заболевания, в частности сердечных и респираторных болезней. Более ранние системы для получения NO и доставки NO-содержащего газа пациенту имеют ряд недостатков. Например, системы с резервуаром требовали больших резервуаров для NO-содержащего газа с высокой концентрацией и давлением. Когда лечение при помощи этой системы приостанавливают, NO в контуре задерживается и превращается в NO, требуя прочистки пользователем контура искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений перед возобновлением искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений. Синтез NO из NO или NO требует обращения с токсичными химическими веществами. Ранее существующие электрические системы получения включают возбуждение плазмы в основном потоке воздуха, который доставляют пациентам, или перекачку через подающую трубку.
2
2
2
[004] Калибровка существующих систем также может быть сложной, поскольку пользователю необходимо подключать к системе баллоны с газом под высоким давлением, содержащие калибровочный газ. Калибровочные газы обычно содержат NO, NO и О. Для одной концентрации и одного газа за раз газ пропускают через камеру с датчиками для получения известных входных данных. Эта ручная калибровка может занимать примерно 15 минут или более для обученного персонала. Когда газы проходят системы с резервуаром, они высвобождают высококонцентрированный (приблизительно 800 частей на миллион) NO в систему искусственной вентиляции легких. Когда лечение при помощи системы с резервуаром приостанавливают, NO в контуре искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений (мешке Амбу или эквиваленте) задерживается и превращается в NO, требуя прочистки пользователем контура устройства искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений перед возобновлением искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
2
[005] Настоящее раскрытие направлено на системы, способы и устройства для получения оксида азота для применения с различными устройствами искусственной вентиляции легких. В некоторых вариантах осуществления система получения оксида азота содержит одну или несколько плазменных камер, каждая из которых содержит один или несколько электродов, сконструированных для получения продукционного газа, содержащего оксид азота, используя поток газа-реагента через одну или несколько плазменных камер. Контроллер сконструирован для регулирования количества оксида азота, получаемого в продукционном газе при помощи одного или нескольких электродов в одной или нескольких плазменных камерах, используя один или несколько параметров в качестве входных данных для алгоритма управления, и причем по меньшей мере один из одного или нескольких параметров связан с расходом газа-реагента в одной или нескольких плазменных камерах. Источник газа-реагента сконструирован для мгновенной подачи газа-реагента высокого давления в одну или несколько плазменных камер. Регулятор расхода расположен между источником газа-реагента и одной или несколькими плазменными камерами и сконструирован для обеспечения регулируемого непрерывного переменного расхода газа-реагента из источника газа-реагента на основе измерения, связанного с медицинским газом, в который протекает продукционный газ. Один или несколько путей очистки сконструированы для удаления NO из продукционного газа, получаемого в одной или нескольких плазменных камерах. Концентрация NO в объединенном продукционном газе и медицинском газе является целевым значением.
[006] В некоторых вариантах осуществления измерение, связанное с медицинским газом, представляет расход медицинского газа, так что расход газа-реагента через одну или несколько плазменных камер пропорционален расходу медицинского газа.
[007] В некоторых вариантах осуществления источник газа-реагента находится в виде резервуара. В некоторых вариантах осуществления источник газа-реагента находится в виде насоса. В некоторых вариантах осуществления регулятор расхода выбирают из группы, состоящей из одного или нескольких пропорциональных клапанов, одного или нескольких цифровых клапанов и комбинации по меньшей мере одного пропорционального клапана и по меньшей мере одного цифрового клапана. В некоторых вариантах осуществления система также содержит один или несколько фильтров, расположенных для приема обогащенного по NO воздуха из одного или нескольких путей очистки и сконструированных для фильтрации обогащенного по NO воздуха. В некоторых вариантах осуществления система также содержит процессор цифровой обработки сигналов, который генерирует непрерывный, настраиваемый управляющий сигнал переменного тока в качестве входных данных для контура высокого напряжения. Процессор цифровой обработки сигналов сконструирован для контроля формы сигнала переменного тока путем контроля ее частоты и цикла нагрузки.
[008] В некоторых вариантах осуществления система получения оксида азота содержит одну или несколько плазменных камер, каждая из которых содержит один или несколько электродов, сконструированных для получения продукционного газа, содержащего оксид азота, используя поток газа-реагента через одну или несколько плазменных камер. Контроллер сконструирован для регулирования количества оксида азота, получаемого в продукционном газе при помощи одного или нескольких электродов в одной или нескольких плазменных камерах, используя один или несколько параметров в качестве входных данных для алгоритма управления, и причем по меньшей мере один из одного или нескольких параметров связан с расходом газа-реагента в одной или нескольких плазменных камерах. Источник газа-реагента сконструирован для мгновенной подачи газа-реагента высокого давления в одну или несколько плазменных камер. Регулятор расхода расположен между источником газа-реагента и одной или несколькими плазменными камерами и сконструирован для обеспечения регулируемого непрерывного переменного расхода газа-реагента из источника газа-реагента на основе измерения, связанного с медицинским газом, в который протекает продукционный газ. Концентрация NO в объединенном продукционном газе и медицинском газе является целевым значением.
2
[009] В некоторых вариантах осуществления система также содержит один или несколько путей через очиститель, сконструированный для удаления NO из продукционного газа, получаемого в одной или нескольких плазменных камерах. В некоторых вариантах осуществления источник газа-реагента находится в виде резервуара. В некоторых вариантах осуществления источник газа-реагента находится в виде насоса.
[0010] В некоторых вариантах осуществления система получения оксида азота содержит одну или несколько плазменных камер, каждая из которых содержит один или несколько электродов, сконструированных для получения продукционного газа, содержащего оксид азота, используя поток газа-реагента через одну или несколько плазменных камер. Контроллер сконструирован для регулирования количества оксида азота, получаемого в продукционном газе при помощи одного или нескольких электродов в одной или нескольких плазменных камерах на основе алгоритма управления с одним или несколькими входными параметрами путем изменения по меньшей мере одного или нескольких из расхода газа-реагента в одной или нескольких плазменных камерах и мощности плазмы в одной или нескольких плазменных камерах. Источник газа-реагента сконструирован для мгновенной подачи газа-реагента высокого давления в одну или несколько плазменных камер. Регулятор расхода расположен между источником газа-реагента и одной или несколькими плазменными камерами и сконструирован для обеспечения регулируемого непрерывного переменного расхода газа-реагента из источника газа-реагента на основе измерения, связанного с медицинским газом, в который протекает продукционный газ. Концентрация NO в объединенном продукционном газе и медицинском газе является целевым значением.
2
2
2
2
[0011] В некоторых вариантах осуществления входные параметры алгоритма управления выбирают из группы, состоящей из параметров сопутствующей терапии, параметров пациента, параметров окружающей среды, параметров устройства и параметров лечения при помощи NO. В некоторых вариантах осуществления параметры сопутствующей терапии включают информацию о расходе, давлении, температуре газа, влажности газа, связанной с одним или несколькими устройствами, используемыми вместе с системой получения NO. В некоторых вариантах осуществления параметры пациента включают поток инспирации, SpO, обнаружение дыхания, дыхательный объем, минутный объем или NO на выходе. В некоторых вариантах осуществления параметры окружающей среды включают температуру окружающей среды, давление окружающей среды, влажность окружающей среды, NO в окружающей среде или NO в окружающей среде. В некоторых вариантах осуществления параметры устройства включают давление плазменной камеры, расход плазменной камеры, температуру плазменной камеры, влажность плазменной камеры, температуру электродов, тип электродов или зазор между электродами. В некоторых вариантах осуществления параметры лечения при помощи NO включают целевую концентрацию NO, указанную концентрацию NO или указанную концентрацию NO.
2
[0012] В некоторых вариантах осуществления система также содержит один или несколько путей через очиститель, сконструированный для удаления NO из продукционного газа, получаемого в одной или нескольких плазменных камерах. В некоторых вариантах осуществления источник газа-реагента находится в виде резервуара.
2
[0013] Также обеспечен способ получения NO в продукционном газе, который предусматривает получение продукционного газа, содержащего оксид азота, при помощи одной или нескольких плазменных камер, каждая из которых содержит один или несколько электродов, используя поток газа-реагента через одну или несколько плазменных камер, и регулирование количества NO, полученного в продукционном газе при помощи контроллера вместе с одним или несколькими электродами в одной или нескольких плазменных камерах, используя один или несколько параметров в качестве входных данных для алгоритма управления. По меньшей мере один из одного или нескольких параметров связаны с расходом газа-реагента в одной или нескольких плазменных камерах. Способ также предусматривает мгновенную подачу газа-реагента высокого давления в одну или несколько плазменных камер из источника газа-реагента. Способ также предусматривает обеспечение регулируемого непрерывного переменного потока газа-реагента из источника газа-реагента на основе измерения, связанного с медицинским газом, в который продукционный газ течет, используя регулятор расхода, который расположен между источником газа-реагента и одной или несколькими плазменными камерами. В одном или нескольких путях очистки удаляется NO из продукционного газа, полученного в одной или нескольких плазменных камерах. Концентрация NO в объединенном продукционном газе и медицинском газе является целевым значением.
[0014] В некоторых вариантах осуществления обеспечена система получения оксида азота, которая содержит картридж, сконструированный для получения оксида азота, который следует доставлять через устройство доставки дыхательной смеси. Картридж содержит впускное отверстие для приема газа-реагента, одну или несколько плазменных камер, сконструированных для получения оксида азота из газа-реагента, и выпускное отверстие для доставки оксида азота в устройство доставки дыхательной смеси. Контроллер сконструирован для приема обратной связи от картриджа, чтобы позволить контроллеру регулировать получение оксида азота в картридже путем регулирования расхода газа в плазменную камеру и длительности или интенсивности активности плазмы в плазменной камере. В некоторых вариантах осуществления картридж не содержит плазменную камеру.
2
2
[0015] В некоторых вариантах осуществления картридж может также содержать один или несколько очистителей, подключенных между одной или несколькими плазменными камерами и выпускным отверстием, и один или несколько очистителей (скрубберов) могут быть сконструированы для удаления NO из полученного оксида азота. Один или несколько очистителей могут быть одинаковой длины или различных длин. Различные длины могут быть желательными, когда цель каждого очистителя отличается. Разные применения могут включать устройство для искусственной вентиляции легких новорожденных, устройство для искусственной вентиляции легких взрослых, применение дыхательной маски и искусственную вентиляцию легких с помощью ручных приспособлений - мешка. В некоторых вариантах осуществления картридж представляет собой калибровочный картридж, который направляет известные количества NO и NO на один или несколько датчиков. В варианте осуществления газ-реагент представляет собой атмосферный воздух.
[0016] В некоторых вариантах осуществления контроллер может также включать один или несколько датчиков, сконструированных для измерения концентрации оксида азота в картридже и/или дыхательном контуре пациента, так что получение оксида азота можно регулировать на основе обратной связи от одного или нескольких датчиков. В варианте осуществления контроллер сконструирован для контроля цикла нагрузки активности плазмы в первой плазменной камере при первом цикле нагрузки для обеспечения доставки оксида азота и для контроля цикла нагрузки активности плазмы во второй плазменной камере при втором цикле нагрузки. Второй цикл нагрузки меньше, чем первый цикл нагрузки, так что активность плазмы во второй плазменной камере используется для проверки эффективности второй плазменной камеры в качестве резервной плазменной камеры для первой плазменной камеры. В некоторых вариантах осуществления первую плазменную камеру и вторую плазменную камеру используют в чередующемся режиме для выравнивания износа обеих при сохранении эффективности резервной камеры.
[0017] В некоторых вариантах осуществления одна или несколько плазменных камер обеспечивают одновременную доставку оксида азота в одно или несколько устройств искусственной вентиляции легких. Одно или несколько устройств искусственной вентиляции легких могут включать автоматическое устройство искусственной вентиляции легких и устройство искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений. В варианте осуществления одна или несколько плазменных камер предусматривают дублирование для обеспечения непрерывной доставки оксида азота в случае отказа одной из одной или нескольких плазменных камер. В некоторых вариантах осуществления обе плазменные камеры используют совместно для доставки максимальной дозы NO. В некоторых вариантах осуществления одну плазменную камеру используют для доставки NO пациенту, тогда как другая плазменная камера доставляет NO группе датчиков для подтверждения функциональности.
[0018] В некоторых вариантах осуществления обеспечена система получения оксида азота, которая содержит картридж, сконструированный для доставки оксида азота, который следует доставлять через устройство доставки дыхательной смеси. Картридж содержит впускное отверстие для приема газа-реагента и выпускное отверстие для доставки оксида азота в устройство доставки дыхательной смеси. Контроллер содержит одну или несколько плазменных камер, сконструированных для получения оксида азота из газа-реагента. Контроллер сконструирован для приема управляющих входных данных от картриджа для обеспечения регулирования контроллером получения оксида азота путем регулирования расхода газа в плазменную камеру и длительности активности плазмы в плазменной камере. В варианте осуществления управляющие входные данные представлены в виде измерения расхода вдыхаемых газов в картридже. В другом варианте осуществления управляющие входные данные представлены в виде измерения давления вдыхаемых газов в картридже.
2
[0019] В некоторых вариантах осуществления картридж является самотестирующимся (калибровочным) картриджем, который сконструирован для направления потока из плазменной камеры в датчики анализа газа системы в контроллере. В некоторых вариантах осуществления картридж представляет собой картридж-очиститель, который содержит один или несколько очистителей, сконструированных для удаления NO из полученного оксида азота. Один или несколько очистителей могут быть ориентированы в вертикальной плоскости с двумерной конфигурацией с подъемами и спусками или лабиринтной конфигурацией. Этот подход обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что продукционные газы спускаются в карманы материала очистителя, обеспечивая контакт всего газа с материалом очистителя.
[0020] В некоторых вариантах осуществления контроллер сконструирован для связи с картриджем, так что контроллер может иметь доступ к информации, связанной с картриджем, информации, представляющей данные срока службы картриджа или типа или уникального идентификатора картриджа. Контроллер может использовать информацию из картриджа, связанную с типом картриджа, для регулирования получения NO.
2
2
2
2
[0021] В некоторых вариантах осуществления система получения NO может изменять расход воздуха через плазменную камеру. В варианте осуществления система получения NO может использовать воздушный насос для оттягивания воздуха, загрязненного NO, от пациента для очистки линий. В некоторых вариантах осуществления система получения NO использует мембранную технологию для концентратора кислорода для повышения содержания О в газе в плазменной камере, при этом повышая эффективность получения NO. В некоторых вариантах осуществления система получения NO может использовать технологию концентратора кислорода для снижения концентрации О в содержащем NO газовом потоке после плазменной камеры для снижения скорости образования NO. В некоторых вариантах осуществления система получения NO имеет соединение для входа потока инспирации и соединение для выхода потока инспирации, но не генерирует NO в потоке инспирации. В варианте осуществления система получения NO может поддерживать одновременно два или более независимых метода лечения при помощи NO, например, контур устройства искусственной вентиляции легких и устройство искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений.
[0022] В некоторых вариантах осуществления система получения NO продолжает производить NO, несмотря на любые сигналы неисправности. В некоторых вариантах осуществления система получения NO содержит контур схемы обеспечения безопасности, который контролирует активность плазмы и может переключать активность плазмы с одной плазменной камеры на другую плазменную камеру.
[0023] В некоторых вариантах осуществления система получения NO имеет возможность беспроводной связи, которая дает возможность двум контроллерам иметь связь, например, непосредственно, для передачи информации о лечении и системе от одного контроллера к другому. В другом варианте осуществления системы получения NO могут иметь связь косвенно через интернет или облачную сеть для передачи информации.
[0024] В некоторых вариантах осуществления система получения NO использует одно или несколько из расхода вдыхаемого воздуха, давления вдыхаемого воздуха, влажности вдыхаемого воздуха, температуры окружающей среды, давления окружающей среды, давления плазменной камеры и/или влажности в качестве входных данных для алгоритма управления плазмой. В варианте осуществления система получения NO использует широтноимпульсную модуляцию резонирующего контура для изменения получения NO. В некоторых вариантах осуществления система получения NO модулирует поток воздуха и параметр плазмы (например, цикл нагрузки импульсов, частоту импульсов или цикл нагрузки всплесков, частоту всплесков, длительность всплесков и/или мощность импульса) для сохранения постоянной концентрации NO, покидающего плазменную камеру. В некоторых вариантах осуществления система получения NO модулирует поток воздуха и параметр плазмы (ширину, частоту или мощность импульса) для сохранения постоянной концентрации NO в основном потоке воздуха к пациенту (поток воздуха в устройство искусственной вентиляции легких, например).
2
2
[0025] В некоторых вариантах осуществления система получения NO использует выходное отверстие для газа плазменной камеры для самопроверки того, что NO и NO образовались. В некоторых вариантах осуществления система получения NO содержит самотестирующийся (калибровочный) картридж, который, когда вставлен, или облегчает, или начинает процесс самокалибровки для датчиков NO и NO. В некоторых вариантах осуществления калибровочный картридж может отводить поток от калибровочного картриджа на датчики газа. В некоторых вариантах осуществления система получения NO содержит интегрированный путь калибровки для самокалибровки датчиков.
[0026] В некоторых вариантах осуществления система получения NO имеет режим, который проверяет данные срока службы (срока годности) картриджа перед разрешением его клинического использования, или может проверять, был ли картридж вставлен в систему ранее или нет. В некоторых вариантах осуществления система получения NO может входить в режим проверки картриджа при запуске, когда картридж удаляют, и когда система выходит из спящего режима.
[0027] В некоторых вариантах осуществления пользователи хотят иметь возможность направлять NO на более чем один метод лечения в одно и то же время из одной и той же системы, например: одновременно в устройство искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений и автоматическое устройство искусственной вентиляции легких. Для поддержания обоих режимов одновременно с различными расходами и концентрациями NO в некоторых вариантах осуществления есть одноразовый картридж системы получения NO с более чем одним путем через очиститель. Система, которая содержит резервные пути через очиститель, позволяют системе поддерживать множество различных методов лечения с различными концентрациями NO.
2
[0028] В варианте осуществления очиститель от NO состоит из частиц материала на основе натриевой извести. Этот материал хрупкий и может растрескиваться при транспортировке, таким образом физический фильтр (не следует путать с химическим очистителем) требуется для удаления частиц очистителя из потока воздуха. В варианте осуществления, показанном на фиг. 86, путь очистки имеет множество фильтров тонкой очистки, расположенных с промежутками на пути потока для улавливания частиц натриевой извести. Эта конструкция ограничивает количество частиц, которые могут собраться в любом одном фильтре.
[0029] Когда одноразовый картридж упаковывается и отправляется заказчику, есть риск того, что вибрации при перевозке могут осадить материал очистителя, создавая пути для газа через картридж, которые не требуют контакта с материалом очистителя. В некоторых вариантах осуществления газ может вступать в контакт с материалом очистителя после вибрации и/или когда картридж наклонен относительно вертикали. В некоторых вариантах осуществления газ может протекать через материал очистителя после вибраций от перевозки.
[0030] В варианте осуществления картридж может иметь корпус многоразового использования, который позволяет пользователю заменять только материал очистителя. В варианте осуществления картридж может содержать один или несколько выпускных клапанов для предотвращения обратного течения из потока инспирации пациента в картридж.
[0031] В варианте осуществления система получения NO содержит композитные электроды, состоящие из недорогого материала, соединенного с накладкой из благородного металла/сплава. В варианте осуществления система получения NO может использоваться, которая содержит множество электродных пар, которые используются по одной за раз для целей продления среднего времени между техническими осмотрами. В варианте осуществления электроды могут истощаться последовательно или могут использоваться по циклической схеме для равномерного износа и снижения температур.
2
2
2
[0032] Существуют различные пути регулирования получения NO. В некоторых вариантах осуществления может использоваться система получения NO, которая определяет параметры плазмы при помощи справочной таблицы с одними или несколькими следующими входными данными: целевая концентрация вдыхаемого NO, тип картриджа, расход вдыхаемого воздуха, температура вдыхаемого воздуха, влажность вдыхаемого воздуха, давление вдыхаемого воздуха, температура окружающей среды, давление плазменной камеры, расход газа в плазменной камере, давление окружающей среды, влажность окружающей среды, давление резервуара с воздухом, измеренный вдыхаемый О, предельные количества вдыхаемого О, уровень О в газе-реагенте и измеренные значения NO в линии инспирации устройства искусственной вентиляции легких. В некоторых вариантах осуществления может использоваться система получения NO, которая втягивает окружающий воздух, прокачивает указанный воздух через плазму, очищает и фильтрует указанный воздух перед его объединением с вторичным потоком воздуха для пациента. В варианте осуществления может использоваться система получения NO, которая использует насосы, которые блокируют поток, когда система не работает, для предотвращения утечки в поток инспирации пациента. В некоторых вариантах осуществления может использоваться система получения NO, которая использует клапан для блокирования потока, когда NO не генерируется, для предотвращения утечки в поток инспирации пациента.
[0033] В варианте осуществления система получения NO втягивает окружающий воздух, прокачивает указанный воздух через плазму, очищает и фильтрует указанный воздух перед его объединением с вторичным потоком воздуха для пациента. В одном варианте осуществления содержащий NO воздух фильтруется до и после очистителя.
2
2
[0034] В варианте осуществления система получения NO может, после завершения искусственной вентиляции легких пациента с помощью ручных приспособлений, выключать плазму, но продолжать работу насоса для газа в течение установленного времени или числа вращений насоса для выдувки из устройства искусственной вентиляция легких с помощью ручных приспособлений одного или нескольких из NO и NO. В другом варианте осуществления система может отсасывать из линии для очистки линии для пациента. Время и/или число вращений насоса определяют на основе объема воздуха, который необходимо удалить для очистки контура вентиляции легких от NO. Таким образом, воздух можно прокачивать без получения NO и воздух можно прокачивать до остановки насоса всегда, когда лечение останавливают или приостанавливают. В варианте осуществления насос может продолжать работу, пока один или несколько из уровней NO и NO, указанных соответствующими датчиками, не достигнут приемлемых уровней.
2
[0035] В варианте осуществления представлена система получения NO, которая возбуждает плазму в потоке вдыхаемого пациентом воздуха. Устройство измеряет уровни О во вдыхаемом воздухе и изменяет параметры плазмы соответствующим образом для поддержания конкретного профиля концентрации NO во вдыхаемом воздухе. В варианте осуществления обеспечена система получения NO с заменяемыми электродами, которую можно использовать для множества пациентов.
2
[0036] В варианте осуществления обеспечена система получения NO с одним или несколькими удаляемыми картриджами, содержащими один или несколько из следующих элементов: корпус, фильтр поступающего в плазму воздуха, впускное отверстие для потока устройства искусственной вентиляции легких, патрубок для потока устройства искусственной вентиляции легких, выпускное отверстие для потока устройства искусственной вентиляции легких, материал очистителя поступающего воздуха, воздушный фильтр кожуха, плазменная камера, набор(ы) электродов, воздушный насос, измеритель расхода устройства искусственной вентиляции легких, впускное отверстие для потока устройства искусственной вентиляция легких с помощью ручных приспособлений, выпускное отверстие для потока устройства искусственной вентиляция легких с помощью ручных приспособлений, измеритель расхода контура устройства искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений, переключатель ручного/резервного режима, соединение линии отбора образцов, влагоотделитель, слив влагоотделителя, два пути очистки от NO, запорные клапаны на выходе, фильтры на выходе и запоминающее устройство.
[0037] В варианте осуществления обеспечена система получения NO, которая содержит резервное возбуждение плазмы, которое периодически проверяет эффективность резервного генератора плазмы. В варианте осуществления обеспечена система получения NO с набором электродов, состоящим из электродной пары, теплоотвода и канала для газа. Набор электродов может иметь канал для газа, имеющий глухое отверстие (одно отверстие для ввода и удаления газа). В некоторых вариантах осуществления набор электродов сконструирован как клетка Фарадея с требуемым потоком воздуха для снижения широкополосного излучения, создаваемого набором электродов высокого напряжения.
[0038] В варианте осуществления обеспечена система получения NO с одноразовым картриджем с влагоотделителем объемом более 20 мл (например, 60 мл). В варианте осуществления обеспечен одноразовый влагоотделитель с клапаном с поршневым приводом для дренажа.
[0039] Касательно контроля получения NO в некоторых вариантах осуществления регулируют расход газа-реагента и частоту искровых разрядов. В варианте осуществления регулируют расход газа-реагента и цикл нагрузки искровых разрядов. В варианте осуществления расход воздуха изменяется линейно с изменением скорости потока воздуха при дыхании. В варианте осуществления частота импульсов плазмы может также изменяться для сохранения постоянной концентрации NO в дыхательном цикле. В варианте осуществления скорость воздушного насоса поддерживают постоянной, и только параметры регулирования плазмой (В = группы искровых разрядов в секунду, Р = время между разрядами, N = число разрядов на группу, и Н = время импульса) изменяют для получения требуемых концентраций NO на основе потока инспирации пациента.
[0040] В варианте осуществления система получения NO содержит режим, который проверяет надлежащую работу картриджа (искровой разряд, проходимость) и истечение срока годности перед разрешением на использование при лечении. В варианте осуществления система получения NO может входить в демонстрационный режим, когда вставляют тренировочный картридж.
2
2
2
2
2
2
2
[0041] В варианте осуществления система получения NO использует измерения NO как замену для измерений NO в случае отказа датчика NO на основе известной взаимосвязи между получением NO и NO. Например, для системы, которая генерирует концентрации NO при 10% концентраций NO, система может измерять только NO и делать вывод, что уровни NO больше приблизительно в 10 раз или более. Термин "или более" используют, поскольку вдыхаемым газам требуется время для прохода от места забора образца до датчиков газа. В течение этого времени переноса NO может окисляться до NO, делая указанный значение замера для NO больше, чем уровень NO в месте забора образца.
2
2
[0042] Когда система доставки NO доставляет NO в контур искусственной вентиляции легких или другой пульсирующий поток воздуха, поток воздуха через плазменную камеру может изменяться. Часто расход плазменной камеры контролируют для изменения пропорции относительно потока контура искусственной вентиляции легких. Некоторые потоки контура искусственной вентиляции легких имеют нулевое смещение потока, т.е. поток в контуре является нулевым между концом одного периода вдоха и началом следующего периода вдоха. В этой ситуации пропорциональный поток NO будет иметь нулевой расход при выдохе. Даже если активность плазмы останавливают в течение периодов нулевого или очень низкого потока в устройстве искусственной вентиляции легких, скрытый NO в плазменной камере и ниже по потоку относительно нее будет превращаться в NO между вдохами пациента. В этом варианте выгодно поддерживать обычную величину расхода через плазменную камеру для вымывания оставшегося NO из системы в поток устройства искусственной вентиляции легких. Низкий расход может получаться при работе насоса с низкой скоростью, наличии сливного отверстия в клапане перед плазменной камерой, так что он никогда полностью не прерывает поток, наличии бокового пути воздушного потока, который всегда открыт параллельно регулятору расхода, наличии пропорционального регулятора расхода, который никогда не закрывается до нулевого отверстия, или при помощи других средств. Без одного или нескольких из этих компенсационных средств для вымывания скрытого NO из плазменной камеры, концентрация NO может повышаться в основном потоке воздуха, когда возобновляется поток в устройство искусственной вентиляции легких и доставка NO.
[0043] В варианте осуществления электроды расположены в контроллере устройства, а не в одноразовом картридже. Это позволяет пластику картриджа располагаться на расстоянии от тепла электродов, снижает стоимость картриджа и увеличивает расстояния от высоких напряжений до пользователя. Это также может улучшать экранирование от электромагнитных помех (EMI), обеспечивая способность к самокалибровке устройства при помощи контроллера без калибровочного картриджа, и может исключать высоковольтное соединение с одноразовым картриджем.
Краткое описание фигур
[0044] Настоящее раскрытие дополнительно описано в подробном раскрытии, которое следует далее, в отношении указанного множества фигур в качестве неограничивающих примеров типичных вариантов осуществления, на которых подобные номера позиций представляют аналогичные детали на всех нескольких видах фигур, и где:
[0045] фиг. 1 представляет типичный вариант осуществления системы получения обогащенного по NO продукционного газа;
[0046] фиг. 2 представляет типичный вариант осуществления системы получения NO;
[0047] фиг. 3 представляет типичный вариант осуществления системы получения NO;
[0048] фиг. 4А представляет типичный вариант осуществления встроенной системы получения оксида азота;
[0049] фиг. 4В представляет типичный вариант осуществления системы получения оксида азота в боковом потоке;
[0050] фиг. 4С представляет типичный вариант осуществления системы получения оксида азота в основном потоке;
[0051] фиг. 5А представляет типичный вариант осуществления встроенной системы получения оксида азота;
[0052] фиг. 5В представляет типичный вариант осуществления системы получения оксида азота в основном потоке;
[0053] фиг. 6 представляет типичный вариант осуществления контроллера системы получения оксида азота, которая содержит более одного циркуляционного контура;
[0054] фиг. 7 представляет блок-схему варианта осуществления получения плазмы, которая получает окружающий воздух отдельного от основного потока газа;
[0055] фиг. 8 представляет блок-схему варианта осуществления получения плазмы с резервными генераторами плазмы и очистителями;
[0056] фиг. 9 представляет вариант осуществления линии отбора образцов;
[0057] фиг. 10 представляет вариант осуществления впрыскивающего конца линии отбора образцов;
[0058] фиг. 11 представляет типичный вариант осуществления системы получения NO в основном потоке, которую можно использовать с устройством искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений;
[0059] фиг. 12А и фиг. 12В представляют варианты осуществления устройств искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений для использования с устройством получения NO;
[0060] фиг. 13А и фиг. 13В представляют варианты осуществления устройств искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений для использования с устройством получения NO;
[0061] фиг. 14 представляет вариант осуществления устройства искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений для использования с устройством получения NO;
[0062] фиг. 15 представляет типичный вариант осуществления системы получения NO, которая содержит одноразовый картридж и контроллер;
[0063] фиг. 16А и фиг. 16В показаны типичные генерирующие NO импульсы плазмы для наборов электродов в нормальном и неисправном состоянии;
[0064] фиг. 17А представляет вариант осуществления системы получения NO с одной или несколькими плазменными камерами, расположенными в картридже;
[0065] фиг. 17В представляет вариант осуществления системы получения NO с одной или несколькими плазменными камерами, расположенными в контроллере;
[0066] фиг. 18 показывает вариант осуществления схемы контроллера системы получения NO;
[0067] фиг. 19, 20, 21, 22, 23, 24 и 25 представляют варианты осуществления механизмов создания пульсирующего потока воздуха;
[0068] фиг. 26А, 26В и 26С представляют варианты осуществления источников потока и плазменных камер;
[0069] фиг. 27 представляет контур возбуждения плазмы, содержащий контур управления формой сигнала и контур высокого напряжения;
[0070] фиг. 28 представляет типичный вариант осуществления пусковой схемы высокого напряжения;
[0071] фиг. 29 представляет типичную форму сигнала, полученную процессором DSP (цифровой обработки сигналов) контроллера высокого напряжения;
[0072] фиг. 30 показывает типичную систему электродов;
[0073] фиг. 31А представляет типичный вариант осуществления набора электродов с независимыми точками входа и выхода;
[0074] фиг. 31В представляет поперечное сечение набора электродов фиг. 31А;
[0075] фиг. 31С представляет вид сбоку набора электродов фиг. 31А;
[0076] фиг. 32А и фиг. 32В показывают типичный вариант осуществления набора электродов с глухим отверстием для потока газа;
[0077] фиг. 33 представляет типичный вариант осуществления набора электродов, установленного в контроллере;
[0078] фиг. 34 представляет вариант осуществления набора электродов для получения NO в системе получения NO;
[0079] фиг. 35 представляет вариант осуществления набора электродов для получения NO в системе получения NO;
[0080] фиг. 36 представляет вариант осуществления набора электродов для получения NO в системе получения NO;
[0081] фиг. 37 показывает различные варианты осуществления электродов с элементами для достижения дна;
[0082] фиг. 38 представляет вариант осуществления набора электродов, который позволяет потоку воздуха проходить через зазор между электродами;
[0083] фиг. 39 представляет вариант осуществления набора электродов;
[0084] фиг. 40 представляет типичный график скана резонансной частоты искровых разрядов для определения резонансной частоты для контура высокого напряжения;
[0085] фиг. 41 представляет типичный график для определения шума в контуре высокого напряжения для обнаружения плазмы;
[0086] фиг. 42 представляет вариант осуществления набора электродов с кольцевым уплотнением;
[0087] фиг. 43 представляет вариант осуществления набора электродов;
[0088] фиг. 44А, 44В и 44С представляют варианты осуществления набора электродов;
[0089] фиг. 45 представляет вариант осуществления набора электродов;
[0090] фиг. 46А представляет вариант осуществления набора электродов;
[0091] фиг. 46В представляет вариант осуществления набора электродов;
[0092] фиг. 47А и фиг. 47В показаны виды сзади и сбоку варианта осуществления кожуха контроллера;
[0093] фиг. 48 представляет типичный график, изображающий время работы относительно установок получения NO;
[0094] фиг. 49 представляет схему варианта осуществления картриджа для использования с системой получения NO;
[0095] фиг. 50 представляет вариант осуществления системы получения NO с компонентом визуального отображения аварийной ситуации;
[0096] фиг. 51А, фиг. 51В, фиг. 51С, фиг. 51D, фиг. 51Е, фиг. 51F и фиг. 51G представляют варианты осуществления пользовательского интерфейса для отображения пользователю информации, связанной с получением NO;
[0097] фиг. 52, фиг. 53, фиг. 54, фиг. 55, фиг. 56, фиг. 57, фиг. 58, фиг. 59, фиг. 60, фиг. 61 и фиг. 62 представляют варианты осуществления пользовательского интерфейса системы получения NO;
[0098] фиг. 63 представляет вариант осуществления пути очистки;
[0099] фиг. 64 представляет вариант осуществления корпуса картриджа с множеством цилиндров в нем для удержания трубок очистителя;
[00100] фиг. 65-68 представляют варианты осуществления пневматических контуров;
[00101] фиг. 69 показывает вариант осуществления рециркуляции NO;
2
[00102] фиг. 70 представляет вариант осуществления петли рециркуляции, которая непрерывно удаляет NO из содержащего NO газа;
[00103] фиг. 71 представляет вариант осуществления системы, где рециркулированный газ протекает назад через генератор NO;
[00104] фиг. 72 представляет вариант осуществления калибровочного картриджа;
[00105] фиг. 73 представляет вариант осуществления блока датчиков с влагоотделителем;
[00106] фиг. 74 представляет вариант осуществления плазменной камеры с клеткой Фарадея;
[00107] фиг. 75 представляет вариант осуществления плазменной камеры из сплошного металла;
[00108] фиг. 76 представляет вариант осуществления системы получения NO с картриджем для искусственной вентиляции и картриджем очистителя;
[00109] фиг. 77 представляет вариант осуществления картриджа для искусственной вентиляции;
[00110] фиг. 78 представляет вариант осуществления картриджа для искусственной вентиляции;
[00111] фиг. 79 представляет вариант осуществления картриджа очистителя;
[00112] фиг. 80 представляет блок-схему типичного варианта осуществления режимов программного обеспечения системы получения NO;
[00113] фиг. 81 представляет блок-схему другого типичного варианта осуществления режимов программного обеспечения системы получения NO;
[00114] фиг. 82 представляет вариант осуществления пользовательского интерфейса для отображения информации, связанной с историей аварийных ситуаций;
[00115] фиг. 83 представляет другой вариант осуществления системы получения NO с компонентом визуального отображения аварийных ситуаций;
[00116] фиг. 84 представляет вариант осуществления системы получения NO;
[00117] фиг. 85 представляет вариант осуществления конструкции с поршневым насосом;
[00118] фиг. 86 представляет типичный график, сравнивающий поток устройства искусственной вентиляции легких и поток впрыска при помощи конструкции с поршневым насосом;
[00119] фиг. 87 представляет типичный график концентрации NO относительно времени, когда используют поршень однократного действия;
[00120] фиг. 88 представляет вариант осуществления системы получения NO, использующей по меньшей мере один резервуар;
[00121] фиг. 89 представляет типичный график, сравнивающий поток устройства искусственной вентиляции легких, расход воздуха через плазму и уровни NO;
[00122] фиг. 90 представляет вариант осуществления системы получения NO, использующей по меньшей мере один резервуар;
[00123] фиг. 91 представляет вариант осуществления системы получения NO с двухпоточными путями;
[00124] фиг. 92 представляет вариант осуществления системы получения NO с одним насосом и путем потока;
[00125] фиг. 93 представляет вариант осуществления системы получения NO с путем потока с насосом и направляющим устройством для потока;
[00126] фиг. 94 представляет вариант осуществления системы получения NO, которая изменяет поток воздуха через систему;
[00127] фиг. 95 представляет вариант осуществления системы получения NO, которая использует множество контроллеров для контроля потока через систему;
[00128] фиг. 96 представляет вариант осуществления системы получения NO, которая использует больше одного источника воздуха;
[00129] фиг. 97 представляет вариант осуществления системы получения NO, которая использует контроллер доз для контроля множества источников воздуха;
[00130] фиг. 98 представляет вариант осуществления системы получения NO;
[00131] фиг. 99 представляет вариант осуществления блока датчиков с влагоотделителем и насосом;
[00132] фиг. 100 представляет вариант осуществления конструкции зубцов назальной канюли для использования с системой получения NO;
[00133] фиг. 101 представляет вариант осуществления канюли и трубки с перфорированным каналом для воздуха;
[00134] фиг. 102 представляет вариант осуществления канюли и трубки с перфорированным каналом для воздуха;
[00135] фиг. 103 представляет вариант осуществления нестационарного устройства получения NO;
[00136] фиг. 104 представляет вариант осуществления канюли и трубки с перфорированным каналом для воздуха и очистителем;
[00137] фиг. 105 представляет множество видов варианта осуществления нестационарного устройства получения NO;
[00138] фиг. 106А и 106В показывают варианты осуществления устройства получения NO с картриджем очистителя, расположенным сбоку и на дне устройства, соответственно;
[00139] фиг. 107А и 107В показывают варианты осуществления устройства получения NO с пользовательским интерфейсом и картриджем очистителя на боковых поверхностях устройства;
[00140] фиг. 108 представляет вариант осуществления нестационарного устройства получения NO;
[00141] фиг. 109 представляет вариант осуществления нестационарного устройства получения NO;
[00142] фиг. 110 представляет вариант осуществления нестационарного устройства получения NO;
[00143] фиг. 111 представляет вариант осуществления нестационарной системы получения NO;
[00144] фиг. 112 представляет вариант осуществления нестационарной системы получения NO;
[00145] фиг. 113 представляет вариант осуществления системы получения NO с дублированием;
[00146] фиг. 114 представляет типичный вариант осуществления модуля получения оксида азота для использования с устройством искусственной вентиляции легких;
[00147] фиг. 115 представляет типичный вариант осуществления модуля получения NO и модуля датчиков, которые сконструированы для разъемного соединения с оборудованием для искусственной вентиляции легких;
[00148] фиг. 116 представляет типичный вариант осуществления модуля получения NO для получения NO;
[00149] фиг. 117 представляет типичный вариант осуществления модуля получения NO, разъемно соединенного с устройством искусственной вентиляции легких;
[00150] фиг. 118 представляет типичный вариант осуществления модуля получения NO, встроенного в устройство искусственной вентиляции легких;
[00151] фиг. 119 представляет типичный вариант осуществления модуля получения NO, разъемно соединенного с устройством искусственной вентиляции легких;
[00152] фиг. 120 представлен другой типичный вариант осуществления модуля получения NO, соединенного с предварительным устройством устройства искусственной вентиляции легких, которое использует окружающий воздух для получения NO;
[00153] фиг. 121 представляет типичный вариант осуществления модуля получения NO, соединенного с устройством искусственной вентиляции легких с выпускным отверстием для воздуха из модуля в устройство искусственной вентиляции легких;
[00154] фиг. 122 представляет типичный вариант осуществления модуля получения NO, соединенного с устройством искусственной вентиляции легких;
[00155] фиг. 123 представляет типичный вариант осуществления модуля получения NO с аппаратом для анестезии;
[00156] фиг. 124 представляет типичный вариант осуществления модуля получения NO с аппаратом поддержания постоянного положительного давления в дыхательных путях (С-РАР);
[00157] фиг. 125 представляет типичный вариант осуществления модуля получения NO с аппаратом С-РАР;
2
[00158] фиг. 126 изображены различные варианты осуществления модуля получения NO при использовании с источниками О;
[00159] фиг. 127 представлен типичный концентратор кислорода с внедренным модулем получения NO;
[00160] фиг. 128 представляет типичный вариант осуществления модуля получения NO с системой экстракорпорального мембранного оксигенатора (ЕСМО);
[00161] фиг. 129 представляет типичный вариант осуществления модуля датчиков;
[00162] фиг. 130 представляет типичный вариант осуществления вида в перспективе компонентов внутри модуля датчиков;
[00163] фиг. 131 представляет типичный съемный модуль получения NO, который принимает сжатый воздух;
[00164] фиг. 132 представляет типичную съемную комбинацию модуля получения NO и модуля анализа газа;
[00165] фиг. 133 представляет типичный вариант осуществления монитора пациента, соединенного с модулем получения NO;
[00166] фиг. 134 представляет типичный вариант осуществления контролирующего прибора для пациента, соединенного с модулем получения NO;
[00167] фиг. 135 представляет типичный вариант осуществления контролирующего прибора для пациента и модуля получения NO для использования в лаборатории катетеризации;
[00168] фиг. 136 представляет типичный вариант осуществления устройства для смены баков для электрического получения NO;
[00169] фиг. 137 представляет типичный вариант осуществления внутренних компонентов устройства фиг. 136;
[00170] фиг. 138 представляет типичный вариант осуществления устройства для смены баков для электрического получения NO с источником сжатого газа;
[00171] фиг. 139 представляет типичный вариант осуществления устройства для смены баков для электрического получения NO с удаленным выводом;
[00172] фиг. 140 представляет типичный вариант осуществления объединенного очистителя и фильтра для воздуха;
[00173] фиг. 141 представляет типичный вариант осуществления устройства для смены баков для электрического получения NO с выходом с одним каналом;
[00174] фиг. 142 представляет типичный вариант осуществления устройства для смены баков для электрического получения NO с удаленным датчиком расхода;
[00175] фиг. 143 изображает вариант осуществления архитектуры аппаратного обеспечения системы получения и доставки NO с дублированием; и
[00176] фиг. 144 представляет вариант осуществления схемы получения и доставки NO (GDN).
[00177] Хотя определенные выше фигуры объясняют раскрытые в настоящем документе варианты осуществления, другие варианты осуществления также рассматриваются, как отмечено в обсуждении. Данное раскрытие представляет иллюстративные варианты осуществления в качестве объяснения, а не ограничения. Ряд других модификаций и вариантов осуществления может задумываться специалистами в данной области, которые попадают в объем и сущность принципов раскрытых в настоящем документе вариантов осуществления.
Подробное раскрытие настоящего изобретения
[00178] Следующее описание обеспечивает только типичные варианты осуществления и не предназначено для ограничения объема, применимости или конфигурации настоящего раскрытия. Скорее, следующее описание типичных вариантов осуществления будет обеспечивать специалистам в данной области исчерпывающее описание для реализации одного или нескольких типичных вариантов осуществления. Будет понятно, что различные изменения можно сделать в работе и расположении элементов без отклонения от сущности и объема раскрытых в настоящем документе вариантов осуществления.
[00179] Конкретные подробности даны в следующем описании для обеспечения полного понимания вариантов осуществления. Однако специалисту в данной области будет понятно, что варианты реализации можно осуществлять на практике без этих конкретных деталей. Например, системы, способы и другие элементы в раскрытых в настоящем документе вариантах осуществления могут быть показаны как компоненты в форме блок-схем, чтобы не загромождать варианты осуществления излишними подробностями. В других случаях хорошо известные способы, структуры и техники могут быть показаны без излишних подробностей, чтобы избежать загромождения вариантов осуществления.
[00180] Также следует отметить, что отдельные варианты осуществления могут быть описаны как способ, который изображен в виде блок-схемы, карты технологического процесса, схемы потоков данных, схемы устройства или принципиальной схемы. Хотя блок-схема может описывать операции как последовательный процесс, многие операции можно выполнять параллельно или одновременно. Кроме того, порядок операций может быть переставлен. Способ может заканчиваться, когда его операции закончены, но может иметь дополнительные стадии, не обсуждаемые или не включенные на фигуре. Кроме того, не все операции в любом конкретно описанном способе могут происходить во всех вариантах осуществления. Способ может соответствовать методу, функции, процедуре, подпрограмме, субпрограмме и пр. Когда способ соответствует функции, ее окончание соответствует возврату функции для вызова функции или основной функции.
[00181] Объект будет теперь описан более полно со ссылкой на приложенные фигуры, которые образуют его часть и которые показывают в качестве иллюстрации конкретные типичные аспекты и варианты осуществления настоящего раскрытия. Объект может, однако, быть реализован во множестве различных форм, и, таким образом, охваченный или заявленный объект должен истолковываться как не ограниченный никаким типичным вариантом осуществления, указанным в настоящем документе; типичные варианты осуществления представлены только как иллюстративные. Следующее подробное описание, таким образом, не должно рассматриваться в ограничивающем смысле.
[00182] В общем, терминология может пониматься, по меньшей мере, отчасти из использования в контексте. Например, термины, такие как "и", "или" или "и/или", при использовании в настоящем документе могут включать ряд значений, которые могут зависеть, по меньшей мере, отчасти от контекста, в котором такие термины используются. Обычно "или", если используют для соединения перечня, такого как А, В или С, должно означать А, В и С, здесь используемые во включающем значении, а также А, В или С, здесь используемые в исключающем значении. Кроме того, термин "один или несколько" при использовании в настоящем документе, зависящий, по меньшей мере, отчасти от контекста, может использоваться для описания любого признака, структуры или характеристики в единственном числе или может использоваться для описания комбинаций признаков, структур или характеристик во множественном числе. Аналогично, термины в единственном числе также могут пониматься для передачи единственного числа или для передачи множественного числа в зависимости, по меньшей мере, отчасти от контекста. Кроме того, термин "на основе" можно понимать как не обязательно предназначенный для передачи исключительного набора факторов и может, напротив, позволять существование дополнительных факторов, не обязательно явно описанных, снова в зависимости, по меньшей мере, отчасти от контекста.
[00183] Настоящее раскрытие относится к системам и способам доставки оксида азота (NO) для использования в различных применениях, например, в условиях стационара. Система получения и/или доставки NO может принимать множество форм, включая, помимо прочего, устройство, сконструированное для работы с существующим медицинским устройством, которое использует продукционный газ, автономное (нестационарное) устройство, модуль, который можно интегрировать в существующее медицинское устройство, один или несколько типов картриджей, которые могут выполнять различные функции системы получения NO, и бак для электрического получения NO. Система получения NO использует газ-реагент, включая, помимо прочего, атмосферный воздух, для получения продукционного газа, который обогащен по NO.
[00184] Фиг. 1 показывает типичный вариант осуществления системы 10 получения NO, которая содержит компоненты для ввода газа-реагента 12 и доставки к плазменной камере 22. Плазменная камера 22 содержит в себе один или несколько электродов 24, которые сконструированы для получения при помощи контура 28 высокого напряжения продукционного газа 32, содержащего желаемое количество NO, из газа-реагента. Система содержит контроллер 30, находящийся в электрической связи с контуром 28 высокого напряжения и электродами 24, который сконструирован для регулирования концентрации NO в продукционном газе 32, используя один или несколько контрольных параметров, связанных с условиями в системе, и/или условиями, связанными с отдельным устройством для доставки продукционного газа пациенту, и/или условиями, связанными с пациентом, получающим продукционный газ. Контроллер 30 также находится в связи с пользовательским интерфейсом 26, который позволяет пользователю взаимодействовать с системой, видеть информацию о системе и получении NO и регулировать параметры, связанные с получением NO.
[00185] Плотность атмосферного воздуха значительно меняется с высотой. Для поддержания соответствующей работы на большой высоте или при изменении давления окружающей среды пневматический путь может содержать один или несколько регулируемых элементов (таких как игольчатый клапан, группа цифровых клапанов или пропорциональный клапан), целью которых является наложение ограничения на поток, чтобы поднять давление и плотность выше по потоку.
2
2
[00186] В некоторых вариантах осуществления пневматический путь системы получения NO содержит насос, проталкивающий воздух через коллектор 36. Коллектор сконструирован с трехходовыми клапанами и пропорциональными отверстиями. Контур 28 управления высокого напряжения регулирует расход насоса, мощность плазмы и направление потока газа после электрического разряда. Путем настройки клапанов контур управления высокого напряжения может направлять газ в путь искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений, путь устройства искусственной вентиляции легких или камеру с датчиками газа для прямого измерения уровней NO, NO и О в продукционном газе.
[00187] Выход из системы получения NO в виде продукционного газа 32, обогащенного по NO, полученным в плазменной камере 24, может или направляться в устройство искусственной вентиляции легких или другое устройство для доставки пациенту, или может направляться во множество компонентов, обеспеченных для самотестирования или калибровки системы получения NO. В некоторых вариантах осуществления система отбирает образцы газов двумя путями: 1) газы отбираются из дыхательного контура пациента около пациента и проходят через линию 48 отбора образца, фильтр 50 и влагоотделитель 52, или 2) газы отводят непосредственно из пневматического контура, когда они выходят из плазменной камеры. В другом варианте осуществления продукционные газы отводят при помощи перепускного клапана 44 к датчикам газа после очистки, но перед разбавлением в воздушном потоке для пациента. В другом варианте осуществления продукционные газы отбирают из потока вдыхаемого воздуха около устройства и/или в устройстве после разбавления. В части устройства для анализа газов продукционный газ проходит через один или несколько датчиков для измерения концентраций, давления и расхода различных газов в нем.
[00188] Другой типичный вариант осуществления системы 60 получения NO показан на фиг. 2, которая содержит картридж 62 очистителя, картридж 64 устройства искусственной вентиляции легких, влагоотделитель 66, дисковый фильтр 68, линию 70 отбора образцов и Т-образное соединение 72. Другой типичный вариант осуществления системы получения NO показан на фиг. 3, которая содержит ручку 80 для переноски, интерфейс 82, клетку 84 высокого напряжения, панель управления 86, один или несколько охлаждающих вентиляторов 88 и РСВ 90 (печатную плату) влагоотделителя. Система также содержит воздушный насос 96, РСВ 98 высокого напряжения, верхний коллектор 100, пропорциональный клапан 102, ввод 104 питания постоянного тока, трансформатор 106 высокого напряжения, ввод 108 питания переменного тока, резервуар 110 и направляющий поток клапан 112.
[00189] ТИПЫ ДОСТАВКИ
[00190] ИСКУССТВЕННАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ ЛЕГКИХ
2
2
2
2
[00191] Оксид азота в продукционном газе, который получается в системе получения NO, может доставляться множеством путей, например, используя механические техники, такие как поточная доставка газа (фиг. 4А), доставка газа с обводным потоком (фиг. 4В) и доставка газа с основным потоком (фиг. 4С). На фиг. 4А, фиг. 4В и фиг. 4С устройство получения NO соединено с устройством 122 искусственной вентиляции легких для ввода содержащего NO газа в контур устройства искусственной вентиляции легких. Поточная доставка включает возбуждение плазмы в основном потоке газа для пациента (изображено как зеленая коробочка в потоке вдыхаемого воздуха). Доставка 130 с обводным потоком включает возбуждение плазмы в небольшом потоке газа, прокачку этого содержащего NO газа через трубку к соединению на основном потоке газа пациенту, как показано на фиг. 5А. Доставка 140 с основным потоком аналогична получению в обводном потоке без трубки между источником плазмы и основным потоком газа, как показано на фиг. 5В. При поточном получении и доставке NO оксид азота получается в основном потоке газа вдыхательного патрубка контура устройства искусственной вентиляции легких или ингаляторе. Сложности возникают, однако, в такой конструкции, поскольку изменяющиеся уровни кислорода во вдыхаемом газе влияют на отношения кислород/азот, непосредственно влияя на количество оксида азота, получаемое в течение заданного времени и при заданной интенсивности плазмы. В случае, когда пациенты получают 100% кислорода, NO не может образовываться из-за отсутствия азота. Кроме того, материалы очистителя, которые удаляют NO из потока NO, также удаляют СО. Очистка основного потока воздуха требует большего очистителя, который может поглощать СО из всего потока воздуха к пациенту вместе с NO. Другой сложностью с поточным получением является то, что большинство конструкций требуют открытия контура искусственной вентиляции легких для замены материала очистителя.
[00192] В некоторых вариантах осуществления электрическая система получения оксида азота может возбуждать плазму, используя атмосферный воздух в качестве газа-реагента, где содержание кислорода составляет приблизительно 21 об. % атмосферного воздуха. Две схемы доставки можно рассматривать при получении оксида азота из комнатного воздуха: с обводным потоком (или автономная) и основным потоком. В некоторых вариантах осуществления получения с обводным потоком плазма возбуждается в контроллере, а затем перекачивается через трубку во вдыхательный патрубок контура искусственной вентиляции легких или другую точку использования. В некоторых вариантах осуществления получения с основным потоком поток вдыхательного патрубка может быть направлен или частично, или полностью через контроллер, при этом исключая необходимость в трубке между контроллером и вдыхательным патрубком.
[00193] Получение оксида азота как в обводном, так и основном потоке в контроллере может иметь преимущества относительно получения оксида азота во вдыхательном патрубке контура устройства искусственной вентиляции легких. Например, получение в контроллере исключает необходимость в соединителе и кабеле высокого напряжения от контроллера к плазменной камере, при этом исключая возможность вхождения пользователя в контакт с электричеством высокого напряжения, необходимым для возбуждения плазмы. Электромагнитное излучение можно снизить из-за отсутствия электрического кабеля высокого напряжения, который может излучать электромагнитные помехи при возбуждении плазмы. Возбуждение плазмы в атмосферном воздухе может продлевать срок службы электрода, поскольку концентрация кислорода ниже, чем та, которая может присутствовать во вдыхательном патрубке устройства искусственной вентиляции легких, где уровни кислорода могут достигать 100%. Акустический шум, создаваемый при непрерывном и/или периодическом возбуждении плазмы, можно контролировать лучше, когда плазма возбуждается в кожухе, что предусмотрено контроллером и/или одноразовыми компонентами. Датчик кислорода не требуется в системе, которая возбуждает плазму в атмосферном воздухе. Уровни получения NO изменяются в зависимости от уровня кислорода, поэтому алгоритм будет требоваться для получения конкретных количеств NO в отсутствие управления с обратной связью. Меньше материала очистителя требуется для заданного срока службы очистителя в системах, которые очищают обводной содержащий NO поток газа перед его смешиванием с потоком вдыхаемого газа, поскольку очиститель не очищает весь поток газа пациенту.
[00194] Фиг. 4А, фиг. 4В и фиг. 4С показывают различные конструкции систем получения оксида азота для контура устройства искусственной вентиляции легких или анестезии. Фиг. 4А изображает вариант осуществления поточного вида 120, фиг. 4В изображает вариант осуществления вида 124 с обводным потоком, а фиг. 4С изображает вариант осуществления вида 126 с основным потоком. В некоторых вариантах осуществления конструкции с обводным потоком очиститель/скруббер расположен непосредственно перед точкой впрыска NO в поток инспирации, только очищая газы из устройства получения NO. В некоторых вариантах осуществления конструкции с обводным потоком очиститель/скруббер расположен ниже по потоку относительно места впрыска NO, очищая весь поток инспирации.
[00195] Система может также быть сконструирована для облегчения доставки оксида азота или в режиме с обводным потоком, или в режиме с основным потоком. В некоторых вариантах осуществления контроллер имеет два или более пазов для картриджей, которые могут принимать или картридж обводного потока, или основного потока. Контроллер может возбуждать плазму в картриджах одновременно, при этом поддерживая множество методов лечения одновременно в любой комбинации работы с основным и обводным потоками. В некоторых вариантах осуществления контроллер может иметь один паз для картриджа, и картридж может использоваться или в режиме с обводным потоком, или в режиме с основным потоком.
[00196] Переключение между режимами с обводным и основным потоками может обеспечиваться различными путями. В некоторых вариантах осуществления при помощи переключателя/клапана можно вручную перенаправлять газ между основным путем и обводным путем или между двумя основными путями. В некоторых вариантах осуществления это может достигаться при помощи программного обеспечения, так что пользователь может взаимодействовать с системой, например, при помощи одной или нескольких кнопок или сенсорного экрана пользовательского интерфейса, так что программное обеспечение может регулировать электромеханический прибор для перенаправления потока газа. В некоторых вариантах осуществления это может достигаться вручную при помощи переключателя и детектирования программным обеспечением положения переключателя. Как только программное обеспечение детектирует изменение положения переключателя, оно может изменять скорость воздушного насоса, расход воздуха или параметры возбуждения плазмы для обеспечения желаемой концентрации оксида азота для новой цели. В некоторых вариантах осуществления газы можно перенаправлять пассивно в применениях с обводным потоком, когда обводная трубка соединена с контроллером или картриджем. В некоторых вариантах осуществления газ может переключаться между обводным и основным путями автоматически на основе измеренного параметра среды, пациента или другого источника.
[00197] В некоторых вариантах осуществления контроллер может иметь более одного контура потока с полным дублированием, причем каждый с соединением для ввода газа основного потока, соединением для вывода газа основного потока, измерением основного потока и генератором плазмы с независимым источником газа. Резервные контуры потока позволяют контроллеру поддерживать больше одной функции с основным потоком одновременно. Например, контроллер может поддерживать контур устройства искусственной вентиляции легких с основным потоком и устройство искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений с основным потоком. Когда поддержание более одного отдельного применения NO не требуется, дополнительный контур(ы) может служить в качестве резервного для первого контура. Включение второго контура может происходить на основе введения входных данных вручную (положение рычага, например) или автоматически (например, используя соленоидный клапан). Обычным является наличие фильтра/очистителя как части системы, которая будет располагаться между плазмой и потоком газов в устройство искусственной вентиляции легких или последовательно с потоком газов в устройство искусственной вентиляции легких. Ссылаясь на фиг. 6, контроллер 150 показан с двумя независимыми контурами циркуляции для поддержания одновременной работы устройства искусственной вентиляции легких и устройства искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений. Каждый контур циркуляции содержит воздушный насос 152, 160, плазменную камеру 154, 162 и фильтр/очиститель 156, 164, который соединен с основной линией потока, содержащей датчик 158, 166 расхода.
[00198] В некоторых вариантах осуществления контроллер принимает поток от внешнего источника газа, измеряет, что поток и добавки, которые протекают с полученным в плазме NO, соответствуют величине требуемой пользователю концентрации оксида азота. Источник газа может быть устройством искусственной вентиляции легких, баллоном со сжатым газом, выходом газа в стене, газовым смесителем или другим типом источника газа, который сконструирован для обеспечения газа-реагента в систему.
[00199] Фиг. 7 изображает вариант осуществления системы, которая получает атмосферный воздух в качестве газа-реагента для возбуждения плазмы, который отделен от основного потока газа. Система фиг. 7 содержит генератор 170 плазмы, который принимает атмосферный воздух или газ. Материал из генератора 170 плазмы протекает через необязательный фильтр/очиститель 172. Система также содержит соединение 174 для входящего газа, которое принимает основной газ. Материал из соединения 174 для входящего газа протекает в устройство 176 измерения расхода. Материал из фильтра/очистителя 172 или устройства 176 измерения расхода может протекать через соединения 178 для выходящего газа и из выпускного отверстия для основного газа.
[00200] Фиг. 8 изображает вариант осуществления системы с одним или несколькими резервными генераторами плазмы и очистителем для безопасности. Система фиг. 8 содержит первый и второй генераторы 180, 184 плазмы, которые соединены с первым и вторым необязательным фильтрами/очистителями 182, 186. Следует отметить, что фильтр/очиститель может иметь фильтры до очистителя, после очистителя, как до, так и после очистителя, или иметь множество фильтров, расположенных вдоль пути потока в очистителе. Система также содержит соединение 188 для входящего газа, которое принимает основной газ. Материал из соединения 188 для входящего газа протекает в устройство 190 измерения расхода. Материал из второго фильтра/очистителя 186 или устройства 190 измерения расхода может протекать через соединение 192 для выходящего газа и из выпускного отверстия для основного газа.
[00201] В некоторых вариантах осуществления линия отбора образцов соединяется с Т-образным соединением, которое вставлено в путь потока инспирации. В одном варианте осуществления Т-образное соединение также используется для измерения расхода газа во вдыхательном патрубке. Расход газа можно измерить при помощи одного или нескольких каналов для метода дифференциального давления. Расход можно измерить на основе всего потока или в обводном потоке потока инспирации. В одном варианте осуществления датчик расхода находится в Т-образном соединении. В одном варианте осуществления содержащий NO газ вводят в поток инспирации в Т-образном соединении линии отбора образцов (фиг. 9). В одном варианте осуществления очиститель/скруббер и/или фильтр включены в качестве компонента в Т-образное соединение (фиг. 9). В одном варианте осуществления очиститель/скруббер Т-образного соединения используется в дополнение к очистителю/скрубберу, расположенному в контроллере/картриджах, связанных с получением NO.
[00202] Фиг. 10 изображает один вариант осуществления впрыскивающего конца линии 200 доставки обводного потока с двумя параллельными путями 204, 206 потока со средствами, такими как устройство 202 отклонения потока, чтобы выбрать, какой путь потока будет активным. Каждый путь потока может содержать картридж 208, 210 очистителя, который соединен с возможностью удаления. Продукционные газы с NO из устройства получения NO проходят через один путь потока, пока очиститель не истощится, затем поток продукционного газа перенаправляют на другой путь потока и очиститель. Картридж очистителя можно заменять в одном пути, тогда как другой путь очищает поток продукционного газа. Запорные клапаны 212, 214 на конце каждого из параллельных путей предотвращают обратный поток в неиспользуемую камеру. Аналогичная конструкция с двумя путями может быть сделана в самом Т-образном соединении 216, так что вдыхаемый пациентом воздух протекает через один или два пути очистителя.
[00203] Аналогичная конструкция с двумя путями может также использоваться в варианте осуществления с основным потоком, так что доставка вдыхаемого газа не прерывается, когда картридж очистителя требует замены. В варианте осуществления обеспечена система получения NO, которая использует пусковую схему высокого напряжения (HV) или генератор сигналов, который может продолжать лечение в случае отказа управляющего программного обеспечения и/или повреждения пользовательского интерфейса. В варианте осуществления обеспечена система получения NO, которая фильтрует, очищает и фильтрует через активированный уголь поступающий газ для удаления примесей и повышает парциальное давление NO в отходящих газах. В варианте осуществления обеспечена система получения NO с резервными пусковыми схемами высокого напряжения и воздушными насосами, наборами электродов, аккумуляторами и фильтрами-очистителями.
[00204] ИСКУССТВЕННАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ ЛЕГКИХ С ПОМОЩЬЮ РУЧНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
2
2
[00205] Устройство искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений (например, дыхательный мешок) может также включать блок получения NO. Генерирующая NO часть устройства искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений может быть вспомогательным устройством для устройства искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений или может быть интегрирована в устройство искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений. В некоторых вариантах осуществления генерирующая NO часть может, как минимум, содержать контур управления, контур высокого напряжения, набор электродов, очиститель и фильтр для непрерывного получения NO. В некоторых вариантах осуществления поток воздуха и/или активность мешка (давление, провисание, натяжение) можно измерять для соответствия получения NO частоте/объему дыхания. Контур управления может активировать контур высокого напряжения и связанное возбуждение плазмы на основе, помимо прочего, одних или более из следующих входных данных: желаемая концентрация NO, указанная пользователем, температура окружающей среды, давление окружающей среды, давление плазменной камеры, расход газа и уровень О в газе. В некоторых вариантах осуществления устройство возбуждает плазму в газе, который протекает в дыхательный мешок и заполняет его. Устройство может располагаться последовательно перед подачей газа в мешок, или оно может генерировать NO в параллельном пути. В некоторых вариантах осуществления устройство содержит насос, который оно использует для подачи атмосферного воздуха в плазменную камеру. В некоторых вариантах осуществления генерирующая NO часть может располагаться между мешком для искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений и пациентом и генерирует NO в газе, выпускаемом из мешка. В варианте осуществления устройство может возбуждать плазму в течение установленного времени при каждом детектируемом вдохе при помощи ручных приспособлений (например, каждое сдавливание мешка). Когда мешок устройства искусственной вентиляция легких с помощью ручных приспособлений заполняется содержащим NO газом, устройство может содержать очиститель после мешка, поскольку время, в течение которого заданная молекула NO/NO покидает мешок, не контролируется. Когда атмосферный воздух принимается для получения NO, насос должен предотвращать регрессивный поток при отключении, или должен использоваться клапан (например, пассивный односторонний или активный) для обеспечения потока NO пациенту, и путь воздуха не имеет утечки в систему. В некоторых вариантах осуществления, в которых получение NO происходит параллельно мешку при помощи того же газа, который заполняет мешок, односторонний клапан можно использовать для предотвращения протекания газов назад через генератор NO при выдохе пациента.
[00206] Фиг. 11 изображает пример поддержания основного потока устройства 224 искусственной вентиляция легких с помощью ручных приспособлений. Контроллер 220 принимает газ из источника 222 газа, измеряет расход газа и дополняет поток газа предписанным уровнем NO, когда он проходит в устройство 224 искусственной вентиляция легких с помощью ручных приспособлений.
[00207] Фиг. 12А показывает вариант осуществления генератора 230 NO последовательно с мешком 232 для искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений. Источник воздуха может быть любым газом-реагентом, включая атмосферный воздух или источник сжатого газа. Запорные клапаны до и после мешка можно использовать для направления потока к пациенту при помощи маски 236. Очиститель 234 расположен после мешка, поскольку это последняя часть воздушной линии перед пациентом, и время удержания NO в мешке не контролируется, за исключением случаев, когда мешок полностью опустошается с каждым вдохом.
[00208] Фиг. 12В показывает вариант осуществления системы, где NO получается в атмосферном воздухе и смешивается с другим потоком газа перед поступлением в мешок 242. Отдельный компонент (не показан) может быть необходим для титрования потока NO другим потоком газа. Альтернативно, расход NO может модулироваться при помощи скорости насоса 240 и активности плазмы в генераторе 238 NO. Запорные клапаны (не показаны) можно использовать для направления потока через мешок 242 и очиститель 244 пациенту при помощи маски 246 и от пациента в атмосферу.
[00209] Фиг. 13А показывает вариант осуществления генератора 250 NO, который генерирует NO из того же источника газа под высоким давлением, что и мешок 252. Генератор NO может выпускать продукционный газ (обогащенный по NO газ) в дыхательные пути пациента с постоянной скоростью или с пульсирующей скоростью. В некоторых вариантах осуществления клапан 256 открывается для пропускания обогащенного по NO газа в поток инспирации, когда обнаруживается сжатие мешка, так что продукционный газ может протекать к пациенту при помощи маски 258. Сжатие мешка может измеряться при помощи давления в мешке, натяжения мешка, вытеснения мешка или выходящего потока из мешка.
[00210] Фиг. 13В показывает вариант осуществления системы 260 получения NO, которая генерирует NO из атмосферного воздуха и перекачивает воздух с введенным NO в путь инспирации между мешком 264 для искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений и пациентом. В некоторых вариантах осуществления насос 262 работает непрерывно. В некоторых вариантах осуществления насос работает периодически в унисон со сжатиями мешка. В некоторых вариантах осуществления клапан расположен между очистителем 266 и соединением между потоком NO и потоком мешка. Насос работает непрерывно, пропуская воздух через плазменную камеру. Клапан закрывается при фазе выдоха, так что давление в воздухе с введенным NO повышается. Когда детектируется сжатие мешка, клапан открывается, высвобождая сжатый газ с NO в дыхательные пути. В некоторых вариантах осуществления накопитель (не показан) расположен между генератором NO и очистителем для обеспечения дополнительного объема содержащего NO газа для каждого вдоха.
[00211] Фиг. 14 показывает вариант осуществления устройства 270 получения NO, расположенного между мешком 272 для искусственной вентиляция легких с помощью ручных приспособлений и пациентом. Дыхательный мешок 272 принимает поступающий воздух или из источника сжатого газа, или из атмосферы. Газы, которые выходят из дыхательного мешка, протекают через устройство получения NO, где они дополняются NO, а затем через очиститель 274.
[00212] Система может генерировать и доставлять продукционные газы в отсутствие внешнего потока инспирации. В некоторых вариантах осуществления крышка может помещаться на вход для соединения с мешком, и продукционные газы вытекают из выходного соединения мешка. Продукционные газы получают с расходом и концентрацией, требуемой пользователю. В некоторых вариантах осуществления устройство разбавляет поступающие образцы газов количественным образом, так что датчики анализа газа не повреждаются образцами газов с высокой концентрацией, и концентрации находятся в измеримом диапазоне датчиков.
[00213] СИСТЕМА ОДНОКРАТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ NO
2
2
2
2
[00214] Фиг. 15 изображает схему, показывающую типичную систему 280 получения NO. Назначение для полученного оксида азота может быть любым типом устройства искусственной вентиляции легких, включая, помимо прочего, контур устройства искусственной вентиляции легких, назальную канюлю, устройство искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений, дыхательную маску, контур для введения анестезии, аппарат CPAP, аппарат ЕСМО, концентратор кислорода или любой другой контур. В показанном варианте осуществления система 280 получения NO содержит воздушный насос 284, который перекачивает атмосферный воздух в систему 280 для использования в качестве газа-реагента. Атмосферный воздух перекачивают в систему, например, в картридж 282, и в генератор 286 плазмы, который генерирует NO при помощи одного или нескольких электродов, расположенных в нем. Фильтр 288 от NO используют для отфильтровывания NO из газа из генератора 286 плазмы. Отфильтрованный газ затем перекачивают из устройства искусственной вентиляции легких для доставки пациенту. Картридж 282 содержит дополнительные элементы, включая датчик 290 расхода, воздушный фильтр 292 и влагоотделитель 294. Система 280 также содержит контроллер 298, который имеет вакуумный насос 300 и один или несколько датчиков 302. В показанном варианте осуществления датчики включают датчики NO, NO, О и датчик расхода/давления камеры.
[00215] Контроллер обычно представляет собой устройство многократного использования, используемое для лечения при помощи оксида азота. Некоторые компоненты контроллера могут изнашиваться и требуют графика замены в течение срока службы системы, включая группу датчиков, набор(ы) электродов, насос(ы) и клапан(ы). На более регулярной основе картридж очистителя заменяют через период времени, например, дни-недели. Картридж устройства искусственной вентиляции легких может также быть заменяемым в случае отказа датчика или загрязнения.
[00216] Контроллер сконструирован так, что одиночная неисправность остановит производство оксида азота. Вместо необходимости во вмешательстве пользователя, когда происходит одиночная неисправность, система может обеспечивать непрерывное получение NO, хотя и уведомляет пользователя о проблеме. Для осуществления этого уровня надежности контроллер может иметь один или несколько резервных элементов. Например, контроллер может содержать резервные аккумуляторы, так что в случае отказа одной батареи есть резервная батарея. Пользователь также имеет вариант подключения питания переменного тока или питания постоянного тока к задней панели устройства. Резервные контуры высокого напряжения можно использовать так, что второй контур высокого напряжения служит в качестве резервного для контура вентиляции легких и может обеспечивать оксид азота для контура устройства искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений. Резервные воздушные насосы можно использовать, так что каждый контур высокого напряжения получает воздух из заранее определенного воздушного насоса. Резервные наборы электродов можно использовать, так что каждый контур высокого напряжения приводит в действие заранее определенный набор электродов. Таким образом, если один набор электродов выходит из строя или прекращает работу, система может автоматически переключиться на использование другого набора электродов. Резервные датчики и приводы (клапаны, насосы) также используются для предупреждения одиночной неисправности при получении и доставке NO.
[00217] В некоторых вариантах осуществления система периодически проверяет резервный контур, чтобы удостовериться в его работоспособности. Фиг. 16А изображает, как система периодически проверяет канал В. Эта проверка может происходить каждый 10-ый импульс плазмы или может быть однократной проверкой каждый день, например. Будет понятно, что любое измерение времени или импульса плазмы можно использовать для проведения проверки системы на резервных компонентах. Фиг. 16В изображает отказ канала А. Система начинает использование канала В для получения всего оксида азота для замены канала А. В некоторых вариантах осуществления система может использовать оба канала равнозначно с предположением, что они не будут оба отказывать одновременного. В случаях, когда оба пути очистки используются для получения оксида азота, и один канал отказывает, второй канал используют для соответствия предыдущему уровню получения NO или его максимальному уровню получения, независимо от того, какой меньше. В некоторых вариантах осуществления система может переключаться с постоянными интервалами между электродами для увеличения срока службы электродов. В некоторых вариантах осуществления два канала используются одновременно. Это может иметь преимущество, заключающееся в повышении общей производительности NO системы. Одновременное использование также снижает температуры и скорость износа каждого канала, снижая термическое разложение компонентов и эрозию электродов. Всегда, когда поток газа изменяется с одного канала на другой, предыдущий канал потока промывается не содержащим NO газом для удаления образованных содержащих NO газов.
[00218] Система может также иметь более одного, например, два независимых пути очистки для решения вопроса возможного износа и/или засорения пути очистки. В случаях максимального получения оксида азота система может одновременно использовать как контуры высокого напряжения, так и пути очистки для удвоения выхода оксида азота.
2
[00219] Фиг. 17А изображает вариант осуществления, в котором двойные наборы электродов (плазменные камеры) расположены в одноразовом картридже, как будет обсуждаться более подробно ниже. Элементы очистки от NO не показаны на фигуре, но могут соединяться с электродами для очистки газов после их прохождения через плазму, возбуждаемую электродами. Картридж 320, показанный на фиг. 17А, содержит кожух 322, который вмещает панель 330 управления, группу 346 датчиков и двойные наборы 372, 374 электродов, расположенные в картридже 370 устройства искусственной вентиляции легких и находящиеся в связи с контурами 362, 366 высокого напряжения. Панель 330 управления содержит устройство 332 звуковой сигнализации, зарядный контур 334, контур 336 питания и контур 338 расхода/давления с соединениями с аккумуляторами 358, 360 и питанием 324, 326 переменного тока и постоянного тока. Панель 330 управления находится в связи с пользовательским интерфейсом 328 и контуром 342 схемы обеспечения безопасности, имеющим устройство 340 аварийной сигнализации и зуммер 344. Фиг. 17В изображает вариант осуществления картриджа 380, в котором двойные наборы 384, 386 электродов расположены в кожухе 382 картриджа 380. Фиг. 18 изображает схему, показывающую все компоненты варианта осуществления устройства 390 получения NO, включая панель 394 управления, контур 392 управления питанием и наборы 396 электродов. Плазменная камера может быть частью контроллера или частью картриджа, как будет обсуждаться более подробно ниже.
[00220] РЕГУЛЯТОРЫ ВПУСКА И РАСХОДА ГАЗА-РЕАГЕНТА
2
[00221] Различные компоненты можно использовать для введения газа-реагента в систему получения NO. В некоторых вариантах осуществления газ-реагент может проходить через фильтр для газа, как показано на фиг. X. В некоторых вариантах осуществления фильтр для газа имеет размер пор 0,22 микрона. Фильтр можно использовать для удаления частиц из атмосферного воздуха перед воздействием на воздух плазмы. В некоторых вариантах осуществления фильтр для газа-реагента объединен с картриджем скруббера от NO для упрощения использования устройства путем снижения числа эксплуатационных стадий.
[00222] Пневматический контур, который питает плазменную камеру, может иметь точно регулируемый расход, поскольку расход газа-реагента через плазменную камеру сильно влияет на получение NO. Пневматический контур может быть сконструирован различными способами.
[00223] Механизмы для пульсирующего потока воздуха
[00224] Переменный расход можно использовать в некоторых случаях для обеспечения NO для пульсирующего потока воздуха в устройстве искусственной вентиляции легких, и различные механизмы можно использовать для достижения пульсирующего потока воздуха. В некоторых вариантах осуществления двигатель можно использовать, который является концентрическим с винтом шариковой винтовой пары. Двигатель может поворачивать шариковую гайку, что смещает винт и поршень. Он может быть очень компактным и обеспечивает регулируемую величину хода. В некоторых вариантах осуществления мембрана может использоваться, и она может быть "с тентом" или плоской для изменения объема камеры для хранения NO перед доставкой в контур устройства искусственной вентиляции легких. Поршень может приводиться в действие различными механизмами, включая шкив и возвратную пружину, сцепленную с рейкой шестерню, линейный двигатель, двигатель со сцеплением и шкив.
2
2
2
[00225] Различные варианты осуществления техник достижения пульсирующего потока воздуха, используя поршни, мембраны и другие механизмы, показаны на фиг. 19-25. Каждый из этих вариантов осуществления может контролироваться электронной системой управления, используя требуемые входные данные датчика от пневматической системы (давление камеры, расход плазменной камеры, давление резервуара/накопителя и пр.) и от пациента (расход потока инспирации, давление на вдохе и пр.) для достижения целевой дозы доставки NO. В варианте осуществления, изображенном на фиг. 19, поршень 400 может всасывать воздух через плазменную камеру 404 для заполнения накопителя/цилиндра 402. Поршень 400 может проталкивать NO через фильтр/очиститель 406 в выпускное отверстие 408 для синхронизации с дыханием пациента. Ход и скорость могут изменяться на основе объема легких и частоты дыхания пациента. В варианте осуществления, изображенном на фиг. 20, насос 410 используют для доставки постоянного потока в контур вентиляции легких для дозирования потока смещения, тогда как поршневой насос 412 используют для обеспечения болюсов воздуха для дополнительного получения NO при вдохе. На фиг. 21 устройство может накапливать NO, полученный в плазменной камере 420, в накопителе 422 и высвобождать его с вдохом пациента при помощи одного или нескольких клапанов 424, которые могут быть, например, одним пропорциональным клапаном или рядом клапанов с двумя состояниями (открыт/закрыт). На фиг. 22 один или несколько клапанов 430 расположены до насоса 432 для модулирования потока поступающего воздуха в плазменную камеру 434. Модуляция может выполняться различными средствами, включая регулируемый затвор как в случае пропорционального клапана или широтноимпульсную модуляцию цифрового клапана. В некоторых вариантах осуществления насос работает с постоянной скоростью, тогда как клапан регулируют для переменного недостаточного питания насоса, при этом модулируя расход и получение NO. Фиг. 23 изображает альтернативную конструкцию накопителя, которая использует мембрану 440. Мембрана 440 может быть или из эластомерного, или жесткого/негибкого материала. В некоторых вариантах осуществления используют гофрированную мембрану. Клапан 442 ниже по потоку относительно мембраны 440 сбрасывает давление с мембраны регулируемым образом по мере необходимости для дозирования при событиях вдоха. Фиг. 24 изображает накопитель/резервуар в качестве камеры с эластичной или неэластичной мембраной/баллоном 452. Привод 450 мембраны (соленоид, шариковая винтовая пара, линейный двигатель, сцепленная с рейкой шестерня, линейный приводной механизм и пр.) используют для перемещения мембраны 452 при необходимости для доставки болюсов газа пациенту. В показанном варианте осуществления плазменная камера 454 является первым элементом в системе, однако, она может располагаться в других местах при условии, что она находится выше по потоку относительно фильтра/очистителя. Чем дальше по потоку расположена плазменная камера, тем меньше воздействие NO и NO на компоненты пневматической системы. В некоторых вариантах осуществления NO можно получать насколько возможно поздно, но перед очистителем, так что смесь с высокой концентрацией NO/NO, выходящая из плазменной камеры, имеет минимум времени для окисления и получения более высоких уровней NO. Фиг. 25 изображает систему, которая использует поршень 460 для всасывания газа-реагента в камеру 462. Электроды 464 в камере 462 образуют дугу один или несколько раз для получения NO. Поршень 460 проталкивает смесь NO пациенту, который требует терапии. В некоторых вариантах осуществления поршень проталкивает болюсы NO пациенту, которые совпадают с вдохом пациента. В некоторых вариантах осуществления поршень проталкивает NO с постоянным расходом, пока резервуар не опустеет. Затем поршень повторно заполняет резервуар, NO получается, и доставка NO пациенту возобновляется. Поршень может приводиться в действие множеством видов линейных приводных механизмов, указанных выше.
[00226] Камера сжатого газа может содержать переменный ограничитель на выходе. В некоторых вариантах осуществления камера сжатого газа может быть объемом в коллекторе, а не независимым компонентом системы. В некоторых вариантах осуществления насос питает пневматический резервуар. В некоторых вариантах осуществления в резервуаре измеряется давление. В некоторых вариантах осуществления давление пневматического резервуара можно использовать в качестве сигнала для регулирования скорости насоса. В некоторых вариантах осуществления поток из резервуара регулируют пропорциональным клапаном или одним или несколькими цифровыми клапанами. В некоторых вариантах осуществления давление воздуха выше и/или ниже по потоку относительно клапана регулирования расхода измеряют для улучшения контроля или регулирования потока воздуха. Давление в камере сжатого газа можно регулировать при помощи регулирования с обратной связью, используя давление камеры в качестве входных данных для регулирования активности воздушного насоса. Переменный ограничитель может работать как аналоговый клапан, а не цифровой клапан ("цифровой" означает, что могут быть достигнуты дискретные положения клапана, такие как полностью открытый, полностью закрытый и закрытый наполовину). Переменный ограничитель может также содержать цифровой клапан, который регулируется PWM (широтноимпульсной модуляцией) для изменения потока воздуха через искровую камеру. В некоторых вариантах осуществления один или несколько датчиков расхода воздуха можно использовать для измерения потока воздуха ниже по потоку относительно клапана регулирования расхода, в качестве части системы регулирования расхода воздуха.
[00227] В некоторых вариантах осуществления различные пути потока могут быть включены с независимыми насосами. В некоторых вариантах осуществления один насос может работать для дозирования NO в поток смещения, а другой насос может обеспечивать импульсы воздуха для повышения давления для соответствия дыхательной активности. В некоторых вариантах осуществления один путь потока может обеспечивать как поток смещения, так и дозирование при вдохе в случае отказа в другом пути потока. Снижение дозирования в поток смещения может достигаться путем изменения положения клапана для замедления потока воздуха или получения прерывистого потока воздуха.
[00228] В некоторых вариантах осуществления один насос может перемещать воздух в циркуляционный контур с двумя путями. Отверстие постоянного сечения и скорость насоса регулируют для смещения потока. Насос может поддерживать высокое давление за отверстием постоянного сечения. Регулируемое отверстие может открываться при вдохе пациента для добавления дополнительного потока. В некоторых вариантах осуществления диаметр регулируемого отверстия можно поддерживать постоянным для заданного лечения пациента, и встроенный двухпозиционный клапан регулирует поток через регулируемое отверстие. В некоторых вариантах осуществления отверстие постоянного сечения не требуется, поскольку двухпозиционный клапан может быть попеременно открыт и закрыт для изменения потока.
[00229] В некоторых вариантах осуществления насос может работать непрерывно. Направляющее устройство для потока может переключаться между путем через отверстие постоянного сечения (т.е. поток смещения) и путем через регулируемое отверстие (т.е. поток инспирации и поток смещения). В некоторых случаях резервуар для воздуха может быть заполнен при помощи меньшего воздушного насоса, который может работать более непрерывно. Насос используют для поддержания постоянного давления в резервуаре для воздуха. Резервуар под давлением, доставляющий воздух через пропорциональный клапан, может быть более чувствительным и обеспечивать поток быстрее, чем насос, которому необходимо увеличивать скорость. В одном варианте осуществления резервуар для воздуха состоит из полости, встроенной в кожух генератора NO, а не является отдельным компонентом. Это обеспечивает резервуар закрытого вида, который занимает неиспользуемый объем в кожухе, при этом минимизируя размер/объем устройства. Объединение резервуара и кожуха также способствует минимизации массы всего устройства.
2
2
2
[00230] Фиг. 26А и 26В показывают источник газа, содержащего N и О, с путем потока через клапан в источник плазмы. На фиг. 26А пропорциональный клапан 470 не закрывается дальше, так что всегда есть небольшой уровень потока через плазменную камеру 472. Фиг. 26В показывает соленоидный клапан 474 с постоянным отверстием, которое всегда пропускает некоторый уровень потока. Фиг. 26С показывает источник 478 потока, соединенный с плазменной камерой, где может изменяться расход, давление источник потока или комбинация этих двух факторов. Источник потока может быть роторным насосом, поршневым насосом, воздуходувной машиной, емкостью под давлением, вентилятором и пр. Источник потока фиг. 26С можно регулировать в отношении того, как он протекает для продувки NO из системы между импульсами вдохов. Это промывание может прекращаться через определенное время, объем воздуха, или когда детектируется следующий импульс вдоха.
[00231] КОНТУР ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ, ГЕНЕРАТОР ПЛАЗМЫ И ЭЛЕКТРОДЫ
[00232] В некоторых вариантах осуществления контур 480 возбуждения плазмы может содержать контур 482 управления сигналом и контур 484 высокого напряжения, как показано на фиг. 27. Контур 482 управления сигналом генерирует непрерывный, настраиваемый управляющий сигнал. Управляющий сигнал содержит множество контрольных параметров, включая частоту переменного тока для возбуждения плазмы и цикл нагрузки, частоту и цикл нагрузки разрядного импульса и групповую частоту и цикл нагрузки. В некоторых вариантах осуществления управляющий сигнал генерируется процессором цифровой обработки сигналов (DSP). Типичная форма волны, полученная процессором DSP контроллера высокого напряжения, показана на фиг. 29. Трансформатор высокого напряжения превращает токи низкого напряжения в напряжение, достаточно высокое для возбуждения плазмы в зазоре между электродами согласно входным данным. В некоторых вариантах осуществления, включающих зазор между электродами 2,5 мм, уровни высокого напряжения имеют порядок 7 кВ.
[00233] В некоторых вариантах осуществления система может работать с напряжением переменного тока (АС) для электродов. Раскрытые в настоящем документе варианты осуществления могут также работать с напряжением постоянного тока (DC) для электродов. В некоторых вариантах осуществления система переменного тока может превращаться в систему постоянного тока путем добавления дополнительных компонентов к системе. В некоторых вариантах осуществления однополупериодный выпрямительный диод может быть включен в систему. Например, выпрямительный диод может быть на стороне низкого напряжения, или выпрямительный диод может быть на стороне высокого напряжения с напряжением пробоя более 15-20 кВ. В некоторых вариантах осуществления 15 кВ разрядный конденсатор добавляют, и он может находиться после выпрямителя для обеспечения того, что полярность напряжения не изменяется. Перекомпоновка трансформаторов может достигаться с намного большим коэффициентом трансформации и мощностью тока. В варианте осуществления можно использовать многожильный провод. Поскольку система постоянного тока не пользуется резонансом, требуется высокий уровень напряжения. Таким образом, высокий коэффициент трансформации может требоваться в трансформаторе. Переключатель напряжения может располагаться в соответствующем месте в середине обмотки трансформатора для применения с переменным током. Когда ток поступает от переключателя напряжения (резонансная работа переменного тока), неиспользуемая часть вторичных обмоток трансформатора закорачивается для предотвращения возникновения чрезмерно высоких напряжений.
[00234] Контур высокого напряжения может формироваться из различных компонентов, но в некоторых вариантах осуществления контур высокого напряжения содержит контроллер для приема команд, резонансный контур и трансформатор высокого напряжения. Контур высокого напряжения принимает команды от контроллера и интерпретирует команды как параметры плазмы и создает импульсы тока, которые питают резонансный контур и создают напряжение переменного тока. Напряжение переменного тока имеет частоту, которая настраивается на естественный резонанс трансформатора высокого напряжения для максимизации электрического КПД. Высокое напряжение переменного тока прикладывается к электродам для получения разряда и подается непрерывно до окончания импульса.
[00235] Фиг. 28 показывает вариант осуществления пусковой схемы 490 высокого напряжения. Пусковая схема 490 высокого напряжения принимает питание 492 постоянного тока и по меньшей мере одну входную команду 494. Процессор 496 подает переключающему контуру 498 сигнал PWM (переменной длительности) для возбуждения настраиваемого контура 500 резонатора. Контур 500 резонатора возбуждает трансформатор 502 высокого напряжения при фиксированной резонансной частоте для получения напряжения на выходе 504 высокого напряжения, например, электродах. Измерение тока 506 резонатора обеспечивает обратную связь касательно работы плазмы в процессор 496. Дополнительная обратная связь может обеспечиваться от датчика 508 входного тока.
[00236] Пусковая схема 490 высокого напряжения, показанная на фиг. 28, может иметь ряд преимуществ, включая то, что настройка резонатора улучшает эффективность получения оксида азота, и это исключает необходимость в разрядном конденсаторе, что улучшает надежность и продлевает срок службы компонента. Работа с переменным током пусковой схемы высокого напряжения может продлевать срок службы электродов и может снижать возможность распыления частиц металла в поток воздуха. В некоторых вариантах осуществления фильтр используют для улавливания металлических частиц в потоке газа. В некоторых вариантах осуществления размер фильтра составляет 0,22 микрона. В некоторых вариантах осуществления газ барботируют через жидкость для улавливания частиц после плазменной камеры. Жидкость может быть водой, азотной кислотой, уксусной кислотой, фолиевой кислотой, например.
[00237] DSP контроль длительности разряда может более точно регулировать концентрацию оксида азота, и DSP контроль также обеспечивает автоматическую "настройку" резонанса для учета изменений при производстве, характеристик трансформатора, температуры и состояния электродов (зазор, износ, температура). В некоторых вариантах осуществления система определяет резонансную частоту периодически в течение обработки для учета изменения условий. В одном варианте осуществления система определяет резонансную частоту только при запуске. В некоторых вариантах осуществления система хранит резонансную частоту и обновляет это сохраненное значение периодически (например, два раза в месяц) для снижения времени запуска. В некоторых вариантах осуществления система будет работать несколько не резонансно для снижения мощности плазмы для получения небольших доз NO. Обратная связь на основе входящего и/или выходящего тока может автоматически обнаруживать, если электрод не зажигается, что может обеспечивать автономные алгоритмы защиты. DSP может контролировать форму сигнала переменного тока путем контроля его частоты и цикла нагрузки.
[00238] В некоторых вариантах осуществления трансформатор пусковой схемы высокого напряжения имеет резонансную конструкцию, где напряжение во вторичной обмотке трансформатора повышается, пока достаточное напряжение не возникнет на электродах для пробоя воздушного зазора. Напряжение, необходимое для пробоя воздушного зазора, может изменяться в зависимости от влажности, давления, величины зазора, формы электродов, состояния электродов и других факторов. Наличие резонансной конструкции без установления высокого уровня напряжения повышает надежность возбуждения плазмы в присутствии электрода и изменчивости окружающей среды. В некоторых вариантах осуществления напряжения для пробоя обычно находятся в диапазоне 8-20 кВ, однако, желательно поддерживать напряжения на уровне менее 14 кВ, чтобы могли применяться стандарты безопасности, связанные с образованием рентгеновских лучей.
[00239] Частота переменного тока между электродами является результатом конструкции аппаратного обеспечения и в варианте осуществления обычно находится в диапазоне 50-200 кГц. В типичном варианте осуществления частота переменного тока составляет 135 кГц. В другом типичном варианте осуществления частота переменного тока составляет 100 кГц. Импульсы могут иметь фиксированную частоту для обработки при приблизительно 100-200 кГц. Эта частота может изменяться в зависимости от применения. Например, применение для новорожденных будет требовать более медленных частот из-за небольшого требуемого количества NO. Длительность импульсов может также изменяться на основе желаемого количества NO. Например, для обычного взрослого длительность составляет примерно 250 микросекунд (25% цикл нагрузки).
[00240] Индуктивность рассеяния первичной обмотки определяет резонансную частоту. Взаимная индуктивность между первичной и вторичной обмотками определяет резонанс трансформатора. Контур высокого напряжения может контролироваться при помощи таймера 555, сложного программируемого логического устройства (CPLD), программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA), микропроцессора или любой аналоговой схемы. Связь контура высокого напряжения с контрольным программным обеспечением и контуром управления может выполняться при помощи проводного соединения, такого как последовательная шина, шина I2C, или беспроводными средствами, такими как оптические, Bluetooth, WiFi или другие средства.
[00241] Пусковая схема высокого напряжения может продолжать возбуждать плазму согласно инструкциям, пока она не получит инструкцию или изменять, или прекращать возбуждение плазмы. Система может продолжать получение оксида азота в случае отказа контрольного программного обеспечения, отказа пользовательского интерфейса и/или отказа контура управления.
[00242] Система может содержать модуль беспроводного соединения для связи с различными дополнительными компонентами, включая, помимо прочего, систему обработки данных госпитализированных больных и другие контроллеры. Например, одна система может сообщать состояние случая лечения пациента во вторую систему, когда картридж переносится между контроллерами для транспортировки.
[00243] В некоторых вариантах осуществления картридж устройства искусственной вентиляции легких переносят из одного контроллера в другой при транспортировке. Информация о лечении, включая, помимо прочего, серийный номер, номер партии, информацию о конфигурации системы, историю данных о лечении, журнал аварийных ситуаций, журнал пациента, историю данных об анализе газа, журнал установок лечения, дату истечения срока действия, информацию о калибровке датчика расхода и другую информацию, может переноситься из одного контроллера в другой контроллер посредством запоминающего устройства в картридже устройства искусственной вентиляции легких. Запоминающее устройство может связываться при помощи проводного соединения или беспроводных средств (RFID, Blue-tooth и пр.). Данные можно обновлять в картридже устройства вентиляции легких периодически в течение лечения. Таким образом, принимая картридж устройства искусственной вентиляции легких, система считывает его и может продолжать лечение пациента на том моменте, где предыдущая система остановилась. Этот вид переноса будет происходить при переводе пациента из больницы в машину скорой помощи, из вертолета в больницу или в случае отказа системы.
[00244] В некоторых вариантах осуществления влагоотделитель имеет запоминающее устройство, используемое для хранения информации, включая, помимо прочего, серийный номер, номер партии, информацию о конфигурации системы, историю данных о лечении, журнал аварийных ситуаций, журнал пациента, историю данных об анализе газа, журнал установок лечения, дату истечения срока действия, информацию о калибровке датчика расхода и другую информацию. Расчет может быть в единицах минут лечения при помощи NO, молях NO при лечении, количестве циклов лечения и пр.
[00245] Охлаждающий вентилятор кожуха может также быть включен, с кодирующим устройством для подтверждения работы вентилятора или без него. Работа вентилятора также может быть детектирована оптически или при помощи датчика расхода, согласующегося с расходом вентилятора. Вентилятор может также иметь свое собственное регулирование с обратной связью на основе входной температуры для модулирования скорости вентилятора. Скорость вентилятора можно также модулировать на основе температуры кожуха, уровней возбуждения плазмы, температуры отходящих газов из кожуха, температуры окружающей среды, температуры теплообменника и/или других входных данных. Вентилятор может получать охлаждающий воздух из картриджа или из другого отфильтрованного впуска в кожухе. В некоторых вариантах осуществления два вентилятора втягивают воздух через одноразовый картридж фильтра. В некоторых вариантах осуществления один или несколько вентиляторов получают воздух изнутри кожуха устройства и выдувают его. В некоторых вариантах осуществления отходящие газы выдуваются из дна устройства, решая проблемы проникновения жидкости.
2
2
[00246] Различные входные данные можно использовать для контроля уровней возбуждения плазмы. В варианте осуществления давление окружающей среды может служить в качестве входных данных для алгоритма управления при определении уровней возбуждения плазмы для заданной выходной концентрации оксида азота, используя датчик давления окружающей среды. Давление плазменной камеры можно измерять в плазменной камере для определения количества присутствующих N и О. Датчик температуры кожуха можно использовать для обнаружения перегрева в кожухе. В случае перегрева система может отвечать путем повышения скоростей вентилятора кожуха, повышения расходов газообразного оксида азота, сигнального оповещения пользователя и/или другого типа уведомления. Датчик температуры окружающей среды может располагаться в месте, которое изолировано от тепла, создаваемого системой получения оксида азота, и измерение от датчика можно использовать в качестве входных данных для алгоритма возбуждения плазмы, поскольку более холодный воздух является более плотным, что приводит к улучшенной эффективности получения NO. Датчик влажности можно использовать для измерения условий атмосферного воздуха для обеспечения входных данных в алгоритмы управления и оценки получения оксида азота. Датчик влажности можно также использовать для регулирования влажности в камере датчика анализа газа, чтобы убедиться, что датчики поддерживаются при приемлемых условиях влажности, или в качестве входных данных для контроля образца при температурах для предотвращения конденсации в линии отбора образцов. Датчики анализа газа могут быть или установлены по отдельности в контроллере, или они могут быть собраны в группу датчиков, так что одна операция охватывает все датчики. Линия газа, переносящая образцы газов, может быть изготовлена из трубки из Nafion или эквивалента для предотвращения конденсации влаги и защиты датчиков от газа, который слишком сухой, в зависимости от влажности образца газа. Образцы газа для датчиков анализа могут поступать непосредственно из плазменной камеры, из выхода очистителя, из картриджа очистителя, из картриджа устройства искусственной вентиляции легких или из места во вдыхательном патрубке для пациента. В варианте осуществления газ отбирают из вдыхательного патрубка для пациента, сразу перед Y-образным фитингом для пациента, так что газ анализируют сразу перед тем, как он поступает пациенту без добавления дополнительного мертвого пространства в контур, как будет в случае, если отбор образцов происходит между Y-образным фитингом и пациентом. В другом варианте осуществления газ отбирают на выходе из картриджа вентиляции. Это представляет преимущество отбора образцов газа, который разбавлен до концентраций для пациента, все еще оставаясь в сухой части контура устройства искусственной вентиляции легких, таким образом не загрязненного влагой, распыленными лекарственными средствами и другими возможными загрязнителями. Этот вариант может предлагать преимущество, заключающееся в отсутствии необходимости во влагоотделителе и фильтре, поскольку он находится в сухой части контура устройства искусственной вентиляции легких, а также снижая эксплуатационные стадии для установки системы, поскольку здесь не будет никакой внешней линии отбора образцов. Специалисту в данной области будет понятно, что любое число и любая комбинация датчиков, описанных в настоящем документе, может использоваться с системой.
2
[00247] В некоторых вариантах осуществления система может использовать датчик NO для детектирования уровней оксида азота в газе непосредственно перед вдохом пациента. Размещение датчика NO около пациента желательно, так что есть минимальный эффект дополнительного превращения NO в NO перед поступлением пациенту. Один или несколько датчиков NO можно использовать для дублирования и/или регулирования с обратной связью возбуждения плазмы на основе выхода NO. В варианте осуществления один датчик NO используют для детектирования того, что уровни NO вышли за диапазон, и для ограниченного регулирования с обратной связью. Например, измеренные датчиком NO уровни могут повышать или снижать активность плазмы на ограниченное количество, такое как 10%, для регулирования производительности устройства.
2
2
2
2
2
[00248] В некоторых вариантах осуществления система может использовать один или несколько датчиков NO для анализа вдыхаемых газов перед поступлением пациенту. Порог срабатывания устройства сигнализации NO может изменяться, но в варианте осуществления обычно составляет от 1 части на миллион до 3 частей на миллион NO в зависимости от применения и длительности лечения. В некоторых вариантах осуществления система может продолжать работу в случае срабатывания устройства сигнализации NO, поскольку внезапный вдох более вероятен, чем повреждение легкого при уровнях порога срабатывания устройства сигнализации NO.
2
2
2
2
2
2
2
2
[00249] Уровни О также могут измеряться системой. Система, которая получает атмосферный воздух для протекания через плазменную камеру, может разбавлять газы во вдыхательном патрубке устройства искусственной вентиляции легких. Это может быть особенно интересным, когда пациенту прописывали 100% кислород. Таким образом, желательно информировать пользователя о фактических уровнях О, которые пациент вдыхает после введения оксида азота. Например, различие предписанных и фактических уровней О может составлять до 8% в случае 100% О. Измерения О можно также использовать в качестве входных данных для алгоритма управления в системе, которая возбуждает плазму непосредственно во вдыхаемых газах. Поскольку уровни О и N доходят до стехиометрического отношения 50/50, уровни получения NO увеличиваются. Таким образом, снижение величины электроэнергии может требоваться для получения заданного количества NO. Не рассматривая уровни О в алгоритме возбуждения плазмы, пациент рискует получать большее или меньшее количество NO, чем предписано. В варианте осуществления мембрана, такая как используемая в концентраторе кислорода, может использоваться для повышения уровней кислорода в воздухе перед входом в плазменную камеру, при этом повышая эффективность получения NO.
[00250] В некоторых вариантах осуществления насос для образцов газа может располагаться в системе для оттягивания образцов газа из вдыхательного патрубка в контур устройства искусственной вентиляции легких для датчиков анализа газов и в атмосферу. Обычно используемые датчики анализа газа имеют в основе электрохимический процесс. Датчики имеют медленные частоты измерений, обычно с интервалами 30-60 секунд. Коммерчески доступные системы доставки NO отбирают образец газа с постоянным расходом. Это усредняет концентрацию NO относительно времени. В потоке устройства искусственной вентиляции легких, однако, расходы и концентрации могут изменяться со временем. Например, если пациент принимал 100 частей на миллион NO при вдохе, и вдох представлял 10% дыхательного периода, а выдох занимал остальные 90% дыхательного цикла, пациент будет принимать в среднем 100 частей на миллион NO. Датчики анализа газа, однако, будут усреднять концентрацию газа, измеренную в течение всего дыхательного цикла и сообщать концентрацию 10 частей на миллион. Таким образом, постоянный расход насоса для отбора образцов может создавать неточные показания концентрации газа.
[00251] Одним путем повышения точности показаний анализа газа является изменение скорости насоса линии отбора образцов в зависимости от скорости вдоха пациента. Разумной оценкой для этого является скорость потока инспирации контура устройства искусственной вентиляции легких, однако, могут требоваться дополнительные соображения для потока смещения устройства искусственной вентиляции легких. В примере выше насос для отбора образцов будет отбирать образец, только когда пациент вдыхал, таким образом анализируемые газы будут в той же концентрации, что и вдыхаемые пациентом, т.е. 100 частей на миллион NO. Одним путем изменения расхода насоса для отбора образцов будет выключение насоса (нулевой расход) при выдохе пациента, и его включение только при вдохе пациента.
[00252] Работа устройства искусственной вентиляции легких с потоком смещения может также влиять на измеренную точность вдыхаемого NO. Если насос для отбора образцов останавливают при выдохе (когда поток смещения обходит в патрубок выдоха, а не поступает пациенту), концентрация потока смещения не измеряется, при этом повышая точность измерения концентрации NO на вдохе.
[00253] В случае, когда датчики анализа газа требуют постоянного потока газа, система может отбирать образец газа из источника, отличного от контура искусственной вентиляции легких при выдохе пациента. Примером другого источника будет атмосферный воздух. Контроллер может рассчитывать, какое измерение должно основываться на известном времени отбора образцов из вдыхательного патрубка относительно альтернативного источника и измерять концентрации.
[00254] В некоторых вариантах осуществления подход к обеспечению датчиков анализа газа газом, который более типичен для газа, который вдыхает пациент, представляет наличие побочного накопителя/смесительной камеры параллельно вдыхательному патрубку устройства искусственной вентиляции легких. Обычно объем смесительной камеры, по меньшей мере, равен объему газа, отбираемому насосом для отбора образцов за один дыхательный цикл, так что отобранный газ представляет среднее того, что пациент вдыхает. В примере выше устройство будет измерять 10% NO. Совместно с информацией об отходящем потоке, однако, контроллер будет также знать, что пациент вдыхает только 10% времени. Таким образом, устройство может применять коэффициент к измеренным данным следующим образом: концентрация NO для указания = измеренное значение NO/% времени на вдох, где измеренное значение NO представляет значение, указанное из электрохимических элементов, которые усреднили уровень NO за полный дыхательный цикл, а % на вдох является долей времени дыхательного цикла в единицах %, в течение которой пациент вдыхает.
[00255] Датчик расхода образца газа может также обеспечиваться. Расход образцов газа через датчики анализа газа может требоваться для типичных измерений газов контура устройства искусственной вентиляции легких. Возможно, что линия отбора образцов станет заблокированной или спутанной. Система имеет датчик для обнаружения блокировки и надлежащей работы линии отбора образцов насоса для отбора образцов газа. Датчик может быть датчиком давления, который измеряет уровень давления/вакуума в камере датчика, или датчиком фактического расхода последовательно с насосом, или датчик может быть датчиком расхода в линии отбора образцов. В случае заблокированной линии отбора образцов линию отбора образцов можно продувать работающим задним ходом насосом.
[00256] Набор электродов или плазменный блок или камера может быть частью контроллера или частью одноразовых компонентов, таких как картридж.
[00257] В общем, температуры, вовлеченные в возбуждение плазмы, находятся на уровне точки плавления большинства металлов или около нее. В применении в двигателе внутреннего сгорания и описаниях систем доставки NO до сих пор напряжение, прикладываемое к электродам, было постоянным током, т.е. есть катод и анод. Электроны проходят от анода к катоду, эродируя анод со временем. Из этого следует, что в автомобильных и других применениях, только материалы с высокой температурой плавления используют для анода.
[00258] В некоторых вариантах осуществления переменный ток прикладывают к электродам. Это сглаживает износ электродов путем обеспечения того, что оба электрода могут быть катодом в течение отрезка времени. С обоими электродами, работающими в качестве катода, оба электрода могут состоять из материала с высокой температурой плавления, такого как, помимо прочего, иридий, платина, спеченный оксид иридия или сплав иридия/платины. Электрод не должен быть монолитной структурой одного материала, а может быть сплавами или комбинациями подходящих материалов. В некоторых вариантах осуществления накладка из иридия или другого благородного металла или сплава приварена к концу металлической, цилиндрической подложки. Будет понятно, что различные формы, отличные от цилиндров, также можно использовать для получения электродов. Материал подложки может состоять из менее дорогого материала, такого как медь, никель, углеродистая сталь или железо. Этот композитный подход не только снижает стоимость, но он также обеспечивает дополнительные методы установки электродов. Например, углеродистую сталь или железо можно использовать, поскольку эти материалы нетоксичны, таким образом любая дуга, которая контактирует с подложкой, будет оставаться безопасной.
[00259] В некоторых вариантах осуществления масса подложки иридиевого электрода составляет 0,15 г, что в 360 раз больше, чем обычная иридиевая подложка для автомобильных применений в 0,5 мг. Эта добавленная масса снижает рост температуры при возбуждении плазмы из-за большего количества тепла и большего пятна контакта с материалами электродной подложки. Из-за наличия большей подложки иридиевого электрода электроды могут работать в течение длительного времени, например, один месяц, два месяца, три месяца, четыре месяца или дольше на паре электродов.
[00260] Различные формы и размеры электродов можно использовать в плазменной камере. В некоторых вариантах осуществления можно использовать игольчатые электроды. Игольчатые электроды могут иногда быстро изнашиваться, увеличивая зазор между электродами и изменяя уровни получения NO. В некоторых вариантах осуществления может использоваться электрода с плоской поверхностью, поскольку геометрия электрода, приближающаяся к сферической, которая будет эродировать медленнее, поскольку дуги будут получаться более чем в одном месте.
[00261] Множество пар электродов можно использовать в системе. Контроллер (или плазменная камера, или любое другое место, в котором электроды могут быть установлены) может также содержать одну или несколько пар электродов для повышения времени работы между ремонтами. В некоторых вариантах осуществления эти электроды могут быть установлены в коллекторе, так что они заменяются как один блок. В системе, которая имеет множество наборов электродов, система может циклически проходить через электроды для минимизации перегрева. Альтернативно, система может использовать электроды один за другим. Каждый электрод может иметь определенный трансформатор высокого напряжения, или переключающий блок, такой как распределитель, можно использовать для возбуждения каждого электрода от одного трансформатора высокого напряжения. Фиг. 30 изображает типичный вариант осуществления того, как коллектор 520 электродов удваивается как теплоотвод и может иметь ребра теплоотвода на нем.
[00262] Поскольку электроды могут изнашиваться, можно располагать электроды в системе для увеличения простоты замены. В некоторых вариантах осуществления электроды могут быть упакованы отдельно с их собственной плазменной камерой для простоты замены. Набор может включать другие необязательные элементы, такие как теплоотвод. Активность электрода может также создавать покрытия из распыленных материалов на стенках плазменной камеры. Путем реализации плазменной камеры как заменяемой при помощи набора электродов можно избежать снижения работы из-за электрических замыканий через распыленные материалы. В некоторых вариантах осуществления плазменная камера содержит экранирующих материал от EMI для минимизации излучения от активности плазмы. Экранирующих материал от EMI обычно электрически связан с экранированием через проводники высокого напряжения с электродами, которые, в свою очередь, электрически связаны с электрическим экранированием, покрывающим трансформатор высокого напряжения. В некоторых вариантах осуществления экранирование от EMI соединено с землей источника постоянного тока. В некоторых вариантах осуществления набор электродов содержит пневматические соединения (трубы, фитинги и подобное) для облегчения соединения с другими компонентами на пути газа. Поток газа к электроду может быть через искровую камеру с независимыми точками входа и выхода, как показано на фиг. 31А, фиг. 31В и фиг. 31С. Фиг. 31А, фиг. 31В и фиг. 31С показывают различные виды варианта осуществления набора 530 с двумя электродами с перекрестным потоком с заливочной массой 532, теплоотводом 534 и множеством автомобильных свеч зажигания. Теплообменник и путь газа могут быть получены из экструдированного металла. Фиг. 32А и фиг. 32В показывают различные виды варианта осуществления набора 540 с одним электродом, в котором точки входа и выхода для потока газа могут быть одним и тем же отверстием, так что газы входят в глухое отверстие в наборе 540 электродов и выходят из той же точки входа. В некоторых вариантах осуществления широкополосные EMI, генерируемые при получении плазмы, можно уменьшить путем экранирования набора электродов путем заключения электрода в клетку Фарадея.
[00263] В вариантах осуществления, где неэлектропроводные каналы для газа соединяются с плазменной камерой (пластиковые трубки, например), EMI будут проходить по длине канала для газа, пока канал не изогнется, в точке чего EMI выходит из стороны канала. Экранирование можно помещать вокруг канала для поглощения EMI, когда они выходят из канала. В некоторых вариантах осуществления электропроводная пружина, соединенная с землей, помещается вокруг внешней части канала для газа для поглощения EMI, испускаемых плазменной камерой. В некоторых вариантах осуществления трубчатая тканая структура электрического экранирования помещается вокруг канала для газа и соединяется с землей. В некоторых вариантах осуществления электропроводную ленту оборачивают вокруг канала для газа. В некоторых вариантах осуществления сам канал изготовлен из проводящего материала (нержавеющая сталь, например). Минимальная длина экранированной части канала может быть от плазменной камеры до первого изгиба в канале, который имеет достаточный угол, чтобы полностью поглощать EMI. Из этого следует, что величина изгиба, достаточная для поглощения всех EMI в канале, зависит от диаметра канала (для круглых отверстий). Изменение отношения размеров сечения канала (изменение на овальный, например) может поддерживать аналогичное сечение, в то же время снижая величину изгиба, необходимую для поглощения EMI при помощи электропроводного экранирования.
[00264] Фиг. 33 изображает пример набора 552 электродов, установленного в контроллере 550. В показанном варианте осуществления перекачиваемый воздух и содержащий NO воздух соединяются с набором 552 электродов при помощи соединителя с двумя каналами. Набор содержит кольцевое уплотнение или манжетное уплотнение 554. Плазма из набора 552 перекачивается в фильтр 556 и очиститель 558.
[00265] Различные конструкции электродов можно использовать для получения NO. В некоторых вариантах осуществления автомобильные свечи можно использовать для получения NO, однако, они могут содержать сопротивления и больше массы и прочности, чем требуется. Автомобильная свеча зажигания разработана для прочности с керамическим изолятором и заземляющим электродом из тяжелого металла. В интересах стоимости и массы желателен специальный электрод высокого напряжения. Фиг. 34 показывает электрод высокого напряжения, который можно изготовить и легко установить. Фиг. 34 показывает вариант осуществления набора 560 электродов с глухим отверстием 562 (пунктирная линия внизу). Композитные электроды 564, 566 могут быть вставлены на концах (справа и слева). В некоторых вариантах осуществления набор 560 электродов фиг. 34 может быть изготовлен, создавая композитные электроды путем сплавления накладок из иридия (или другого благородного металла или сплава) с металлическим валом (например, медь). Кольцевые уплотнения 568, 570 могут быть вставлены в каждый конец рукава. Рукав 572 может быть сконструирован из PEEK, стекла, керамики или другого инертного, непроводящего материала. Электроды вставляют через кольцевые уплотнения с любого конца рукава. Инструмент для получения зазора вставляют в отверстие для воздушного соединения. Концевые шайбы 574, 576 накручивают на каждый вал. Электроды слабо сжимают с обеих сторон относительно инструмента для получения зазора. Концевые шайбы приваривают к валам, блокируя в зазоре. Электроды можно удерживать на месте при помощи различных техник, включая, помимо прочего, посадку с натягом, адгезив, резьбовое соединение и другие средства. В некоторых вариантах осуществления концевая шайба может механически защелкиваться на конце стеклянного рукава, как показано на фиг. 35, которая показывает вариант осуществления набора 580 электродов с концевыми шайбами 588, которые защелкиваются на рукаве 586 и привариваются к электродам 582, 584.
[00266] Наличие одного отверстия для воздушного соединения облегчает пользователю вставку набора электродов с одной стороны в одно действие. Различные типы элементов для удержания можно использовать, включая, помимо прочего, стопора, защелки, скрепки и другие средства, для удержания набора электродов на месте в контроллере.
[00267] Специальный набор электродов может сопрягаться с контроллером путем регистрации электродов электрическими контактами в контроллере. Ниппель с двумя каналами из контроллера может быть вставлен в отверстие в боку набора электродов для доставки воздуха и удаления содержащего NO воздуха.
[00268] Фиг. 36 показывает вариант осуществления набора 590 электродов, содержащего рукав 596, композитный электрод 592 (вал из меди с накладкой из иридия), кольцевые уплотнения 598, 600 и концевые шайбы 602, 604. Набор 590 электродов можно вставлять в контроллер с электрическими контактами высокого напряжения, находящимися в контакте с каждой стороны набора 590 электродов, и ниппелем 606 с двумя каналами, вставленным в отверстие воздушного соединения. Композитный электрод может иметь выступ в диаметре, фланец или другой элемент, который делает дно электрода выступающим в отверстие на конкретную глубину. Фиг. 37 показывает варианты осуществления электродов с элементами для достижения дна. При изготовлении набора электродов изготавливают отдельные электроды. В показанных вариантах осуществления тугоплавкий металлический кончик соединяют с менее дорогим материалом подложки. Этот композитный подход может снижать стоимость и улучшать теплообмен с плазмой во многих случаях. Для сбора набора электродов в одном варианте осуществления каждый электрод прессуют в рамку. Путем обеспечения уступа или неподвижного упора на наружном профиле каждого электрода электроды можно впрессовывать, пока они не достигнут дна. В других вариантах осуществления электроды впрессовывают в плазменную камеру, коллектор или другой пневматический компонент системы. В других вариантах осуществления электроды впрессовывают в рамку, пока целевой зазор между электродами не будет достигнут. В одном варианте осуществления электроды располагают и удерживают на месте в корпусе плазменной камеры при помощи прессовой посадки. В одном варианте осуществления плазменная камера является отформованной сверху на электродах. В одном варианте осуществления электроды удерживают на месте при помощи зажимного винта.
[00269] В некоторых вариантах осуществления поток воздуха через набор электродов проходит через зазор между электродами. Фиг. 38 показывает вариант осуществления набора 610 электродов, показывающий впускные отверстия для воздуха (снизу слева и сверху справа). Воздух протекает в набор электродов с одной стороны и вытекает с противоположной. Фиг. 39 показывает вариант осуществления набора 620 электродов с перекрестным потоком, показывающий геометрию с концевой шайбой. Отверстие в углу концевой шайбы может использоваться для припайки провода к нему или закрепления концевой шайбы на рукаве при помощи резьбового соединения. Углы концевой шайбы могут быть закруглены для снижения возможности электрического разряда от концевой шайбы.
[00270] Поток воздуха в наборе электродов может проходить от одной стороны к другой, как показано на фиг. 39. В некоторых вариантах осуществления поток может проходить от одной стороны к соседней. В некоторых вариантах осуществления воздух входит на одной стороне, проходит в осевом направлении параллельно электродам, а затем выходит с той же стороны. Эта конструкция разделяет преимущество вставки в одно действие. Например, человек, устанавливающий электрод, просто проталкивает набор электродов на ответный пневматический соединитель, одновременно устанавливая электрическое соединение.
[00271] Существуют различные пути для выполнения регулирования плазмы. В некоторых вариантах осуществления уровень энергии плазмы регулируют изменением входного напряжения на первичную обмотку в контуре высокого напряжения. Алгоритм отклонения или алгоритм поиска можно использовать, который детектирует резонансную частоту контура высокого напряжения, когда система включается в первый раз. Это приводит в соответствие отклонения от нормативов в процессе производства в трансформаторе и отклонения электрода (например, зазор, износ, коррозия).
[00272] Фиг. 40 представляет типичный график подхода к определению резонансной частоты для контура высокого напряжения. Алгоритм поиска можно использовать для изменения частоты тока (не частоты искр) для поиска резонансной частоты для соответствия износу электродов, и может проходить от высокой к низкой или от низкой к высокой. Может быть возможной разрегуляция резонанса, когда желателен более низкий уровень получения NO. Это снижает количество энергии в плазме, что приводит к снижению уровня получения NO.
[00273] В некоторых вариантах осуществления датчик давления можно использовать для детектирования возбуждения плазмы. Давление повышается, поскольку плазма нагревает воздух, и воздух расширяется. В некоторых вариантах осуществления микрофон можно использовать для детектирования возникновения плазмы. В некоторых вариантах осуществления шум в токе в основной обмотке контура высокого напряжения можно использовать для детектирования плазмы. Фиг. 41 показывает типичный график, показывающий применение шума для детектирования плазмы.
2
2
[00274] Активация плазмы может требовать дополнительной энергии, повышает RFI (радиочастотный) шум и повышает эрозию электродов. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления плазма может возбуждаться непрерывно, и изменяют только расход содержащего N и O газа и/или интенсивность плазмы. Кроме того, непрерывное возбуждение плазмы может создавать больше NO, чем необходимо для лечения пациента. Для предотвращения этого система может иметь более одного набора электродов, причем каждый набор электродов имеет различный зазор между электродами. Меньшие зазоры можно использовать для получения более низких уровней NO, что необходимо для применения для новорожденных. Большие зазоры (2-3 мм, например) можно использовать для получения больших доз NO.
[00275] Набор электродов, как указано выше, может иметь различные конфигурации. В некоторых вариантах осуществления множество свечей зажигания с короткими зазорами можно использовать для снижения электромагнитных помех (EMI) и снижения требуемого высокого напряжения. Конструкцию с двумя электродами можно использовать с третьим элементом, который обеспечивает экранирование плазмы. Обратный ток от свечи зажигания можно использовать как указание состояния электрода, такое как потеря накладки из иридия, или детектирования ослабевающей производительности. Использование цветовых/оптических свойств искры можно также использовать как указание состояния электрода.
[00276] Возможно, что положение заземляющего электрода в автомобильном наборе электродов относительно потока воздуха может иметь 10-12% эффект на получение NO. Путем расположения заземляющего электрода выше по потоку относительно зазора между электродами добиваются двух значительных преимуществ: А) экранирование плазменной дуги, которая «изгибается» в присутствии значительного потока. Путем использования заземляющего электрода в качестве помехи для потока плазменная дуга может получаться в менее турбулентной области, что может способствовать стабильному получению NO. В) Любые частицы, особенно оксид иридия, которые могут распыляться с поверхности электрода, могут осаждаться на керамическом изоляторе центрального электрода ниже по потоку без создания укороченного пути утечки/сброса к заземляющему электроду. Таким образом, набор электродов может требовать индицирования (т.е. конкретной ориентации относительно потока газа) для обеспечения адекватной работы. В некоторых вариантах осуществления вставной набор электродов можно использовать с элементом индицирования. Это может работать, поскольку получение NO не включает высокого давления и температуры, поэтому не требуется резьба. Например, элемент индицирования может включать шестигранную форму с зашлифованным углом, колышек, выступающий от вилки (заземляющий электрод, кожух заземляющего электрода, изолятор, центральный электрод), канавку в кожухе заземляющего электрода, уникальную конструкцию шлица в кожухе заземляющего электрода и/или уникальную отформованную сверху форму на обычном наборе электродов. Визуальный указатель можно использовать для помощи пользователю в правильной ориентации набора электродов. Например, окрашенная точка на наборе электродов может совпадать с окрашенной точкой на коллекторе.
[00277] Использование готовых свечей зажигания, таких как автомобильные свечи зажигания или свечи зажигания для дворовых инструментов, может представлять риск для пациента, состоящий в отсутствии получения соответствующего количества NO и/или введении токсичных материалов в поток воздуха. В некоторых вариантах осуществления уникальная поверхность контакта набора электродов может использоваться с коллектором. Например, безрезьбовый кожух заземляющего электрода с одним или несколькими удаленными углами шестигранной гайки можно использовать, как показано на фиг. 37. Наружный диаметр безрезьбовой части может иметь меньший диаметр, чем свеча зажигания с резьбой, при этом предотвращая вставку. Набор электродов может удерживаться удерживающей пластиной, которая закрепляется на коллекторе и применяет прижимное усилие к набору электродов. Кожух набора электродов может иметь уплотняющую поверхность, которая прижимает кольцевое уплотнение к коллектору.
[00278] Набор электродов может быть герметизирован относительно коллектора различными механизмами. В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 42, можно использовать кольцевое уплотнение (предпочтительны Viton или фторированные материалы) с набором 630 электродов. В некоторых вариантах осуществления кольцевое уплотнение представляет осевое сжатие, как показано на фиг. 42, где прижимное усилие удерживает уплотнение. Сжатие может прилагаться удерживающей пластиной, которая прикреплена к коллектору. Сжатие кольцевого уплотнения может регулироваться элементами ограничения сжатия в пластине, свече или коллекторе. В некоторых вариантах осуществления удерживающая пластина может использоваться и может быть электропроводной в случае пластмассового коллектора (Teflon, например). В случае электропроводного коллектора удерживающая пластина может быть непроводящей, например, пластмассовой. В некоторых вариантах осуществления кольцевое уплотнение уплотняет по радиусу относительно отверстия в плазменной камере.
[00279] Материалы электродов могут распыляться с электродов и входить в поток воздуха устройства искусственной вентиляции легких, что может быть вредным для пациента, если материалы электрода токсичны. В некоторых вариантах осуществления кожух заземляющего электрода набора электродов может быть изготовлен из стали и/или железа, которые нетоксичны. Железо и сталь также являются магнитными, таким образом магнит можно помещать в систему ниже по потоку относительно набора электродов для сбора распыленных частиц магнитного электрода.
[00280] Фиг. 43 изображает пример набора 640 электродов, сконструированный для повышения чистоты газообразного NO. Накладки из благородного металла на электроде прикреплены только с обратной стороны, так что только электрод представлен действию плазмы. Благородный металл может быть платиной, иридием, другим тугоплавким металлом или его сплавом. Накладки из металла соединены на их обратной стороне с электропроводной подложкой. Подложка удерживает накладку электрода в правильном месте и проводит ток к накладке. Подложка, показанная на фиг. 43, изготовлена из листового металла, что облегчает электрический контакт с набором через контактный столбик. Выступы вокруг контактного столбика обеспечивают средства для уплотнения изоляционного башмака вокруг столбика для предотвращения электрической утечки. Ребра между электродами на нижней поверхности повышают расстояние по поверхности между электродами для дополнительной минимизации возможности электрической утечки. Корпус набора (показанный оранжевым) изготовлен из непроводящего материала, такого как пластмасса или керамика. Одно или несколько отверстий в корпусе облегчают прикрепление корпуса к остальной системе при помощи винтов. В одном варианте осуществления сам корпус имеет резьбу для зацепления с системой.
[00281] Фиг. 44А представляет изображение накладки 650 электрода с присоединением 654, таким как сварной шов, к электродной подложке 652. Одной проблемой, которая может возникать при возбуждении плазмы, является то, что плазменная дуга может испускаться материалами, находящимися рядом с накладкой электрода в зависимости от их близости к дуге, термоэлектронной работы выхода и геометрии. При получении NO посредством плазмы желательно регулировать плазму, так что она испускается только накладками электрода. Конструкция на фиг. 44А изображает накладку 650 электрода с большой площадью в направлении плазмы (справа на изображении) и меньшим концом в направлении подложки. Меньший конец прикреплен к подложке сваркой, спайкой, обжиманием, прессовой посадкой или некоторыми другими средствами. Накладка электрода может быть получена путем перетачивания, вырезания на электроэрозионном станке, литья или другого процесса.
[00282] Материал подложки для наборов электродов, показанных на фиг. 43 и фиг. 44А, обычно является металлическим. В отличие от обычных свечей зажигания, которые имеют покрытие из никеля, медицинские применения требуют более инертного материала. В некоторых вариантах осуществления используют нержавеющую сталь из-за ее биосовместимости и свариваемости с благородными металлами. В некоторых вариантах осуществления используют титан или сплав титана, предлагая преимущества теплопроводности, биосовместимости, свариваемости (высокая температура плавления) и отсутствия никеля и хрома (токсичные материалы).
[00283] Фиг. 44А изображает набор электродов с цилиндром вокруг накладки электрода. Цилиндр обеспечивает поверхность для улавливания рассеянных материалов от электродов, которые могут быть заменены с электродами. Без поверхности для улавливания рассеянных материалов стенки плазменной камеры могут накапливать достаточно рассеянных материалов, чтобы быть электропроводными, при этом представляя замыкание для тока и снижение образования NO. Другие формы могут также служить в качестве сборника рассеянных материалов, включая плоскую поверхность 670 между накладкой 672 электрода и корпусом 674 набора, как показано на фиг. 45, однако, замкнутая форма, типа трубки или экструдированной в виде квадрата, имеет больший потенциал для снижения короткого замыкания между электродами. Также показаны на фиг. 45 удлинения электродов, которые служат в качестве охлаждающих средств. Эти охлаждающие средства способствуют предотвращению перегрева электрода, что может приводить к повышению износа и повреждению изоляционных материалов.
[00284] Фиг. 44В изображает набор электродов фиг. 44А с изоляцией 656 вокруг всей длины электрода, за исключением кончика. В некоторых вариантах осуществления кончик изготовлен из благородного металла, такого как иридий или платина. Изоляция 656 вокруг электрода предотвращает контакт плазменной дуги со сторонами электрода при возбуждении, при этом контролируя типы материалов, которые могут распыляться с электрода. Кроме того, электрод увеличивает расстояние электрической утечки от одного электрода к другому электроду, при этом снижая вероятность короткого замыкания.
[00285] Фиг. 44С изображает набор 660 электродов для использования в устройстве получения NO. Набор 660 содержит два электрода 662, 664, изготовленных из листового металла. С одной стороны, электроды имеют форму контактного столбика для электрического соединения. Изоляционная рамка 666 обеспечивает электрическую изоляцию между электродами 662, 664 и поддерживает зазор между электродами. Выступы вокруг контактных столбиков электрода обеспечивают поверхность для герметизации башмака, когда выполняется электрическое соединение. Ребро между двумя выступами на верхней поверхности обеспечивает дополнительное расстояние утечки между двумя электродами. На нижней части фигуры есть трубчатая структура 668 вокруг зазора между электродами. Эта трубчатая структура обеспечивает поверхность для приема распыленных материалов электрода. Путем обеспечения защитной поверхности для сбора распыленных материалов, распыленные материалы не накапливаются на стенке плазменной камеры, повышая вероятность короткого замыкания из-за утечки или образования дуги непосредственно на стенке плазменной камеры. Трубчатая структура 668 может быть изготовлена или из электроизоляционного материала, или электропроводного материала, если сохраняются надлежащие зазоры. Нижний край электродов характеризуется дополнительным материалом, который выступает в качестве ребра 669 теплоотвода в поток газа-реагента для рассеяния тепла от электродов 662, 664 и минимизации распыления.
[00286] Возбуждение плазмы может генерировать значительное электромагнитное излучение. Наибольшим источником излучения является контур высокого напряжения и активность плазмы. Экранирование электронной схемы, электродов и плазменной камеры помогает минимизировать излучение. Кроме того, укорачивание длины проводов в контуре высокого напряжения может снижать излучение. Для этого предпочтительно объединять электроды и трансформатор высокого напряжения, так что нет провода между ними, который может работать как антенна. Фиг. 46А изображает комбинацию набора электродов и трансформатора высокого напряжения. Изображен трансформатор с железным сердечником 680, но другие типы трансформаторов можно объединять с электродами 682 для снижения излучения. В одном варианте осуществления центральная схема заземления, которая соединяет все элементы экранирования рамы и соединяет их с заземлением постоянного тока в одной точке, поглощает массу EMI излучения и проводит его к заземлению без переизлучения.
[00287] Фиг. 46В изображает типичный набор 690 электродов с фокусом на максимизацию расстояний утечки и зазора. В этом варианте осуществления накладка 692 заземляющего электрода выше, чем накладка центрального электрода для обеспечения образования дуги только на накладке. В некоторых вариантах осуществления заземляющий электрод 696 имеет диаметр 2 мм и высоту 2 мм. Накладка 692 заземляющего электрода закреплена на заземляющем электроде 696 при помощи сварки, спайки или других средств. В некоторых вариантах осуществления заземляющий электрод изготовлен из нержавеющей стали для минимизации возможности вхождения частиц никеля в продукционный газ, однако, рассматривались углеродистая сталь, титан и другие материалы с высокой температурой плавления. Обе накладки электродов изготовлены из материала с высокой температурой плавления, такого как иридий, платина или подобные. Накладка центрального электрода может быть укорочена, например, до 1 мм, из-за того факта, что есть керамическая изоляция 698 вокруг нее, которая предотвращает образование дуги на материалах подложки.
[00288] Кожух набора электродов, изображенного на фиг. 46В, сконструирован так, чтобы находиться далеко от зазора между электродами. Это сделано для минимизации склонности к побочному искрению. В показанном примере расстояние от центрального электрода до кожуха более чем в 3 раза больше расстояния зазора между электродами, так что дуга от центрального электрода непосредственно к кожуху маловероятна даже в присутствии осаждения оксида иридия на керамической изоляции 698. Кольцевое уплотнение 700 обеспечивает уплотнение относительно сопрягающейся поверхности в плазменной камере или блоке электродов.
[00289] Заземляющий электрод имеет асимметричное сечение с длинным размером, направленным по касательной к кожуху, при этом максимизируя расстояние до зазора между электродами. Заземляющий электрод прикреплен к кожуху электрода в самом дальнем месте, дополнительно максимизируя расстояние до зазора между электродами. Изгиб в заземляющем электроде представляет изгиб под острым углом для максимизации расстояния до зазора между электродами. В некоторых вариантах осуществления (не показаны) электроизоляционный материал, такой как полимер или керамика, помещают между зазором между электродами и заземляющим электродом. В некоторых вариантах осуществления изоляционный материал представляет трубку или покрытие, которое нанесено на длину заземляющего электрода.
[00290] Работа наборов электродов с встроенным трансформатором или без него может изменяться в производстве из-за зазора между электродами, изменений обмотки трансформатора, изменений проводимости и других факторов. Одним решением вопроса отклонения от нормативов в процессе производства является внедрение калибровочной информации в набор электродов посредством RFID или другого запоминающего устройства. Эта калибровочная информация может состоять из резонансной частоты.
[00291] Работа пневматического коллектора в устройстве получения NO также может изменяться. В одном варианте осуществления калибровочная информация для коллектора внедряется в коллектор и используется программным обеспечением системы в качестве входных данных для расчета параметров получения NO. Информация может быть внедрена в коллектор посредством RFID, процессора с Bluetooth, штрих-кода, проводного запоминающего устройства и других средств. Калибровочная информация может состоять из одного или нескольких из следующих типов информации: значение ограничения потока, калибровочная информация датчика давления, калибровочная информация датчика расхода, функция преобразования регулируемого отверстия. Коллектор может также иметь данные об изготовлении и использовании, внедренные и/или записанные на нем, такие как серийный номер, номер партии, дата истечения срока годности, дата первого использования, общее количество времени работы, общее количество воздействия NO и пр.
2
[00292] Целью коллектора является направление потока газа через систему без утечки. В одном варианте осуществления коллектор изготовлен из металла, такого как алюминий, нержавеющая сталь или титан, так что коллектор может работать в качестве теплоотвода и экранирования EMI. В другом варианте осуществления коллектор изготовлен из полимерного материала, такого как PEEK или Teflon, для обеспечения контакта инертного материала с NO, NO и воздухом. Полимерные коллекторы могут быть плакированы или иным образом инкапсулированы в проводящем материале для целей экранирования EMI. В одном варианте осуществления коллектор имеет сборную конструкцию, удерживаемую вместе при помощи резьбовых соединений с прокладкой между двумя половинами. Прокладка изготовлена из силикона, Tygon, фторуглерода (FKM) или другого совместимого с NO эластомерного материала. Сжатие прокладки защищено от чрезмерного уплотнения неподвижными упорами, которые регулируют уровень сжатия прокладки. Сжатие прокладки выполняется при помощи прижима стенок для минимизации силы зажима на прокладку и обеспечения равномерного сжатия прокладки. В другом варианте осуществления коллектор сконструирован из двух или более компонентов, которые сварены ультразвуком вместе. Другие методы сборки коллектора могут включать сварку нагретым инструментом, лазерную сварку, клейку с помощью растворителя, RF-сварку и УФ-адгезив, в зависимости от выбранных материалов.
2
[00293] В некоторых вариантах осуществления может происходить побочное искрение. Побочное искрение является термином, используемым для образования дуги между электродом и не являющейся электродом поверхностью. Побочное искрение происходит, когда электрический путь искры к не являющейся электродом поверхности становится меньшим сопротивлением, чем путь к электроду. При этом происходит изменение разрядного тока и сигнала, связанного с разрядным током. Побочное искрение может указывать на дефекты в конструкции электродов. Побочное искрение может также происходить, когда электрод изнашивается в конце его срока службы. Побочное искрение нежелательно по нескольким причинам: 1) Разряд, отличный от разряда в зазоре между электродами, является недетерминированным. А именно, энергия разряда отличается от ожидаемой, и таким образом получение NO и NO непредсказуемы, 2) Разряд на точках, отличных от электродов, будет распылять другие, не являющиеся электродными металлы в поток воздуха. В зависимости от материалов распыленные частицы могут быть потенциально токсичными, 3) Неконтролируемый разряд может вызывать образование опасных уровней тока в контуре управления, что может потенциально повреждать контур.
2
[00294] Путем обнаружения возникновения побочного искрения (или неискрения) нежелательных и/или опасных условий можно избежать путем переключения на резервную линию. В одном варианте осуществления побочное искрение детектируют путем анализа частотного содержания входного тока в трансформатор высокого напряжения. Плазма при защите от прямого потока воздуха, как в случае индицирования электрода, указанного в другом месте в данном тексте, является более стабильной и не имеющей высокие частоты структурой. Напротив, побочное искрение может иметь более высокое частотное содержание, которое можно детектировать. В другом варианте осуществления высокочастотный фильтр применяют к сигналу входного тока. Сигнал, прошедший высокочастотный фильтр, является однополупериодным выпрямленным и сравнимым с известным сигналом. Отклонения от ожидаемого являются указаниями на побочное искрение. В другом варианте осуществления средний входной ток в трансформатор высокого напряжения сравнивают с ожидаемым диапазоном значений. Ток ниже этого диапазона может указывать на побочное искрение, поскольку плазма находила путь с более низким сопротивлением. Ток выше этого диапазона указывает на отсутствие искрения, поскольку энергия, генерируемая контуром управления, не доставляется к плазме, и поэтому контроллер будет увеличивать ток, чтобы попытаться пробить разрыв. В другом варианте осуществления побочное искрение детектируется путем внезапного снижения получения NO, что указывается датчиками NO и/или NO в газе. В некоторых вариантах осуществления контроллер при обнаружении побочного искрения будет выключать искру в попытке перезапуска. Если перезапуск плазменного разряда терпит неудачу, контроллер будет переключаться на резервный контур получения NO.
[00295] Конструкция электродов
[00296] В некоторых вариантах осуществления система может содержать первый и второй отдельные электроды. В некоторых вариантах осуществления система может содержать заменяемые пользователем электроды. Для облегчения замены электродов электроды могут быть сконструированы как набор электродов. Это обеспечивает предварительно установленный зазор между электродами, который пользователю не надо устанавливать или регулировать. В некоторых вариантах осуществления набор электродов содержит плазменную камеру с впускным отверстием для газа-реагента и выпускным отверстием для продукционных газов.
[00297] Когда электроды изнашиваются, материал электродов может распыляться на ближайшие поверхности. Например, в случае оксида иридия распыленные материалы являются электропроводными. Это может вызывать короткое замыкание, которое проводит ток по поверхности плазменной камеры и/или набора электродов, а не через воздушный зазор. В некоторых вариантах осуществления набор электродов может содержать поверхность для сбора распыленного материала электрода. Эта поверхность восстанавливается, когда набор электродов заменяют. В некоторых вариантах осуществления есть заменяемая поверхность в коллекторе, которую можно заменять при необходимости. В некоторых вариантах осуществления плазменная камера является заменяемой. В некоторых вариантах осуществления плазменная камера интегрирована в набор электродов.
[00298] В случае, когда есть короткое замыкание по поверхности, а не через воздушный зазор, система управления может детектировать этот тип электрической утечки путем анализа целостности аналогового сигнала постоянного тока, поданного переключающему контуру на переднем конце генератора высокого напряжения. При нетипичном искрении ток находит путь с более низким сопротивлением по сторонам от электрода. В некоторых вариантах осуществления система контролирует сдвиги уровня пиков тока для детектирования событий нетипичного искрения.
[00299] В зависимости от выбранного материала накладки электрода и материала подложки электрода может быть, что подложка электрода может иметь более низкую работу выхода электрона (т.е. склонность к проведению электричества), чем материал накладки электрода. В этом случае электрическая дуга, перекрывающая зазор между двумя накладками электродов, может проходить более длинное расстояние для достижения непосредственно материала подложки электрода, а не материала накладки электрода. В некоторых вариантах осуществления длина накладки электрода может быть достаточно длинной, чтобы дуга не достигала материала подложки электрода. В некоторых вариантах осуществления накладка электрода может иметь форму гриба с большой головкой, обращенной к зазору между электродами, при этом представляя только материал накладки электрода действию дуги. В некоторых вариантах осуществления разделитель помещен между заземляющим электродом и накладкой электрода, где пространство имеет меньший диаметр, чем накладка электрода (фиг. 42). Конструкция электрода, показанная на фиг. 42, экранирует сваренную поверхность контакта между кончиком электрода и подложкой электрода от образования дуги. Разделитель соединен с накладкой электрода при помощи лазерной сварки, спайки или других средств для соединения материалов. При помощи этой конструкции дуга менее вероятно контактирует со сварным швом и материалом подложки заземляющего электрода, снижая вероятность введения материалов в поток воздуха, отличных от материала кончика электрода.
2
[00300] В некоторых вариантах осуществления благородные металлы можно использовать для материала накладки электрода, поскольку они имеют высокие температуры плавления и генерируют более высокие отношения NO/NO. В некоторых вариантах осуществления благородные металлы можно использовать и соединять с другими материалами подложки, получая композитный электрод. Разнообразные материалы подложки можно выбирать, принимая во внимание различные факторы, включая, помимо прочего, безопасность в случае, когда дуга вступает в контакт, биосовместимость, свариваемость и стоимость.
[00301] В некоторых вариантах осуществления материал подложки изготовлен из титана, который предлагает преимущества биосовместимости и свариваемости (высокая температура плавления) относительно более распространенных материалов подложки. В некоторых вариантах осуществления нержавеющую сталь используют в качестве материала подложки, который предлагает преимущество, заключающееся минимум в отсутствии никеля.
[00302] Срок службы электрода
[00303] Электроды могут отказывать различными способами, включая чрезмерный износ, который увеличивает зазор за пределы пригодного расстояния и осаждение электропроводных материалов на соседние поверхности, что может обеспечивать путь для короткого замыкания. В некоторых вариантах осуществления система получения NO имеет способность детектировать отказавший электрод/набор электродов и останавливать использование электрода, который не работает надлежащим образом.
[00304] Существуют разнообразные пути детектирования системой отказа электрода. Например, отказ электрода можно детектировать анализом тока, который проходит через контур высокого напряжения. Электрический ток через контур высокого напряжения обычно очень шумный (присутствуют множество частот) при нормальном электрическом разряде. Напротив, электрический разряд, который проходит по поверхности (короткое замыкание), будет иметь более чистый сигнал (меньшее частотное содержание). Это обнаружимое событие и может использоваться как критерий для удаления электрода из работы. Форма волны разрядного тока является показателем того, где оказывается разряд. В некоторых вариантах осуществления форма сигнала тока может использоваться как причина для замены электрода или составления графика ремонтов. В некоторых вариантах осуществления система останавливает использование конкретного электрода через заранее определенное число пропущенных разрядов или разрядов, которые не прошли через зазор между электродами.
[00305] Контур высокого напряжения
[00306] В некоторых вариантах осуществления используют переменный ток (АС) на электродах. Это улучшает электрический КПД, снижает массу и выравнивает износ электрода. Кроме того; электрозащита пользователя (Средства защиты оператора, МООР) снижается с напряжением переменного тока, поскольку пиковое напряжение, требуемое для электрического разряда при напряжении переменного тока, составляет половину величины эквивалентного требуемого высокого напряжения постоянного тока. Это происходит, поскольку напряжение переменного тока имеет положительный и отрицательный пики. В некоторых вариантах осуществления переменный ток низкого напряжения (~16 В переменного тока) подают на первичную обмотку трансформатора и вторичная обмотка создает выход приблизительно 7 кВ переменного тока. В других вариантах осуществления входное напряжение может изменяться от 6 В переменного тока до 100 В переменного тока.
[00307] Частота напряжения переменного тока является дополнительной переменной, которая может регулироваться системой. Для оптимального электрического КПД устройство получения NO может проходить через множество частот для определения резонансной частоты контура высокого напряжения. Преимущество данного подхода заключается в том, что он может учитывать отклонения от нормативов в процессе производства трансформатора, электродов, проводов и пр., а также износ электрода. В одном варианте осуществления частота напряжения переменного тока определяется выбором частоты, связанной с максимальной (резонансной) величиной тока в контуре перед возникновением электрического разряда между электродами. Фактическая резонансная частота изменяется в зависимости от электрической схемы и уровня износа контура высокого напряжения.
[00308] В одном варианте осуществления резонансная частота возникает в диапазоне от 80 кГц до 150 кГц. В одном варианте осуществления ищется более узкий диапазон частот, от 115 кГц до 130 кГц, например, для снижения количества времени для проведения поиска резонансной частоты. Поиск резонанса контура высокого напряжения можно выполнять в любое время, когда система получения NO включена. В одном варианте осуществления резонансная частота определяется только при включении. В другом варианте осуществления резонансная частота определяется в начале лечения пациента. В одном варианте осуществления резонансная частота определяется с каждым вдохом пациента. В одном варианте осуществления система ищет первую частоту гармоники. В некоторых вариантах осуществления система ищет частоту гармоники. В некоторых вариантах осуществления резонансная частота измеряется и хранится в памяти. Резонансная частота значительно не изменяется между использованиями. При следующем включении частота считывается из памяти, а не повторно устанавливается, обеспечивая более быстрый запуск. В некоторых вариантах осуществления резонансная частота повторно устанавливается и обновляется периодически.
[00309] КОНТРОЛЛЕР
[00310] Как объяснялось выше, система получения NO содержит контроллер, который сконструирован для регулирования получения NO при помощи одной или нескольких плазменных камер, например, путем регулирования искрения одного или нескольких электродов в плазменных камерах.
[00311] Контроллер состоит из кожуха, вмещающего различные компоненты. Специалисту в данной области будет понятно, что различные комбинации этих компонентов могут находиться в контроллере. Также могут быть больше одного из некоторых компонентов в кожухе в зависимости от их важности для непрерывного получения NO.
[00312] Кожух вмещает внутренние компоненты контроллера и защищает их от падения, а также механического и проникновения жидкости. В некоторых вариантах осуществления, в которых система содержит один или несколько картриджей (как будет объяснено более подробно ниже), кожух может также содержать элементы для зацепления картриджа. В некоторых вариантах осуществления кожух содержит по меньшей мере один паз для картриджа, который сконструирован для механического контакта с картриджем таким образом, который обеспечивает удаление и размещение картриджа правильным образом относительно контроллера и предотвращает неправильную вставку картриджа, например, вверх дном или боком. Кожух и паз для картриджа могут содержать элементы для защиты картриджа и паза для картриджа. Например, паз для картриджа может содержать пассивную или активную крышку, которая закрывает паз для картриджа для предотвращения механического повреждения и/или доступа жидкости во внутренние части контроллера. Крышка может содержать пружину или другой механизм смещения, так что крышка может быть смещена, чтобы находиться в закрытом положении. В варианте осуществления крышка может быть сконструирована для полного закрытия, когда картридж полностью вставлен в паз для картриджа.
[00313] Фиг. 47А и 47В изображают вариант осуществления кожуха 710 контроллера и его содержимое. Поток воздуха через кожух перемещается вентилятором 712, который получает воздух из картриджа 714. Кожух контроллера содержит один или несколько датчиков 716, выхлопную трубу 718 и выхлопной канал 732, переключатель 722 питания, плавкую вставку 724 и контроллер 726 питания. Аккумуляторы 736 также содержатся как дополнительный источник питания. Один или несколько контуров 728 высокого напряжения и земля 720 также включены в кожух контроллера 710. Кожух 710 может содержать дисплей 715, который сконструирован для связи и отображения информации пользователю касательно получения NO и информации о пациенте.
[00314] Контроллер принимает питание переменного тока от всех источников питания переменного тока и превращает питание в напряжение постоянного тока при помощи стандартного трансформатора. Контроллер содержит вход для питания постоянного тока, который может принимать 12 В или 24 В для обеспечения достаточного питания при работе в самолете; машине скорой помощи или вертолете. Вход для питания постоянного тока можно также использовать для приема питания от внешнего аккумуляторного устройства для длительной перевозки пациента. Внешний аккумулятор может быть соединен с кожухом контроллера для облегчения транспортировки.
[00315] Контроллер может также содержать один или несколько аккумуляторов для получения NO в отсутствие питания от электросети. Множество аккумуляторов, например, два аккумулятора, можно использовать для дублирования. Например, длительность работы для каждого аккумулятора может составлять 30 минут.
[00316] Контроллер содержит контур управления, который принимает и обрабатывает информацию касательно системы получения NO (например, от картриджа, если он используется) и пациента, которого лечат при помощи NO. Контроллер использует эту информацию для определения одного или нескольких управляющих параметров, которые можно сообщать плазменной камере для регулирования концентрации NO в продукционном газе, получаемом в плазменных камерах. В некоторых вариантах осуществления контур управления принимает и/или обрабатывает информацию касательно информации от датчиков и принятых входных данных от пользователя. Контур контроллера может также направлять и/или принимать информацию в пользовательский интерфейс и от него и может регулировать получение NO путем определения расхода газа плазменных камер, и/или частоты контура управления сигнала переменного тока, и/или цикла нагрузки контура управления сигнала переменного тока, и/или частоты разрядного импульса, и/или цикла нагрузки импульса активности плазмы, и/или числа всплесков, и/или периода всплеска, и/или цикла нагрузки всплеска.
[00317] Как показано на фиг. 48, устройство получения и доставки NO может обеспечивать NO при вдохе, используя импульс постоянной концентрации 737 или импульс с динамической концентрацией 738. В одном варианте осуществления, использующем динамическую концентрацию 738, концентрация газов в исходном объеме импульса NO выше, чем концентрация в остальном объеме импульса NO. Путем изменения концентрации в импульсе доставляемая доза может изменяться в пределах анатомии пациента (легкие, дыхательные пути и пр.). Одним преимуществом этого подхода является то, что области легкого с большим воздухообменом, которые обычно заполняются первыми при вдохе, будут получать предпочтительно больше NO. В одном варианте осуществления концентрация в импульсе изменяется путем изменения параметров плазмы (мощности, частоты, цикла нагрузки и пр.) с пульсирующим потоком через плазменную камеру. В другом варианте осуществления параметры плазмы остаются постоянными, и поток через плазменную камеру изменяется для получения изменений концентрации в потоке продукционного газа. В другом варианте осуществления как параметры плазмы, так и параметры потока изменяются для получения различной концентрации в поставляемом импульсе NO.
[00318] В некоторых вариантах осуществления контрольный контур может также содержаться в контроллере и может использоваться для регулирования работы контрольного программного обеспечения и контуров высокого напряжения. Контрольный контур может создавать аварийный сигнал в случае аварийного события или состояния. Создание аварийного сигнала не будет останавливать лечение пациента, поскольку пауза в лечении может потенциально вредить пациенту. Предохранители могут быть включены на случай отказа контура управления. Например, в случае отказа контрольного программного обеспечения пьезоэлектрическое устройство звуковой сигнализации с специально выделенном аккумулятором издает звук для привлечения внимания пользователя. В некоторых вариантах осуществления система может предупреждать пользователя, если поток через устройство обнаруживается, а NO не был получен. Это применимо как к контуру устройства искусственной вентиляции легких, так и контуру вентиляции с мешком.
[00319] В некоторых вариантах осуществления картридж может содержать запоминающее устройство. Запоминающее устройство может иметь различные применения. Например, запоминающее устройство может содержать информацию, которая определяет тип картриджа для снижения ошибок при применении. Связь с запоминающим устройством может происходить при помощи прямого электрического контакта с картриджем или беспроводными средствами, такими как RFID. В некоторых вариантах осуществления информация в запоминающем устройстве и связи с запоминающим устройством и от него кодируются для обеспечения безопасности данных и предотвращения подделок. В некоторых вариантах осуществления существующий микропроцессор, датчики и/или память можно помещать в картридж. В некоторых вариантах осуществления микропроцессор, датчики и/или память отделены от картриджа и могут связываться с картриджем посредством беспроводного или проводного соединения.
2
2
[00320] В некоторых вариантах осуществления, которые используют картридж, память можно использовать для хранения информации касательно различных функций картриджа. Например, зная какой тип картриджа был вставлен, контроллер может использовать информацию, хранящуюся в памяти, для поиска соответствующих калибровочных требований для измерения расхода устройства искусственной вентиляции легких, срока службы картриджа, пределов для настроек получения NO, срока службы электрода и других параметров, связанных с картриджем. Запоминающее устройство можно переносить из одного контроллера в другой второй контроллер, например, для транспортировки. Запоминающее устройство может захватывать установки курса лечения, число пропускаемых молекул NO, число пропускаемых молекул NO, журнал аварийной сигнализации, журнал лечения и историю болезни пациента, например. Преимущество понимания количества молекул NO и/или NO, пропускаемых через картридж очистителя, состоит в том, что срок службы можно определить более точно, чем методом на основе временного критерия, обеспечивая использование картриджа очистителя более полно перед утилизацией. В одном варианте осуществления объем содержащего NO газа, протекающего через картридж, записан в запоминающем устройстве. В некоторых вариантах осуществления число плазменных разрядов, которые происходят в течение времени, когда очиститель был вставлен, записаны в картридже. Для картриджей очистителя с более чем одним путем очистки количество использований каждого пути хранится независимо в запоминающем устройстве картриджа. В одном варианте осуществления запоминающее устройство используют для указания, был ли вставлен картридж в контроллер или нет.
2
2
2
2
[00321] Различные типы информации могут быть записаны в запоминающем устройстве в процессе изготовления. Например, информация, записанная в запоминающем устройстве при изготовлении картриджа, может включать, помимо прочего, информацию касательно номера детали, идентификатор изготовителя, дату изготовления, дату истечения срока годности, серийный номер, номер партии и калибровочные постоянные для измерения расхода, измерения давления или другие измерительные возможности картриджа. Информация, записанная и считываемая из запоминающего устройства при лечении, может содержать, помимо прочего, число искрений для первого набора электродов (А), число искрений для второго набора электродов (В), дату первого использования, общее время использования, информацию о группах пользователей, таких как Neo (неонатальный). Fed (педиатрический) или Adt (взрослый), серийный номер первого использованного картриджа контроллера и серийный номер последнего использованного картриджа контроллера. RFID картриджа может хранить информацию, которая содержит, помимо прочего, используемое/новое состояние, последние используемые установки контроллера, такие как желаемые части на миллион NO, норма выбросов плазмы и/или цикл нагрузки плазмы (для переноса в другой контроллер для транспортировки), историю аварийных ситуаций при лечении пациента, данные тенденции пациента в отношении установок уровней FIO, SpO, NO, измеренного уровня NO, измеренного уровня O, измеренного уровня NO, заметки и примечания пользователя касательно случая (для переноса в другой контроллер для транспортировки). Программа утилизации картриджей может быть реализована, чтобы ответственно подходить к утилизации картриджей, а также для обеспечения данных о том, как картриджи используют на месте.
[00322] Фиг. 143 изображает структуры аппаратного обеспечения системы получения и доставки NO с дублированием. Основная панель управления (МСВ) 1770 имеет две подсистемы в виде пользовательского контроля и мониторинга (UCM) 1772 и контроля питания и схемы обеспечения безопасности (PCW) 1774. UCM 1772 сверху справа против часовой стрелки соединяется с блоком 1776 отображения сенсорной панели, насосами 1778 системы и антеннами 1780 для подсистемы RFID и подсистемы WIFI. Есть шина I2C 1782, которая соединяет контроллер системы с блоком 1784 датчиков газа. Это позволяет UCM собирать данные с датчиков, данные влагоотделителя, давление и расход блока датчиков и обеспечивает контроль насоса линии отбора образцов.
[00323] Есть модуль GSM и модуль USB вне MCB/UCM, функция вызова медсестры и множество охлаждающих вентиляторов с регулируемой скоростью в системе. Вне МСВ температура оболочки измеряется, а громкоговоритель используется для звуковой сигнализации. Внизу МСВ есть соединения с двумя платами 1786, 1788 GDN. Левая сторона фигуры изображает возможности подключения к PCW и функциональность. Есть указатель открытия эксплуатационной дверцы. Для дублирования обеспечены два аккумулятора, которые могут заряжаться и разряжаться одновременно или последовательно. В случае, когда отказывает один аккумулятор, система может вытягивать достаточно мощности от второго аккумулятора для продолжения лечения. Есть питание постоянного тока, питание переменного тока и указатель положения переключателя. Внутри модуля PCW есть пьезозуммер для обеспечения звуковой сигнализации при отказе системы. Есть СИДы для индикаторов состояния, доступности питания и аварийной сигнализации. Гибкие схемы, содержащие СИДы (не показаны), соединены с МСВ и проходят вверх и вокруг внутренней поверхности ручки для освещения световой полосы в ручке для передачи состояния системы.
[00324] Внутренние датчики UCM измеряют окружающее освещение, влажность окружающей среды, ориентацию, внутреннюю температуру и внутреннюю влажность. Есть флэш-память ММС и DRAM. Гнездо высокоскоростной USB с 4 портами также имеется.
[00325] Фиг. 144 представляет вариант осуществления схемы 1790 получения и доставки NO (GDN). Слева направо GDN принимает команды от UCM, такие как установки курса лечения. GDN контролирует насос для газа-реагента системы. GDN обеспечивает дополнительное управление питанием для внешних датчиков и компонентов системы. Резонансный первичный контур соединяется с трансформатором, который в свою очередь соединяется с электродами возбуждения плазмы. Внешние датчики и компоненты системы соединяются с коллектором 1792 для надлежащего контроля потока различных газов. Есть картридж 1794 очистителя/фильтра, соединенный с коллектором 1792, который удаляет загрязнители из системы и/или полученного NO. Есть датчики в картридже 1796 устройства искусственной вентиляции легких для измерения потока, связанного с устройствами искусственной вентиляции легких и устройствами искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений (мешок).
[00326] УПРАВЛЯЮЩИЕ ПАРАМЕТРЫ
[00327] Как объяснялось выше, различная информация касательно системы, включая информацию о продукционном газе, газе-реагенте и пациенте, может использоваться контроллером в качестве управляющих параметров для регулирования получения NO системой получения NO.
[00328] Параметры плазмы, которые могут влиять на различные аспекты получения NO и регулируются управляющими параметрами, включают, помимо прочего:
• Частота сигнала контура управления переменного тока - это частота сигнала управления, используемая для генерирования постоянного тока для возбуждения плазмы. Она используется для настройки резонанса контура высокого напряжения.
• Цикл нагрузки сигнала контура управления переменного тока это цикл нагрузки сигнала управления, используемый для генерирования переменного тока для возбуждения плазмы. Он используется для определения формы сигнала переменного тока для регулирования энергосодержания гармоники контура высокого напряжения.
• Разрядный импульс - плазменное событие, также называемое "импульсом".
• Частота разрядного импульса - обратное время между импульсами (1/период повторения импульсов)
• Период повторения импульсов - длительность времени от начала одного плазменного события до начала следующего.
• Цикл нагрузки импульсов - часть периода разрядки, когда есть электрический разряд.
• Задержка плазмы - длительность времени между активацией высокого напряжения и фактическим возбуждением плазмы. Это время, требующееся газу между электродами для ионизации и пробоя. Этот параметр изменяется в зависимости от температуры электродов. Путем генерирования всплесков разрядов для поддержания электродов горячими задержка возбуждения плазмы может быть минимизирована.
• Мощность разряда - произведение разности потенциалов (В) и тока (А) между электродами при разряде.
• Всплески - группы близко расположенных импульсов.
• Число всплесков - число импульсов во всплеске.
• Период всплеска - длительность времени между началом событий всплесков.
• Цикл нагрузки всплеска - процент времени в течение периода всплеска, когда допускается возникновение импульсов. В одном варианте осуществления этот параметр используют для получения очень низких уровней NO путем снижения цикла нагрузки (т.е. разнесение всплесков еще дальше).
• Частота всплесков - число возникающих всплесков в секунду.
[00329] Алгоритм получения NO
[00330] Система получения NO может изменять норму молекул NO/время на основе одного или нескольких входных управляющих параметров. Входные данные для алгоритма получения NO могут быть одним или несколькими из следующих параметров, которые можно использовать для регулирования получения/концентрации NO в продукционном газе, полученном в одной или нескольких плазменных камерах:
• Параметры сопутствующей терапии (устройство искусственной вентиляции легких, СРАР, ЕСМО, анестезия, вентиляция легких с помощью ручных приспособлений и пр.): расход, давление, температура газа, влажность газа. Эти параметры могут измеряться устройством получения NO или направляться устройству получения NO при помощи аналоговой или цифровой связи.
2
2
2
• Параметры пациента: поток инспирации, SpO, обнаружение дыхания, дыхательный объем, минутный объем, NO и CO на выдохе,
2
• Параметры окружающей среды: температура окружающей среды, давление окружающей среды, влажность окружающей среды, NO окружающей среды, NO окружающей среды
• Параметры устройства: давление плазменной камеры, поток плазменной камеры, температура плазменной камеры, влажность плазменной камеры, температура электродов, тип электродов, зазор между электродами.
2
• Параметры лечения при помощи NO: целевая концентрация NO, указанная концентрация NO, указанная концентрация NO. В некоторых вариантах осуществления алгоритм получения NO может использовать измерение влажности и состава газа-реагента для улучшения расчета мольного расхода газа-реагента и/или вдыхаемого газа.
[00331] Выходные данные для алгоритма получения NO
[00332] В некоторых вариантах осуществления система регулирует расход газа-реагента через плазменную камеру, а все другие установки, такие как частота плазмы, длительность плазмы, цикл нагрузки плазмы, энергия плазмы, количество всплесков и пр., являются постоянными.
[00333] Таблица ниже (таблица 1) показывает некоторые алгоритмы управления плазмой. Переменные означают, что параметр можно регулировать в режиме реального времени в любой момент лечения. Будет понятно, что не все возможные комбинации управляющих параметров показаны в таблице.
2
2
[00334] В некоторых вариантах осуществления система получения NO выбирает управляющие параметры для плазмы, чтобы минимизировать выход NO. Если есть диапазон параметров с равным выходом NO, тогда параметры выбирают на основе минимизации потребления электроэнергии. В некоторых вариантах осуществления управляющие параметры для плазмы и/или параметры расхода выбирают так, что выход устройства получения NO установлен на постоянной концентрации NO, так что рабочие параметры аналогичны таким при получении NO с постоянной концентрацией NO. В некоторых вариантах осуществления управляющие параметры для плазмы и/или параметры расхода выбирают так, что выходящие концентрации NO устройства получения NO следуют заранее определенному профилю концентрации с течением времени.
[00335] Поток инспирации
[00336] В некоторых вариантах осуществления контроллер измеряет расход вдыхаемого воздуха для расчета количества оксида азота, требуемого для достижения предписанной концентрации NO. Этого можно достичь при помощи различных техник, например, при помощи датчика расхода вдыхаемого воздуха. В другом варианте осуществления этот расход можно измерить путем измерения давления во вдыхательном патрубке вместо расхода, имея входные данные пользователя о скорости потока инспирации в контроллере, и приема информации о расходе через проводное или беспроводное соединение из устройства искусственной вентиляции легких или другого устройства, которое генерирует/измеряет расход.
[00337] Расход можно измерять различными путями. В некоторых вариантах осуществления расход измеряют путем измерения перепада давления через ограничение потока в потоке воздуха при помощи датчика давления, расположенного в контроллере. В некоторых вариантах осуществления расход измеряют путем измерения перепада давления через ограничение потока в потоке воздуха при помощи датчика давления, расположенного в одноразовом картридже. В некоторых вариантах осуществления расход измеряют путем измерения посредством нагретого провода. В некоторых вариантах осуществления расход измеряют путем измерения посредством нагретого термистора. В некоторых вариантах осуществления расход измеряют при помощи теплового массового расходомера, который использует пару датчиков температуры, таких как термопара или термометры сопротивления (RTD).
[00338] Система может также содержать один или несколько насосов для воздуха для лечения. Воздух для лечения состоит из потока воздуха, достаточного для получения NO в применении с обводным или основным потоком. Воздух для лечения может быть поднабором воздуха, который пациент вдыхает, и смешивается с основным потоком воздуха перед вдохом пациента.
[00339] Воздушные насосы необходимы для получения атмосферного воздуха и направления его в плазменную камеру. Измерение потока воздуха в плазменную камеру обеспечивает подтверждение работы воздушных насосов. В некоторых вариантах осуществления это измерение осуществляют при помощи нагретого термистора, однако, другие техники измерения расхода, такие как разность давлений через ограничитель потока, будут в равной степени эффективными. Целевая скорость воздушного насоса может зависеть от предписанного уровня NO, расхода вдыхаемого воздуха, температуры воздуха, давления воздуха, влажности воздуха и/или других факторов. В варианте осуществления установленные расходы газа указаны в одной или нескольких справочных таблицах на основе желаемых моль NO/мин, а также переменных, указанных выше.
[00340] В некоторых вариантах осуществления расход газа, измеренный в контуре устройства искусственной вентиляции легких, обеспечивает входные данные для определения скорости воздушного насоса и/или расхода газа-реагента для получения NO. Одним преимуществом этого подхода является то, что он хорошо работает для пациента, который дышит спонтанно, обеспечивая увеличение выхода NO системой для соответствия каждому вдоху.
[00341] Диапазон расхода воздуха может изменяться, например, от 0 до 15 л/мин, с целью поддержания потоков воздуха через плазменную камеру на уровне меньшем или равном 10% основного потока вдыхаемого воздуха. Воздушные насосы могут быть практически любого типа, включая, помимо прочего, мембранный, центрифужный, вентиляторы, воздуходувные машины, поршневые, шестеренчатые и другие конструкции. В некоторых вариантах осуществления насос может предотвращать пассивный поток воздуха через насос, когда насос отключен, что будет исключать наличие утечки из системы получения оксида азота в контур устройства искусственной вентиляции легких. Пример насоса, который удовлетворяет этому критерию, представляет собой мембранный насос. В некоторых вариантах осуществления насос используют для заполнения резервуара с расходами, которые варьируют от 0 до 6 л/мин, тогда как потоки, выходящие из резервуара, варьируют от 0 до 15 л/мин. Высокие расходы, выходящие из резервуара, могут иметь короткую длительность в зависимости от объема резервуара.
[00342] В случае, когда насос не предотвращает пассивный поток газа, когда выключен, клапан может быть помещен последовательно с насосом для блокирования пассивного потока воздуха из выпускного контура вентиляции легких в атмосферу. В некоторых вариантах осуществления клапан будет требовать питания для закрытия (открытый, когда выключено), так что любой отказ клапана не будет предотвращать доставку оксида азота пациенту. Пассивные клапаны, включая, помимо прочего, запорные клапаны, клапаны с качающейся головкой и клапаны с поперечной прорезью, могут также работать в некоторых применениях.
2
2
2
[00343] В некоторых вариантах осуществления, таких как доставка NO через назальную канюлю, пауза в лечении может обеспечивать превращение оставшегося NO в трубке назальной канюли в NO. При возобновлении лечения оставшийся NO будет проталкиваться пациенту. Одним решением для этого является короткая работа воздушного насоса с обратным ходом при возобновлении лечения, вытягивая вероятно содержащий NO воздух из назальной канюли в очиститель. Воздушный насос будет работать с обратным ходом в течение достаточного времени, чтобы объем воздуха в назальной канюле заменился на воздух. На этом этапе воздушный насос может переключаться на прямой ход и возбуждать плазму для доставки NO пациенту.
2
2
[00344] Следует отметить, что некоторые типы насосов, такие как мембранные насосы, являются пульсирующими, при этом передавая пульсации потоку воздуха. При условии, что получение NO зависит от плотности воздуха, из этого следует, что газ-реагент с более высоким давлением дает больше N и O в плазму, при этом давая больше NO для заданного плазменного разряда. Когда давление газа-реагента изменяется, как в случае сразу после мембранного насоса, уровни получения NO будут также изменяться в зависимости от давления. Из этого следует, что более высокий уровень согласованности получения NO может получаться при минимизации пульсаций в потоке газа-реагента. Есть пневматические средства для снижения пульсации давления ниже по потоку относительно насоса, такие как использование отверстия критического потока, мембраны, накопителя или трубки с гибкими стенками, такой как эластомерная трубка.
[00345] В одном варианте осуществления пульсация насоса или другой тип колебаний давления в газе-реагенте измеряется датчиком давления, микрофоном, датчиком силы, тензиометром, манометром или другим типом датчика давления и используется для определения времени активности плазмы. В некоторых вариантах осуществления система получения NO возбуждает плазму в то же время периода повторения импульсов насоса для того, чтобы получение NO стало более постоянным.
2
[00346] Система может также содержать один или несколько клапанов для отбора образцов газа. Контроллер может использовать регулируемый вручную или регулируемый программным обеспечением клапан для выбора между получением газа из линии отбора образцов и из атмосферы для облегчения получения чистого воздуха для целей калибровки. В некоторых вариантах осуществления соленоидный клапан используют для выбора источника газа, однако будет понятно, что другие типы клапанов можно использовать для выполнения этой функции. В некоторых вариантах осуществления контроллер может использовать клапан для выбора между получением газа из картриджа или непосредственно из плазменной камеры. Газ, полученный непосредственно из плазменной камеры, может содержать NO и NO в себе в известных количествах для целей калибровки.
[00347] Система может также вводить поправку на изменение различных условий окружающей среды, включая, помимо прочего, влажность, высоту, давление и температуру, используя измерение давления окружающей среды и/или измерение давления искровой камеры. Например, влажный воздух менее плотный, чем сухой воздух. Однако сложнее ионизировать и разряжать дугу во влажном воздухе. Окончательный результат этих факторов будет превращаться в коэффициент чувствительности. Контроллер может использовать коэффициент чувствительности для каждого условия окружающей среды, для регулирования получения NO в ответ на текущие условия окружающей среды по сравнению с номинальными условиями калибровки.
[00348] Очиститель перед электродами можно использовать для получения воздуха, соответствующего в большей мере для возбуждения плазмы и получения NO. В некоторых вариантах осуществления очиститель перед электродами расположен в одноразовом картридже фильтра для воздуха и очищает воздух до его поступления в насос (фиг. 49). В некоторых вариантах осуществления очиститель перед электродами расположен после насоса, но перед плазменной камерой. В одном варианте осуществления материал очистителя перед электродами находится в резервуаре для воздуха, который служит накопителем между насосом и плазменной камерой.
[00349] В некоторых вариантах осуществления система может изменять расход воздуха через искровую камеру, в то же время сохраняя постоянную скорость искрения. Активность плазмы может быть постоянной (т.е. непрерывной), периодической, или переменной. Достижение желаемого профиля концентрации NO в потоке пациенту может осуществляться различными путями, включая изменение одного или нескольких потоков воздуха при активном искрении. Активность искрения может быть непрерывной, периодической или переменной. В некоторых вариантах осуществления профиль концентрации NO может быть постоянным в течение всего объема вдоха. В некоторых вариантах осуществления профиль концентрации NO может быть постоянным в течение каждого n-ого вдоха и нулевым или меньшей величины для остальных вдохов.
ой
ой
[00350] Система может использовать параметр лечения пациента в качестве входных данных для пропорционально изменения расхода воздуха через искровую камеру. Например, можно использовать поток вдыхаемого воздуха в контур устройства искусственной вентиляции легких. В одном варианте осуществления поток газа-реагента составляет 1/12-ую потока устройства искусственной вентиляции легких. В другом варианте осуществления поток газа-реагента изменяется от 1/20 до 1/10 потока устройства искусственной вентиляции легких. Поток воздуха может разбавлять концентрацию кислорода в контуре устройства искусственной вентиляции легких, таким образом требуется самая меньшая величина разбавления потока газа-реагента/потока для вентиляции легких. Меньшее отношение потока воздуха к потоку устройства для вентиляции легких снижает разбавление кислорода. Альтернативно, поток газа из концентратора кислорода или из смесителя можно использовать в качестве входного параметра лечения пациента.
[00351] Регулирование с обратной связью потока воздуха можно использовать, так что поток через искровую камеру точен. Различные типы контроля можно использовать, включая, помимо прочего, контроль давления в резервуаре, контроль расхода из насоса, контроль регулируемого отверстия в присутствии напора давления и аналоговое или цифровое модулирование (например, PWM) клапана с известным отверстием/ограничением потока в присутствии напора давления.
2
2
[00352] В некоторых вариантах осуществления система может обеспечиваться, где разбавление потока газа устройства вентиляции легких ограничено для применения определенного пользователем минимального порогового значения O. Например, когда в устройство искусственной вентиляции легких подается 100% кислород, целевая концентрация 92% O пациенту требует разбавления потока на менее чем 10% относительно потока устройства вентиляции легких, когда атмосферный воздух является разбавителем.
[00353] Для повышения расхода воздуха через искровую камеру одновременно с выходящим потоком система может быть сконструирована для обнаружения импульса вдоха в контуре вентиляции легких насколько возможно рано. В некоторых вариантах осуществления трубку устройства вентиляции легких (например, длиной приблизительно 18 дюйма) с датчиком расхода на соединительном конце устройства вентиляции легких можно использовать, так что система может обнаруживать импульс вдоха раньше. В некоторых вариантах осуществления давление во вдыхательном патрубке устройства вентиляции легких можно измерять в картридже устройства вентиляции легких для обнаружения спонтанного дыхания, так что система обнаружения NO может обнаруживать вдох до устройства вентиляции легких, при этом позволяя системе доставлять NO на передний край болюса вдоха без необходимости в алгоритме с прогнозированием. В некоторых вариантах осуществления система может сравнивать измерения расхода устройства вентиляции легких с измерениями расхода NO для подтверждения синхронного по времени потока NO. Сравнение можно проводить путем вычитания времени пикового расхода устройства вентиляции легких из пикового расхода NO для расчета сдвига фаз. В некоторых вариантах осуществления целевая дельта представляет сдвиг, в некоторых вариантах осуществления желательно, чтобы импульс NO предшествовал импульсу вдоха, чтобы сдвиг, как определено, имел положительное значение. В некоторых вариантах осуществления система использует расчет по времени образца (обычно счет 3) перед импульсами вдохов для прогнозирования расчета по времени конкретного импульса вдоха.
[00354] Другие соображения касательно управляющих параметров и параметров плазмы
[00355] В некоторых вариантах осуществления регулирование с открытым контуром со справочной таблицей на основе предписанной концентрации NO, указанной пользователем, используется вместе с одним или несколькими из следующих параметров: тип картриджа, расход устройства вентиляции легких, температура окружающей среды, давление окружающей среды, влажность окружающей среды, измеренные значения NO в инспираторной линии устройства вентиляции легких и любой другой фактор, влияющий на получение NO.
[00356] Различные датчики можно также использовать для контроля получения NO. В некоторых вариантах осуществления используют частичное регулирование с обратной связью от одного датчика NO, который может также создавать аварийную сигнализацию. Лечение может только регулироваться (т.е. доводиться) ограниченным количеством, таким как 10%, на основе входных данных датчика. В некоторых вариантах осуществления два датчика NO можно использовать, причем один датчик используют для регулирования с обратной связью, а другой датчик используют при аварийной ситуации. Два датчика можно сравнивать друг с другом для обнаружения отказа датчика. В некоторых вариантах осуществления систему из трех датчиков NO можно использовать для регулирования с обратной связью. В этом случае один датчик отличается от двух других, этот датчик можно игнорировать, и лечение можно продолжать с двумя оставшимися датчиками. В некоторых вариантах осуществления порог срабатывания устройства сигнализации для концентрации NO автоматически регулируется, когда выбирают новые установки NO. В некоторых вариантах осуществления настройка сигнализации для NO определяется допустимым содержанием на основе процента выше и процента ниже целевого значения. В некоторых вариантах осуществления настройка сигнализации для NO определяется из справочной таблицы на основе целевой концентрации NO.
[00357] Различные схемы регулирования получения NO можно использовать в системе. В некоторых вариантах осуществления расход газа в плазменной камере и один или несколько управляющих параметров используют для регулирования получения NO. Расход газа в плазменной камере можно регулировать скоростью насоса, давлением камеры резервуара, установками пропорционального клапана или другими средствами. Параметр плазмы может быть скоростью, циклом нагрузки, переключением напряжения на первичной обмотке трансформатора или энергией. В некоторых вариантах осуществления регулируют расход газа в плазменной камере и цикл нагрузки плазмы. В некоторых вариантах осуществления регулируют расход газа в плазменной камере и энергию искры. В некоторых вариантах осуществления регулируют расход газа в плазменной камере и частоту плазмы. В некоторых вариантах осуществления расход газа в плазменной камере изменяют в зависимости от изменения скорости потока воздуха при дыхании. В некоторых вариантах осуществления расход газа в плазменной камере является постоянной пропорциональной долей (10%) скорости потока воздуха при вдохе. В варианте осуществления частота импульсов плазмы может изменяться для сохранения постоянной концентрации NO в дыхательном цикле. В варианте осуществления скорость воздушного насоса удерживается постоянной, и только управляющие параметры для плазмы изменяют для получения требуемых концентраций NO на основе потока инспирации пациента. В одном варианте осуществления параметры плазмы поддерживают постоянными, и только расход газа в плазменной камере изменяют. В одном варианте осуществления параметры плазмы поддерживают постоянными, и расход газа в плазменной камере регулируют как долю от величины потока инспирации. В некоторых вариантах осуществления расход газа в плазменной камере поддерживают постоянным, а энергию плазмы изменяют. Будет понятно, что любая комбинация этих схем получения NO может использоваться.
2
2
2
[00358] Может быть множество комбинаций расхода газа в плазменной камере и других параметров плазмы (например, частота импульсов, ширина импульса, энергия импульса), которые дают заданный уровень молекул NO. В некоторых вариантах осуществления параметр плазмы для заданного уровня получения NO выбран на основе минимизации уровней NO в отходящем газе. В некоторых вариантах осуществления расход газа в плазменной камере для заданного количества получения NO выбирают на основе минимизации уровней NO в отходящем газе. В некоторых вариантах осуществления комбинация расхода газа в плазменной камере и параметра плазмы (частота, цикл нагрузки или энергия) выбирают на основе минимизации уровней NO в продукционном газе.
[00359] Энергия искры
[00360] В некоторых вариантах осуществления энергию искры можно использовать для регулирования получения NO. Повышение энергии искры может приводить к повышению выхода NO. Энергия искры является функцией напряжения контура высокого напряжения и тока контура высокого напряжения в зазоре между электродами. Повышение частоты разрядного импульса и/или укорачивание цикла нагрузки импульса имеет влияние на повышение доступного тока в трансформаторе в момент разряда. Элементы конструкции, которые имеют влияние на энергию искры, включают: ток утечки трансформатора (минимизированный), емкость трансформатора (минимизированная путем использования многожильного провода и поддержания провода вблизи от магнитного сердечника), наличие блока компенсации коэффициента мощности, настраиваемого на доставку резонансного переменного тока (АС) к трансформатору, минимизация температуры трансформатора путем снижения сопротивления провода (многожильный провод). Система может также работать так, чтобы было непрерывное получение NO. В некоторых вариантах осуществления система получения оксида азота может работать с приоритетом для получения оксида азота. Таким образом, система продолжает производить оксид азота в случае любой одиночной неисправности. Даже при аварийной ситуации система может продолжать производить NO, в то же время уведомляя пользователя о проблеме. Система может быть сконструирована с дублированием для нескольких важных элементов системы. Два или более из следующих элементов системы могут присутствовать для обеспечения непрерывной работы: электроды, контуры очистителя, воздушные насосы, контуры высокого напряжения, схема синхронизации плазмы, датчики оксида азота и аккумуляторы.
2
2
2
2
2
2
2
[00361] В некоторых вариантах осуществления устройство получения NO может содержать пневматический контур, который непрерывно циркулирует содержащий NO газ и очищает его, так что он доступен для доставки. После плазменной камеры, концентрация кислорода и азота остается фактически неизменной относительно атмосферных концентраций приблизительно 21 об. % и 78 об. %, соответственно. Таким образом, NO образуется с момента получения NO в плазме. Некоторая часть этого NO может быть химически удалена после электрического генератора NO перед смешиванием обогащенного по NO газа с потоком инспирации. В зависимости от конкретной конструкции пневматического контура и конкретной скорости потока инспирации и терапии при помощи NO, время удержания обогащенного по NO, обогащенного по O газа в объеме после химического удаления NO, но перед впрыском, может быть избыточным. Избыточное время удержания приводит к большему образованию NO. Эта конструкция рассматривает контур рециркуляции обогащенного по NO газа. Газ постоянно циркулирует, и только часть отводится во вдыхательный патрубок. Рециркуляция ограничивает время удержания, поэтому образование NO можно ограничить. Кроме того, газ, который возвращается в источник NO можно "повторно очищать" для ограничения накопления NO, как объясняется более подробно относительно фиг. 93-95.
2
2
2
2
[00362] Пациенты, получающие оксид азота, требуют постепенного отлучения, а не резкого прекращения, и система может поддерживать отлучение пациента несколькими путями. В некоторых вариантах осуществления система может обеспечивать оповещение об отлучении для уведомления пользователя о том, что пациент получал конкретную дозу в течение выбранного пользователем количества времени. В варианте осуществления система может автоматически отлучать на основе физиологических входных данных, включая, помимо прочего, уровни SpO. В этом режиме система будет снижать дозу NO и контролировать реакцию пациента. Если у пациента ненормальная реакция (снижаются уровни SpO, например) на снижение дозы NO, уровень NO можно снова увеличить. В варианте осуществления система может обеспечивать экран отслеживания тенденций, чтобы показать реакцию пациента на отлучение, а также общую историю лечения пациента. Экран отслеживания тенденций может отображать различную информацию о пациенте и лечении, включая, помимо прочего, предписанную дозу NO, измеренные уровни NO, уровни SpO, уровни FIO и другие параметры, специфичные для лечения или общего состояния пациента.
2
2
[00363] В некоторых вариантах осуществления системы доставки и получения оксида азота выполняют измерения NO, NO, O и других газов время от времени. Датчики газа можно периодически калибровать для обеспечения достаточной точности измерения.
[00364] Компенсация по высоте
2
2
[00365] Плотность воздуха на большей высоте меньше, чем на меньшей высоте. Из этого следует, что меньше молекул O и N находится в зазоре между электродами на большей высоте, так что молекулы NO получаются медленнее, чем на уровне моря. Снижение числа молекул всех видов между электродами на большой высоте также снижает напряжение пробоя для возникновения электрического разряда. В некоторых вариантах осуществления генератор NO может измерять давление окружающей среды как указание состояния газа в плазменной камере. В некоторых вариантах осуществления давление в плазменной камере измеряется. Контроллер может изменять активность электрического разряда в зависимости от давления плазменной камеры для обеспечения получения точных количеств NO. В некоторых вариантах осуществления переменное ограничение потока ниже по потоку относительно плазменной камеры используют для регулирования давления в плазменной камере. Например, на больших высотах пропорциональный клапан можно регулировать для ограничения потока и повышения давления в плазменной камере, при этом повышая выход NO. В некоторых вариантах осуществления изменения параметров высокого напряжения не требуется на большой высоте, поскольку давление в плазменной камере поддерживается на постоянном уровне.
[00366] Изменение условий окружающей среды
[00367] В некоторых вариантах осуществления система получения NO содержит средства компенсации изменения условий окружающей среды (влажности, высоты, давления, температуры), поскольку эти условия могут влиять на число полученных молекул NO для заданного электрического разряда. Компенсация может быть в виде изменения одного или нескольких из следующих параметров: длительность электрических разрядов, частота разрядов, напряжение разрядов, цикл нагрузки электрических разрядов, давление в плазменной камере, расход в плазменной камере, число всплесков разрядов или другие параметры, которые, как известно, влияют на выход NO. В некоторых вариантах осуществления система получения NO измеряет один или несколько из следующих параметров: давление окружающей среды, давление плазменной камеры, температура окружающей среды, температура плазменной камеры, влажность окружающей среды, влажность плазменной камеры.
[00368] Непрерывное изменение расхода
[00369] Дыхание пациента может быть свободным или индуцированным машиной. В любом случае расход является динамическим, когда пациент дышит. Это представляет собой проблему для обеспечения постоянной концентрации NO пациенту при помощи устройства получения NO.
[00370] Во встроенных (с основными потоками) конструкциях, где плазма возникает во вдыхаемом газе, параметры плазмы отдельно можно изменять в режиме реального времени для дозирования вдыхаемых газов соответствующим образом. В некоторых вариантах осуществления контроллер измеряет давление и/или расход, которые служат в качестве управляющих входных данных.
2
2
2
2
[00371] В конструкциях с обводными потоками плазма возбуждается в содержащем N и O источнике газа, который не зависит от вдыхаемого пациентом газа. Например, устройство получения NO с обводным потоком получает содержащий N и O газ из внешнего источника, превращает часть газа в NO и вводит этот содержащий NO газ в контур устройства вентиляции легких. В этом примере устройство получения NO должно генерировать переменное количество NO соразмерно потоку устройства вентиляции легких для достижения постоянных концентраций NO во вдыхаемом газе. В одном варианте осуществления устройство получения NO доставляет постоянный поток содержащего NO газа в контур вентиляции легких и изменяет только один или несколько управляющих параметров плазмы.
[00372] Изменение давления в контуре вентиляции легких представляет сопротивление для введения содержащего NO газа в поток устройства вентиляции легких. В некоторых вариантах осуществления работа насоса при постоянной скорости может приводить к ситуации, когда NO не вводится в устройство вентиляции легких при вдохе из-за высокого давления, которое возникает при импульсе вдоха. В некоторых вариантах осуществления небольшое отверстие можно использовать в месте впрыска NO для поддержания более высокого давления продукционного газа, чем давление в контуре устройства вентиляции легких, обеспечивая то, что всегда есть поток NO в контур устройства вентиляции легких.
[00373] В некоторых вариантах осуществления поток газа-реагента через устройство получения NO изменяется в зависимости от потока устройства вентиляции легких. В одном варианте осуществления поток воздуха через устройство получения NO изменяется по линейной зависимости от расхода потока инспирации пациента. В одном варианте осуществления линейная зависимость составляет 1-10%, однако, рассматривались отношения до 20%.
[00374] Изменение потока газа-реагента непрерывно в режиме реального времени через генератор NO в зависимости от входного параметра предлагает преимущества: 1) Количество молекул NO повышается с увеличением потока через плазму, при этом повышая получение NO, когда это необходимо, 2) Давление в системе получения NO повышается, когда давление потока инспирации повышается, при этом обеспечивая то, что продукционный газ продолжает протекать в поток инспирации, 3) Изменение управляющих параметров плазмы не являются необходимыми для доставки постоянной концентрации NO пациенту, 4) Высокий расход газа-реагента минимизирует задержку передачи и время удержания обогащенного по NO газа в контроллер.
[00375] Входной параметр может быть указанием синхронности и/или расхода дыхательного цикла пациента. Измеренный параметр может быть одним или несколькими из следующего: давление, расход, температура, напряжение, акустические, ультразвуковые, оптические или другие средства. Параметр может измеряться непосредственно устройством получения NO или измеряться другим устройством и передаваться устройством получения NO проводными, беспроводными, оптическими или другими средствами. В одном варианте осуществления скорость потока инспирации измеряется системой получения NO. В одном варианте осуществления расход устройства вентиляции легких измеряется системой получения NO. В одном варианте осуществления инициирующее событие отмечается устройством вентиляции легких и передается устройству получения NO. В одном варианте осуществления напряжение стенки грудной клетки и/или активность EMG диафрагмы пациента передаются устройству получения NO. В одном варианте осуществления получение NO регулируют на основе одного или нескольких из входных данных из звука дыхания пациента (измерение микрофоном), давление дыхательного цикла, температуры потока инспирации (выдыхаемые газы теплые).
2
[00376] Оптимизация отношения NO/NO при получении - озон
2
2
3
3
[00377] Отношение NO к NO, полученных при электрическом разряде, может изменяться. Один из механизмов образования NO является тем, когда О объединяется с NO. О образуется из электрической короны, которая может возникать, поскольку напряжение накапливается в электродах перед разрядом. Получение NO поддерживается управляющим сигналом от контура управления высокого напряжения. В одном варианте осуществления он состоит из волны, состоящей из импульсов переменного тока. Термин «волна» относится к управляющему сигналу, подаваемому на контур, который возбуждает первичную обмотку трансформатора высокого напряжения. Когда волна высокая (при высокой части импульса), первичный контур приводит в действие трансформатор переменным током. Когда волна низкая (нет импульса), первичный контур неактивен. В общем, количество получаемого NO пропорционально доли времени, когда импульсы в этой волне АКТИВНЫ (т.е. генерируют NO). В начале импульса напряжение накапливается, пока не произойдет пробой плазмы через электрод. Эта небольшая задержка снижает время в импульсе, когда импульс активен. Если импульс относительно короткий, накопление напряжения может быть значительной частью импульса и, таким образом, значительно снижает эффективность активного времени и, следовательно, снижает выход NO. Горячие электроды ионизируют газ между ними. Таким образом, задержка пробоя снижается, если время между импульсами снижается, поскольку электроды не имеют достаточно времени на охлаждение между импульсами. В одном варианте осуществления импульсы группируются близко друг к другу для снижения задержки пробоя. В одном варианте осуществления пространство вводят между группами импульсов, чтобы выход NO не слишком сильного увеличивался, и сохранялось среднее эффективное время, когда волна активна.
[00378] В некоторых вариантах осуществления после начального пробоя плазмы напряжение управляющего сигнала может быть снижено для сохранения искры с низкой энергией до окончания импульса. Например, для 2,5 мм зазора может требоваться 6-12 кВ для пробоя зазора и возбуждения плазмы, и требуется только 500-1000 В для ее поддержания. Снижение управляющего напряжения снижает ток в плазме, и таким образом энергию, обеспечивая образование плазмы с низкой энергией, которая позволяет получение низких доз NO. Снижение энергии плазмы также улучшает электрический КПД контроллера.
3
[00379] В некоторых вариантах осуществления система использует всплески разрядов (ряд разрядов в быстрой последовательности) для сохранения электродов горячими, при этом снижая задержку возбуждения плазмы в последующих разрядах после первого разряда. В одном варианте осуществления система изменяет паузу между всплесками для регулирования уровней выхода NO. Пауза между всплесками также обеспечивает время для охлаждения электродов потоком газа-реагента. В одном способе антикоронные изоляционные материалы используют на электродах и вокруг них для снижения образования О из короны.
[00380] Получение NO на Ватт может иметь оптимальные управляющие параметры. При разработке устройства получения NO оптимальные параметры плазмы определяют и используют по умолчанию для промышленных конструкций. В одном варианте осуществления устройство ищет некоторые или все параметры искры для определения оптимальных установок перед ранними стадиями лечения или во время них. Емкостное устройство хранения высокого напряжения не выбирали по причинам безопасности.
2
2
2
[00381] Оптимизация энергии и минимизация получения NO часто не совпадают. В некоторых вариантах осуществления управляющие параметры плазмы выбирают для оптимизации электрического КПД. В некоторых вариантах осуществления управляющие параметры плазмы выбирают для минимизации получения NO. В некоторых вариантах осуществления управляющие параметры плазмы выбирают для оптимизации комбинации уровней NO и электрического КПД, признавая, что ни один параметр не оптимизирован.
2
[00382] Борьба с NO
2
2
2
2
2
[00383] NO окисляется в присутствии кислорода и будет полностью окисляться в NO при наличии достаточного времени. NO вредный для дыхания, поскольку он образует азотную кислоту, когда содержится влага, как обнаружено в выстилке легкого. Из этого следует, что системы получения NO должны минимизировать количество NO, доставляемое пациенту. Уровни NO снижаются путем включения скруббера, однако, дополнительные алгоритмические подходы могут снижать доставку NO дополнительно.
2
2
[00384] В одном варианте осуществления в системе получения NO продолжает работать насос газа-реагента в течение периода времени после остановки активности плазмы. Это продувает пневматические пути и очищает устройство. Остановка активности плазмы может быть, когда лечение прекращают. Остановка активности плазмы может быть также между вдохами. В одном варианте осуществления система получения NO может изменять направление потока через очиститель, направляя NO на выхлопное отверстие системы, а не пациенту. В одном варианте осуществления продукционный газ подвергают действию УФ-излучения с частотой в диапазоне 300-420 нм для превращения NO в NO перед впрыском в инспираторный поток. В одном варианте осуществления инспираторный поток подвергают действию УФ-излучения с частотой 300-420 нм после впрыска NO.
[00385] Управление дозами
[00386] Настройка
2
[00387] Установки лечения для доставки NO изменяются в зависимости от размера пациента (диаметр трубки устройства вентиляции легких), типа увлажнителя, длины трубки для пациента, вспомогательных сопутствующих терапий (небулайзеры, например) и других переменных. Из этого следует, что время переноса от получения NO до пациента будет изменяться, что, в свою очередь, может вызывать изменение количества NO, превратившегося в NO. Дополнительное время переноса возникает, когда образцы газа проходят от места отбора образцов газа во вдыхательном патрубке до датчиков анализа газа. В результате количество NO, указанное датчиками газа, может отличаться (обычно ниже) от требуемого количества NO. В одном варианте осуществления устройство получения NO имеет элемент настройки, который обеспечивает возможность тонкого регулирования получения NO, так что измерения NO в датчиках газа соответствуют целевому уровню NO. В некоторых вариантах осуществления устройство получения NO имеет элемент настройки, который обеспечивает возможность тонкого регулирования получения NO, так что измерения в датчиках газа равны целевой концентрации NO + количествам NO, потерянным из-за перехода от точки отбора образцов до датчиков.
[00388] Регулирование настройки вручную
2
2
[00389] Регулирование настройки вручную облегчает пользователю преодоление изменений установок для пациента, которые изменяют количество NO, доставляемое пациенту. Повышение выхода NO при помощи элемента настройки будет повышать как получение NO, так и NO. Элемент настройки не изменяет аварийные уровни NO и NO, так что оборудование системы безопасности неизменно. В одном варианте осуществления элемент настройки представлен на интерфейсе сенсорного экрана. В одном варианте осуществления элемент настройки представляет физическую рукоятку.
[00390] Автоматическое регулирование настройки
[00391] В одном варианте осуществления система использует данные датчика газа для автоматического повышения или уменьшения выхода NO для соответствия целевому уровню доставки NO в режиме с обратной связью. В одном варианте осуществления автоматическое регулирование настройки ограничено конкретной величиной регулирования. В одном варианте осуществления уровень регулирования настройки ограничен заданным числом частей на миллион NO. В одном варианте осуществления уровень регулирования настройки ограничен процентом целевого уровня NO (например, 10%). В некоторых вариантах осуществления автоматический элемент настройки компенсирует потери NO, которые происходят при переходе в линии отбора образцов, так что есть контроль концентрации NO в месте отбора образцов.
[00392] Множество доз NO
[00393] В некоторых вариантах осуществления можно использовать множество доз NO для обеспечения многостадийной терапии при помощи NO. Например, первая доза NO может использоваться для расширения легочного сосуда или дыхательных путей, а вторая доза NO может использоваться для поддержания расширения. В некоторых вариантах осуществления устройство получения и доставки NO доставляет высокие дозы в течение установленного времени (1-2 минуты, например) до автоматического снижения дозы до целевой дозы. В другом варианте осуществления высокая доза доставляется в течение определенного числа вдохов (10, например) до изменения целевой дозы. Переход от высокой дозы к целевой дозе может быть ступенчатой функцией или непрерывным снижением (линейным, логарифмическим и пр.). В некоторых вариантах осуществления высокая доза представляет установленное значение для всех пациентов. В некоторых вариантах осуществления высокая доза зависит от целевой дозы (в 2 раза больше целевой дозы, например).
[00394] ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ ИНТЕРФЕЙС
2
2
[00395] В некоторых вариантах осуществления система может содержать пользовательский интерфейс (UI), находящийся в связи с контроллером и сконструированный для отображения информации касательно получения NO, установок лечения, сигнализации, уведомлений, концентраций газов и состояния пациента. Пользовательский интерфейс может быть сконструирован для отображения тенденции данных, причем тенденция данных представляет историю в зависимости от времени полученного NO, измеренного NO, SpO, O, частоты дыхания, частоты сердечных сокращений и ЭКГ, или капнографа. В одном варианте осуществления световую полосу вставляют в ручку устройства, размещая световую сигнализацию высоко на кожухе для видимости. В одном варианте осуществления окна по бокам ручки обеспечивают также выход световой сигнализации по бокам ручки. Фиг. 50 показывает пример полосы 762 световой сигнализации, излучающей мигающий красный для сигнализации аварийно высокого уровня. Световая полоса может излучать другие цвета, такие как мигающий желтый для предупреждения, ровный зеленый для завершения самотестирования, ровный синий для активации доставки NO и мигающий белый для активного режима с мешком. В одном варианте осуществления СИДы для освещения световой полосы расположены по краю платы UCM. В одном варианте осуществления РСВ расположена в верхней части ручки для излучения света вниз на световую полосу.
2
2
2
[00396] Различные типы информации могут быть представлены пользователю на графическом пользовательском интерфейсе. В некоторых вариантах осуществления система доставки NO может обеспечивать график или таблицу тенденций, которые показывают временную диаграмму одного или нескольких из следующего: предписанный NO, измеренный NO, SpO, O, ЭКГ, частота дыхания, частота сердечных сокращений, капнография, NO. В некоторых вариантах осуществления система доставки NO может иметь быстрые настройки NO, такие как 80, 40, 20, 10, 5, 4, 3, 2, 1. В некоторых вариантах осуществления система доставки NO может отображать анимированное легкое, которое показывает, что лечение в процессе. В некоторых вариантах осуществления система доставки NO может определять параметры дыхания пациента, такие как частота дыхания или дыхательный объем, из измеренного потока во вдыхательном патрубке пациента и представлять информацию на интерфейсе. В некоторых вариантах осуществления цвет фона UI можно изменять для указания того, что проходит терапия. Кроме того, обрамление экрана имеет показатель, указывающий 'eNO', который загорается когда происходит лечение и NO доставляется пациенту.
2
[00397] В некоторых вариантах осуществления система получения NO может обеспечивать пользователю напоминание о том, когда пациент готов к следующей стадии отлучения для снижения уровней NO, как показано на фиг. 52 и 53. Таймер можно также использовать для напоминания пользователю о проверке пациента сразу после начала терапии, т.е. 10 минут - 24 часа, для проверки, реагирует ли пациент на терапию. Напоминание можно также использовать как напоминание о замене одноразовых элементов, таких как дисковый фильтр, периодически на основе больничного протокола. Когда установка времени включена, устройство может напоминать пользователю в виде аварийного сигнала или уведомления, используя визуальные и/или звуковые сигналы. Напоминание может основываться на времени, SpO или других физиологических переменных.
[00398] Фиг. 51А изображает типичный вариант осуществления пользовательского интерфейса. Как показано на фиг. 51А, пользовательский интерфейс клинического экрана может быть разделен на 5 основных областей: панель состояния, центр уведомлений, панель лечения, центр анализа газов и панель управления. Центр уведомлений может представлять сообщения и информацию, связанную с пациентом, состоянием системы и инструкциями пользователя. Указывающий вниз значок под центром уведомлений можно нажимать и перетягивать вниз для открытия дополнительной информации. Вместо точного нажатия на значок движение проведения вниз где-либо на панели лечения при помощи устройства вентиляции легких также может открывать дополнительную информацию. Дополнительная информация может содержать все активные сигнализации и инструкции выявления неисправностей для каждой из активных сигнализаций. Пользовательский интерфейс обеспечивает прокручиваемый экран путем движений перетягивания вверх и вниз. В любое время, когда новая сигнализация активна, и UI закрывает все всплывающие окна и подменю и возвращает пользователя на основной клинический домашний экран, как показано на фиг. 54 и 55. Полоса состояния показывает информацию в режиме реального времени, такую как состояние таймера, общее время лечения, информацию о пациенте, состояние аккумулятора и оставшийся заряд аккумулятора в процентах, состояние питания переменного тока, состояние беспроводного соединения, дату и время. В некоторых вариантах осуществления прошедшее время от начала лечения также показано. Общее время лечения представляет собой общее время, в течение которого пациента лечили, с момента включения устройства, где прошедшее время представляет общее время от начала последнего лечения. Следует понимать, что другие различные типы информации могут отображаться пользователю на полосе состояния и центре уведомлений.
[00399] Фиг. 51В показывает вариант осуществления панели лечения при помощи устройства вентиляции легких на пользовательском интерфейсе. Как показано на фиг. 51В, панель лечения при помощи устройства вентиляции легких показывает анимацию для отображения активности системы (например, изображение легкого), предписанное количество NO (20), средства для ввода ручного режима, счетчик оставшегося срока годности картриджа очистителя (левый нижний угол), измеренные значения газа, аварийные пределы (15, 25) и регулировки настроек лечения (3 кнопки в нижнем правом углу). Знак плюс увеличивает предписанное количество с шагом, который пропорционален значению. Например, от 1 до 10 может быть увеличено с шагом 1 часть на миллион, но свыше 10 приращения составляют 5 частей на миллион. Кнопка минус снижает предписанное количество с аналогичными шагами. В некоторых вариантах осуществления целевой NO можно изменять путем нажатия целевого значения NO и перетягивания пальцем вверх или вниз до изменения целевого значения NO до желаемого значения. Фиг. 51C изображает, как центральная кнопка с клавиатурой на ней вызывает меню быстрой настройки для обеспечения пользователю быстрого выбора желаемой концентрации NO. Когда всплывает клавиатура для целевого NO или установок сигнализации, область лечения при помощи устройства вентиляции легких может быть полупрозрачной и активной для того, чтобы позволить пользователю видеть текущее состояние лечения все время. В некоторых вариантах осуществления нажатие большого целевого числа NO может также открывать меню быстрой настройки, как показано на фиг. 56 и 57.
[00400] Дуга или радиальный или линейный датчик на панели лечения показывает диапазон возможных концентраций NO, подсвечивая текущий диапазон работы. В некоторых вариантах осуществления шкала, представленная дугой, может регулироваться в зависимости от типа пациента, например, 0-40 для новорожденного и 0-80 для взрослого. Кнопка старт может располагаться в центре дуги и может переключаться на кнопку пауза, когда лечение активно. Интерфейс может также содержать кнопку для введения ручного режима. Подсвеченная область на дуге изображает аварийные пределы/приемлемые предельные допуски вокруг установленной концентрации. В случае, когда концентрация NO становится выше или ниже этих пределов, включается аварийный сигнал. В одном варианте осуществления пользовательский интерфейс представляет сенсорный экран, который позволяет пользователю прикасаться к дуге в месте аварийных пределов, которые ему требуются. В одном варианте осуществления пользователь может прикасаться к экрану и тянуть аварийный предел по дуге до желаемого уровня.
2
2
2
2
[00401] Панель анализа газа может представлять текущие измеренные значения для NO, NO и O, а также установленные аварийные пределы. Нажатие панели анализа газа может вытягивать меню установок диапазона аварийных пределов для соответствующего газа для облегчения пользователю быстрого изменения аварийного диапазона до желаемого значения. Быстрые установки также позволяют пользователю изменять состояние сигнализации каждого измерения газа на активное, неактивное или поставленное на паузу на неопределенное время. В некоторых вариантах осуществления показанный уровень NO равен уровню NO, измеренному датчиками анализа газа, плюс количество NO, потерянное при переходе от точки отбора образцов газа до датчиков. Количество потерянного NO рассчитывают в зависимости от концентрации NO, концентрации O и времени перехода. Время перехода зависит от внутреннего объема линии отбора образцов (длина, внутренний диаметр и пр.) и расхода насоса для отбора образцов. В некоторых вариантах осуществления показанный уровень NO равен измеренному уровню NO минус количество NO, потерянное при переходе от точки отбора образцов газа до датчиков. Панель управления статична и представлена на всех страницах пользовательского интерфейса и может содержать меню, информацию о пациенте, блокировку экрана и выключение сигнализации. Меню позволяет пользователю перейти назад на домашнюю страницу меню, увидеть более глубокое меню и просмотреть данные случая. Кнопка блокировки блокирует и разблокирует экран, чтобы предотвратить случайные нажатия. Когда экран заблокирован, нажатие где-либо на экран вызывает анимацию разблокирования, чтобы предупредить пользователя о том, что экран необходимо разблокировать. Кнопка домой в любом подменю позволяет пользователю перейти назад на основной рабочий экран с любого экрана. Типичный экран пользовательского интерфейса показан на фиг. 58.
[00402] Фиг. 51D показывает вариант осуществления экрана ручного режима, который отображает пользователю, что система перешла в ручной режим. Желаемая концентрация NO отображается. Кнопки плюс и минус позволяют пользователю быстро регулировать концентрацию NO, тогда как кнопка с клавиатурой вызывает быстрые настройки для обеспечения ручного ввода пользователем желаемых настроек, как показано на фиг. 59.
2
2
2
2
[00403] Фиг. 51Е изображает вариант осуществления экрана тенденций, которые могут отображать историю установок NO, фактические измерения NO, измерения NO, измерения O, измерения SPO, вводные/уведомления пользователя, CO (капнография), частоту дыхания, ЭКГ, частоту пульса и другие физиологические измерения и измерения окружающей среды. Время, показанное на графике тенденций, может изменяться, но в варианте осуществления график отображает 72 часа. В некоторых вариантах осуществления график тенденций можно перетянуть влево для отображения истории данных, собранных для текущего лечения за пределами времени, представленными на оси х, как показано на фиг. 60. Пользователь может менять ось Х для установки 72 часов. Экран тенденций позволяет врачу увидеть, что происходит с пациентом в течение периода времени, например, на выходных. Фиг. 21F изображает вариант осуществления экрана тенденций, отображающий данные тенденций в виде таблицы, которую можно перетянуть вверх для отображения истории данных, как показано на фиг. 61.
[00404] Фиг. 51G изображает вариант осуществления экрана меню. При нажатии кнопки меню пользователь имеет доступ к кнопке отображения установок режима искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений, калибровке вручную высоких пределов, калибровке вручную низких пределов, автокалибровке, установкам и значениям по умолчанию. Элемент помощи может также быть доступен, где есть FAQ. Доступный для поиска IFU может также быть доступен в Помощи. Вход в клинические и биомедицинские установки может быть защищен паролем для ограничения или может быть запрограммирован для открытия доступа отдельному идентификатору или группе идентификаторов пользователей. В некоторых вариантах осуществления установки могут включать возможность для пользователя создавать и подгонять предварительные установки для сигнализации, таймера, аварийных пределов, целевого NO по умолчанию и пр. на основе типа пациента или состояния заболевания пациента или отдела. Типичный экран пользовательского интерфейса показан на фиг. 62.
[00405] При нормальном использовании пользовательский интерфейс может быть статичным или анимированным. Анимация на экране может предупреждать пользователя о факте того, что система работает надлежащим образом. В варианте осуществления анимация представлена в виде изображения легкого со стрелками или точками, представляющими поступление газа с NO в легкое. Газ с NO, находящийся в легком, может также отображаться. В некоторых вариантах осуществления анимация легкого может точно представлять удары в минуту в режиме реального времени. В ручном режиме анимация мешка на экране может уведомлять пользователя о факте того, что система находится в ручном режиме и система работает надлежащим образом. Анимация мешка может быть мигающей анимацией, переключающейся между окрашенным мешком, представляющим мешок, заполненный газом, и неокрашенным мешком, представляющим пустой мешок, или анимацией, показывающей постепенное надувание и сдувание мешка.
[00406] Пользовательский интерфейс может также отображать дыхательный объем пациента, измеренный интегрированными измерениями расхода газа в пути потока устройства вентиляции легких. Для увеличения точности расчета дыхательного объема система может использовать измеренный расход в линии вдоха при выдохе пациента как указание отклоненного потока устройства вентиляции легких.
[00407] Пользовательский интерфейс может содержать различные экраны и элементы. В некоторых вариантах осуществления анимация легкого может использоваться с лекарством, проходящим в легкое и назад. Например, показанное легкое может быть изначально окрашено черным внутри. Когда лекарство поступает в легкое, окрашивание показанного легкого может изменяться сверху вниз для придания цвета легкому (такого как розовый). Когда пациент выдыхает, розовое окрашивание отступает, и показанное легкое может снова стать черным. Дисплей может также содержать анимацию NO, протекающего через мешок, для указания доставки NO в мешок. Например, градиент может быть показан, перемещающийся от одного конца изображения мешка к другому. Мешок может быть пустым (черным) или окрашенным для указания присутствия лекарства.
[00408] Когда у пациента отлучают от искусственной вентиляции легких при помощи автоматического устройства вентиляции легких и переводят на искусственную вентиляцию легких с помощью ручных приспособлений (т.е. с мешком), существует риск того, что концентрация доставляемого NO изменяется с первого режима на следующий. Это может приводить к негативным последствиям для пациента. Одной концепцией для предотвращения быстрого изменения концентрации доставляемого NO является автоматическая установка в системе получения NO концентрации NO для искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений на том же уровне, как было в устройстве вентиляции легких. Обратное также применимо, когда доставка NO изменяется с мешка на доставку устройством вентиляции легких. Система не позволяет пользователю переключать режимы, если поток не детектируется в желаемом режиме.
[00409] ОЧИСТИТЕЛЬ
2
2
[00410] Путь очистки может иметь различные размеры, форму и конструкцию. В некоторых вариантах осуществления можно использовать путь очистки с круглым профилем с внутренним диаметром приблизительно 0,25 дюйма. Будет понятно, что другие небольшие сечения также можно использовать в зависимости от расхода газа. В примере стандартные коммерчески доступные очистители (United Filtration P/N DIA-BNMB) имеют внутренний диаметр 2 см, длину 3 см и 6 г материала очистителя. Он имеет 0,25 дюймовый штуцер с каждой стороны для входа и выхода газа. Путем снижения площади сечения можно обеспечить контакт всего материала очистителя с газом даже при низких расходах. Это позволяет заметно увеличить эффективность очистителя, снижая части на миллион NO в выходящем потоке и повышая срок службы очистителя. Срок службы очистителя можно определять подверганием очистителя имитированному клиническому сценарию, пока уровни NO не достигнут клинически соответствующего порогового значения, например, 5 частей на миллион. В некоторых вариантах осуществления площадь сечения очистителя поддерживается небольшой, что обеспечивает больший контроль на длине пути прохождения газов и повышает эффективность очистителя. Преимуществом наличия относительно небольшого сечения является то, что газ проходит с большей скоростью, активнее смешивается и контактирует с материалом очистителя.
[00411] В некоторых вариантах осуществления система имеет два независимых пути очистки. Первый путь очистки представлен для доставки NO устройства вентиляции легких, а второй путь очистки является резервным для доставки устройства вентиляции легких или устройства вентиляция легких с помощью ручных приспособлений.
[00412] Очиститель может содержать один или несколько путей через материал очистителя. Поскольку газ будет проходить по самому короткому пути, длинный путь очистки с небольшой площадью сечения используется, а не короткий путь с большой площадью сечения. Для размещения длинного пути очистки более компактно, путь очистки может иметь конструкцию с обратными включениями, напоминающую лабиринт. Многие конструкции путей очистки можно использовать, включая, помимо прочего, спираль из трубки для компактной упаковки.
[00413] Очиститель может быть изготовлен из различных материалов. В некоторых вариантах осуществления материал очистителя представляет собой натронную известь, которая является комбинацией гидроксида натрия, гидроксида калия и гидроксида кальция. Натронная известь доступна во множестве физических форм, включая цилиндры и полусферы.
[00414] Натронная известь хрупкая и может трескаться при обработке. Когда натронная известь трескается, частицы натронной извести могут проходить через путь очистки и забивать фильтр на выходе. В одном варианте осуществления, показанном на фиг. 63, путь 770 очистки имеет множество фильтров 772 тонкой очистки, расположенных с промежутками на пути потока для улавливания частиц натронной извести. Эта конструкция ограничивает количество частиц, которые могут собраться в любом одном фильтре.
2
2
[00415] В некоторых вариантах осуществления натронная известь составлена или смешана с материалом, который повышает ее жесткость, в то же время сохраняя поглощение NO. В некоторых вариантах осуществления натронная известь смешивается с сахаром для повышения жесткости. В некоторых вариантах осуществления эластичная полимерная оболочка, которая проницаема для NO, помещается вокруг одной или нескольких частиц натронной извести. В некоторых вариантах осуществления эластичная подложка покрывается натронной известью для предотвращения растрескивания натронной извести. В некоторых вариантах осуществления эластичная подложка представляет трубку с покрытием внутренней стенки натронной известью. В некоторых вариантах осуществления частицы натронной извести внедрены в пористую структуру (пенопласт с открытыми порами). Пенопласт защищает натронную известь от сжатия и сдвига, в то же время сохраняя открытый путь для газа и способность собирать частицы. В некоторых вариантах осуществления натронная известь упаковывается в трубку с жесткими стенками для защиты гранулированного материала от раздавливания. В некоторых вариантах осуществления гранулы натронной извести смешивают с эластомерными или относительно мягкими гранулами в объеме, так что мягкие гранулы защищают гранулы натронной извести при приложении усилия вытеснения и/или вибрации. В некоторых вариантах осуществления поток газа через слой частиц натронной извести вертикальный относительно силы тяжести, так что частицы осаждаются на дне камеры, когда расход газа достаточно низкий или его нет.
[00416] В некоторых вариантах осуществления путь потока продукционного газа в устройстве получения NO сконструирован для секвестирования частиц натронной извести для предотвращения закупоривания фильтра частицами. В некоторых вариантах осуществления путь потока воздуха в одном или нескольких местах в очистителе имеет резкие повороты, обычно порядка 90 градусов или более. Когда воздух протекает вокруг поворота, частицы с большой массой проходят по внешней стороне поворота из-за центробежной силы, где они собираются. В некоторых вариантах осуществления частицы собираются в кармане или камере, пневматически соединенной с путем воздуха. В другом варианте осуществления частицы собираются на адгезивной поверхности. В некоторых вариантах осуществления частицы внедряются в пенопласт с открытыми порами.
[00417] Может быть важным заполнение пути очистки и поддержание непрерывного заполнения пути материалом очистителя. Например, если 2-мерный путь используют, и он ориентирован в горизонтальной плоскости, материал очистителя может осаждаться на дне пути, оставляя беспрепятственный путь для газа над материалом очистителя. В варианте осуществления воздушное пространство сверху лабиринтного пути заполняется пенопластом с закрытыми порами или другим сжимающимся материалом-наполнителем, который совместим с NO, для предотвращения того, что газ избегает материала очистителя. В варианте осуществления 2-мерный путь используют с плоскостью перемещения газа, ориентированной в вертикальном направлении, так что газ вынужден проходить через материал очистителя, когда он проходит вниз ниже препятствий на пути газа. Преимуществом этого подхода является то, что осаждение материала очистителя из-за силы тяжести и вибрации от транспортировки не влияет на эффективность очистителя. В варианте осуществления путь очистки проходит в 3 или более направлениях, так что осаждение материала очистителя не вводит путь потока газа, который избегает прохождения через материал очистителя. В варианте осуществления длинный, тонкий путь очистки также создается путем заполнения трубки материалом очистителя. Трубка может быть спиралевидной, закрученной, согнутой или иным образом направленной как часть одноразового устройства. Отлитые как одно целое цилиндры или другие формы можно добавлять в картридж для обеспечения структуры для оборачивания трубок очистителя, чтобы их упаковывать на небольшом пространстве без перекручивания трубки. Ссылаясь на фиг. 64, корпус 780 картриджа показан с пятью цилиндрами 782 для оборачивания трубок очистителя. Трубки могут быть изготовлены из различных материалов, включая эластомерный материал, такой как Tygon, или более жесткий материал, такой как нержавеющая сталь или Teflon.
2
[00418] В некоторых вариантах осуществления путь очистки содержит 2-мерный путь с переключением на обратный ход или лабиринт, ориентированный в вертикальном направлении для обеспечения контакта газа с очистителем. В варианте осуществления путь очистки содержит 2-мерный извилистый путь, ориентированный в горизонтальной плоскости с непроницаемым матер налом-наполнителем сверху для предотвращения того, что газ не будет протекать через материал очистителя. В варианте осуществления путь очистки включает путь, который проходит в 3 ортогональных направлениях (или дополнительных направлениях) для обеспечения того, что газ будет протекать через очиститель, несмотря на ориентацию картриджа. В варианте осуществления путь очистки содержит трубку (например, жесткую трубку или эластомерную трубку), расположенную в корпусе картриджа. В некоторых вариантах осуществления путь очистки имеет площадь сечения менее 0,5 см, что может повышать срок службы очистителя путем обеспечения того, что газ контактирует со всем очистителем. В некоторых вариантах осуществления картридж может перенаправлять газ, текущий по одному пути очистки, в другой путь очистки. В некоторых вариантах осуществления материал очистителя сжимается пружиной, так что материал очистителя остается упакованным после разрушения и осаждения из-за удара, обращения и/или вибрации. В некоторых вариантах осуществления может использоваться система, которая может генерировать NO из двух или более независимых плазм, направляя NO по двум или более независимым путям очистки и поглощая поток NO в одном потоке воздуха для пациента.
[00419] В некоторых вариантах осуществления очиститель может содержать корпус очистителя многократного использования, который позволяет пользователю удалять материал очистителя и добавлять новый материал очистителя. При помощи удаления и замены материала очистителя это позволяет оставшимся компонентам оставаться на месте, тогда как только материал очистителя удаляется в конце лечения.
[00420] Оксид азота очень химически активен, таким образом, выбор материала для картриджа и других деталей системы, которые подвергаются действию NO, важен. В некоторых вариантах осуществления используют полимеры, такие как полиэтилен и полипропилен. Альтернативные полимеры также можно использовать. Одним путем защиты полимера является защитное покрытие поверхности полимера металлом, керамикой, стеклом или материалом очистителя для предотвращения реакции NO. В некоторых вариантах осуществления представлен путь очистки со стенками, изготовленными из материала очистителя.
2
2
[00421] Различные параметры используют для определения длины пути очистки. В некоторых вариантах осуществления длина пути очистки, требуемая для снижения концентраций NO до приемлемых уровней, зависит от исходной концентрации NO, расхода, длины пути очистки, размера очистителя, площади сечения очистителя, числа параллельных путей очистки, температуры и/или давления. Например, взрослый, которого лечат при помощи дыхательной маски, принимающей 60 л/мин воздуха с 40 частями на миллион NO, будет требовать два пути очистки с внутренним диаметром  дюйма, длиной приблизительно 70 см, с потоком 2 л/мин с 300 частями на миллион NO для работы в течение 1 недели. С другой стороны, новорожденные пациенты, вдыхающие 20 частей на миллион при 0,5 л/мин, требуют трубку для очистителя длиной только 6 см с внутренним диаметром  дюйма, который работает по меньшей мере одну неделю. Таким образом, ряд очистителей можно получать, который соответствует расходу, концентрации NO и требованиям длительности для пользователей.
[00422] В некоторых вариантах осуществления один картридж может иметь множество путей очистки с различной длиной. Например, картридж может содержать путь очистки с длиной пути для первичных применений для взрослых и путь очистки с более коротким путем для вентиляции легких пациента с помощью ручных приспособлений и дублированием для первичного контура получения NO. Резервный путь можно также использовать для искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений.
[00423] В некоторых вариантах осуществления картридж может содержать множество путей очистки, причем каждый путь имеет отлитые как одно целое затворы, блокирующие поток воздуха в них и из них. В зависимости от применения, для которого предназначен картридж, ушки в полученной литьем под давлением детали выламываются при изготовлении для обеспечения потока газа через конкретные пути очистки.
[00424] Путь очистки для искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений может также служить как резервный контур для доставки NO устройства вентиляции легких, если происходит отказ в любой части контура NO устройства вентиляции легких. Переключающий клапан облегчает пользователю выбор между ручным режимом и режимом с устройством вентиляции легких для второго контура. Приведение в действие клапана может быть вручную, автоматическим или контролируемым программным обеспечением. Для действия вручную рычаги, вращающиеся ручки, двухтактные клапаны, скользящие органы регулировки или другой любые ручной механизм можно использовать. Контролируемые программным обеспечением варианты включают приведение в действие соленоидом клапана, или физическим зацеплением механизма на картридже, или прикладывая электромагнитную силу к куску железа в клапанном механизме картриджа. В некоторых вариантах осуществления переключатель вентиляции с помощью ручных приспособлений/устройство вентиляции легких может быть смещен к опоре устройства вентиляции легких. Например, переключатель может оставаться только в ручном положении, когда действующее устройство вентиляция легких с помощью ручных приспособлений соединено с системой. В варианте осуществления оптический датчик в контроллере может детектировать положение переключателя и отображать пользователю, что ручной режим включен на экране или дисплее. Обеспечение также поддержания контуром устройства вентиляция легких с помощью ручных приспособлений функции устройства вентиляции легких предотвращает необходимость в третьем пути очистки для обеспечения как резервного поддержания устройства вентиляции легких, так и ручного элемента.
[00425] Картридж может содержать один или несколько клапанов в точке выхода путей очистки для предотвращения входа содержимого контура вентиляции легких в очиститель. Клапаны могут быть активными (такими как соленоидный клапан) или пассивными (такими как клапан с качающейся головкой). Будет понятно, что любой тип клапана или другого соединения можно использовать в точке выхода пути очистки для предотвращения обратного течения из контура вентиляции легких, соединенного с картриджем.
[00426] Один или несколько выпускных фильтров могут располагаться между материалом очистителя и искровой камерой для предотвращения миграции материала очистителя в искровую камеру. Фильтр также может располагаться между очистителем и контуром вентиляции легких для предотвращения миграции материала очистителя в контур устройства вентиляции легких.
2
2
2
2
2
2
2
[00427] При некоторых условиях NO может превращаться назад в NO. В одном варианте осуществления устройство получения NO подвергает NO + воздух действию нагретого молибденового элемента, который катализирует превращение NO в NO. В другом варианте осуществления содержащий NO газ подвергается действию нагретой поверхности из карбида металла, который превращает NO назад в NO. В другом варианте осуществления источник УФ-излучения с длиной волны приблизительно 380 нм используют для превращения NO в потоке газа назад в NO. В другом варианте осуществления интенсивность и длительность плазмы достаточны для превращения всего кислорода в образце воздуха в NO, при этом оставляя следовые количества кислорода для окисления NO. В некоторых вариантах осуществления, в которых превращается большая доля доступного кислорода в NO, возможно, что очиститель для удаления NO может не требоваться, если исходные уровни получения NO достаточно низки.
[00428] ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ КОНСТРУКЦИЯ
[00429] Система получения NO содержит различные трубки и коллекторы для направления реагентов и продукционных газов через систему. В одном варианте осуществления один коллектор обеспечивает пневматический путь для одного или нескольких из следующих пневматический элементов: резервуар для воздуха, измерение давления в резервуаре, пропорциональный клапан (т.е. регулятор расхода), измерение расхода газа-реагента, плазменная камера, поверхность для установки набора электродов, установка датчика давления плазменной камеры, установка направляющего устройства для потока, установка перепускающего клапана, направление от путей плазмы в датчики анализа газа, направление продукционного газа в путь очистки, направление продукционного газа через направляющее устройство для потока, которое выбирает между мешком и устройством вентиляции легких, направление продукционного газа в картридж устройства вентиляции легких и пр.
[00430] В некоторых вариантах осуществления пневматические пути осуществляются более чем одним коллектором. В одном варианте осуществления есть коллектор для каждого резервного пути.
[00431] В некоторых вариантах осуществления есть три пути очистки: первый путь устройства вентиляции легких, второй путь устройства вентиляции легких и путь искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений (контур с мешком).
[00432] В некоторых вариантах осуществления пневматический путь последовательно разделен, причем меньшие коллекторы сниженного объема принимают газ-реагент и продукционные газы последовательно. В одном варианте осуществления один коллектор принимает одно или несколько из следующего: давление резервуара газа-реагента, установка пропорционального отверстия, измерение расхода газа-реагента, давление плазменной камеры. В некоторых вариантах осуществления коллектор работает как часть корпуса резервуара для воздуха; как заглушка, пробка или сам корпус резервуара для воздуха, например.
[00433] В одном варианте осуществления набор электродов содержит коллектор с впускным отверстием для газа-реагента и выпускным отверстием для продукционного газа. В одном варианте осуществления коллектор является металлическим для обеспечения электромагнитного экранирования. Набор электродов/коллектор может заменяться пользователем как блок в качестве части обычного ремонта. Один подход к конструкции состоит в направлении газов к электродам, а не направлении тока к электродам. Это из-за того, что газ легко направлять в системе при помощи труб. Ток тоже легко направлять по проводам, однако, высокое напряжение, требуемое для возбуждения плазмы, генерирует EMI. Таким образом, длина электрического проводника должна минимизироваться. В одном варианте осуществления плазменная камера расположена в клетке Фарадея, причем пути газа проходят в клетку Фарадея и из нее. В одном варианте осуществления набор электродов/коллектор находится в той же клетке Фарадея, что и контур высокого напряжения и электрические проводники от контура высокого напряжения к набору электродов.
[00434] В одном варианте осуществления один коллектор вмещает пневматические каналы и соединения для следующих элементов: измерение давления плазменной камеры, пропорциональный клапан для коррекции высоты, перепускные клапаны для отвода потока на датчики анализа газа, направляющее устройство(а) для потока для направления продукционных газов к датчикам, направляющее устройство(а) для потока для направления продукционных газов в конкретные пути лечения (лечение при помощи устройства вентиляции легких относительно вентиляции легких при помощи ручных приспособлений - мешка, например), направление газов на путь очистки, направление газов из пути очистки в путь впрыска NO, направление газов в инжектор NO, направление газов в картридж устройства вентиляции легких и пр.
[00435] Фиг. 65-68 показывают различные варианты осуществления пневматических схем.
2
2
[00436] Фиг. 65 изображает типичную пневматическую конструкцию 790 для системы получения и доставки NO. Сверху слева на графике образцы 792 газа, полученные в контуре лечения (снизу справа на фигуре, отмеченной «А»), поступают в систему через фильтр 794 и проходят через влагоотделитель 796. В некоторых вариантах осуществления этот фильтр 794 является одноразовым, так что пользователь может заменять его при необходимости, когда он забивается. Дополнительный фильтр 798 после влагоотделителя 796 защищает датчики анализа газа от загрязнителей. Образцы газа затем протекают через насос 800, а затем через отверстие 802 постоянного сечения, которое ограничивает расход газа через датчики и уменьшает пульсацию потока образца газа. Газ затем протекает через трубку 804 из Nafion для добавления влажности образцу из атмосферы в случае, когда образцы газа очень сухие. Затем образец газа протекает через один или несколько датчиков анализа газов. Показаны датчики 806, 808, 810 для NO, NO и О. Датчик разности давлений, показанный слева блока датчиков, используется для измерения расхода через коллектор 812 датчиков газа. Этот расход можно использовать, чтобы убедиться, что насос для отбора образцов работает. Датчик абсолютного давления около конца (дна) коллектора датчиков используют для измерения атмосферного давления. Газы выходят из коллектора датчиков и протекают через Т-образное соединение, где один патрубок соединен с атмосферным давлением, а другой патрубок соединен с внешним отверстием в устройстве. Первый патрубок соединен с атмосферой для предотвращения влияния вакуума больницы на расход через коллектор датчиков газа и потенциального влияния на лечение пациента. Внешнее отверстие может быть соединено с вакуумом больницы или сразу выпускается в атмосферу.
[00437] Перемещаясь направо на фиг. 65, сверху диаграммы есть впускное отверстие 814 для приема газа-реагента в систему. В некоторых вариантах осуществления это 22 мм соединение для медицинского воздуха. Входящий газ-реагент протекает через фильтр 816 для удаления частиц, затем раздваивается на два параллельных пути получения NO. Каждый путь состоит из насоса 818а, 818b, резервуара 820а, 820b, датчика 822а, 822b давления в резервуаре, пропорционального клапана 824а, 824b расхода, отверстия постоянного сечения, датчика 826а, 826b давления плазменной камеры и плазменной камеры 828а, 828b. После плазменной камеры 828а, 828b каждый путь потока имеет направляющее устройство 830а, 830b для потока, которое может направлять газы или в коллектор 812 датчиков газа, или во вдыхаемый пациентом воздух. Эти боковые пути для коллектора 812 датчиков газа позволяют системе оценивать полученный газ и/или перенаправлять газы в плазменную камеру, а не пациенту. После боковых путей анализа газа, один из путей газа использует направляющее устройство 832 для потока для выбора, будут ли продукционные газы протекать в контур вентиляции легких (В на фигуре) или в выпускное отверстие мешка для ручной вентиляции (С на фигуре). Газы затем протекают через три параллельных канала скруббера в одноразовом картридже 833. Каналы скруббера состоят из фильтра, материала скруббера, второго фильтра и клапана одностороннего действия. Клапан одностороннего действия обеспечивает, что давления и материалы извне системы не входят в картридж и контроллер.
[00438] В нижнем правом углу фиг. 65 изображены настройки лечения. В контуре 834 устройства вентиляции легких вдыхаемые газы выходят из устройства вентиляции легких и поступают в картридж 836 устройства вентиляции легких. Газы протекают через два датчика 838, 840 расхода. В некоторых вариантах осуществления датчики расхода измеряют давление, влажность и температуру помимо расхода. Содержащий NO продукционный газ сливается с потоком инспирации после датчиков расхода. Поток инспирации продолжает идти через НЕРА-фильтр 842, увлажнитель 844 и на Т-образное соединение 846, где образцы газов отбираются, затем к пациенту.
[00439] Также в нижнем правом углу фиг. 65 показан контур 848 вентиляции легких с помощью ручных приспособлений - мешка. Вдыхаемые газы получают из смесителя/выпускного отверстия в стене/баллона 850 и поступают в картридж 836 устройства вентиляции легких. Поток измеряют в картридже 836 устройства вентиляции легких перед добавлением содержащего NO газа. Газы протекают через необязательный увлажнитель 852 и в Т-образное соединение 854, где образцы газа отбирают, а затем к пациенту.
[00440] Система, изображенная на фиг. 66, аналогична системе, изображенной на фиг. 65, за исключением того, что первое направляющее устройство 860 для потока во вторичной линии получения NO выбирает между потоком во вдыхательный патрубок и потоком в устройство вентиляции легких при помощи ручных приспособлений/датчики газа, затем второе направляющее устройство 862 для потока выбирает между потоком в контур вентиляции при помощи ручных приспособлений - мешка и коллектором датчиков газа. Одним преимуществом такой конструкции является то, что ограничение потока первичной и вторичной линий получения NO идентичны. Другим признаком этой системы является то, что клапан на входе коллектора датчиков газа из обводных линий может приводиться в действие вместе с клапанами направляющего устройства для потока для создания закрытого объема, который можно тестировать на утечки при самотестировании системы. Закрытый объем содержит пневматические пути между насосом и блоком датчиков газа, включая плазменную камеру.
[00441] Фиг. 66 также изображает вариант осуществления части многократного пользования системы, где коллектор разделен на верхний коллектор 864, нижний коллектор 866 и заменяемые плазменные камеры 868а, 868b. Разделение функций коллектора на множество коллекторов облегчает изготовление коллектора и исключает или минимизирует необходимость в прокладках и пробках, которые могут приводить к утечке в системе. Верхний коллектор 864 находится вблизи резервуара или является его частью. В одном варианте осуществления коллектор служит в качестве заглушки для трубчатого резервуара. В другом варианте осуществления резервуар представляет объем в верхнем коллекторе. Нижний коллектор 866 вмещает удаляемые плазменные камеры и направляет газы в картридж 833 очистителя. В этом варианте осуществления картридж очистителя пневматически соединен непосредственно с картриджем устройства вентиляции легких для снижения времени перехода NO и снижения числа пневматических соединений. Фиг. 66 изображает систему без НЕРА-фильтра на выходе системы получения NO.
[00442] Фиг. 67 изображает вариант осуществления системы, который сильно подобен системам, изображенным на фиг. 65 и фиг. 66. Одним отличием является то, как газ для датчиков анализа перенаправляется. Образцы газа из первичного пути перенаправляются при помощи направляющего устройства для потока, тогда как газы из вторичного пути протекают через клапан в путь датчика газа. Эта конструкция предлагает преимущество, заключающееся в том, что ограничение потока для первичного и вторичного путей потока будет идентичным, при этом снижая расхождения в работе между резервными путями получения NO. Другим уникальным признаком этой системы является то, что она не имеет резервуаров и основана только на давлении, генерируемом в линии между насосом и пропорциональным клапаном. В общем, есть небольшой объем, делающий эту конструкцию наиболее пригодной для новорожденных и пациентов и с низкой пульсацией NO.
2
[00443] Фиг. 68 обеспечивает дополнительные детали нижнего коллектора. Газ-реагент поступает в коллектор через впускное отверстие 882 для газа сверху. Газ проходит через стенку коллектора 884 электродов и в прорезь с внешней стороны блока 886 электродов. Прорезь герметизируется в отверстии в наборе электродов при помощи кольцевых уплотнений 888. Прорезь проходит по окружности блока электродов для предотвращения глухого канала, который может удерживать поток заторможенного газа, который может превращаться в NO. Газ протекает из прорези в полость в блоке электродов, которая служит в качестве плазменной камеры. Набор электродов состыковывается с блоком электродов для герметизации камеры при помощи кольцевого уплотнения. Блок электродов повернут определенным образом, так что он входит в блок электродов только в одной ориентации. После пропускания через плазму, продукционный газ выходит через отверстие в стенке блока электродов во вторую прорезь, проходящую по окружности. Газ выходит из прорези в набор электродов, а затем в коллектор устройств отклонения потока, где он проходит через устройство отклонения потока, как описано выше. Набор электродов закреплен на коллекторе устройств отклонения потока резьбовыми соединениями, и кольцевые уплотнения обеспечивают герметизацию для каждого пневматического соединения.
[00444] Как указывалось выше, блок электродов герметизируется в коллекторе электродов при помощи трех кольцевых уплотнений. Блок электродов может быть изготовлен или из полимера, или из металла. В одном варианте осуществления он изготовлен из алюминия из-за его высокой теплопроводности, что способствует охлаждению. Ребра теплоотвода на закрытом конце блока электродов обеспечивают дополнительную площадь поверхности для помощи в отводе тепла от плазменной камеры к воздуху конвекционного охлаждения в кожухе устройства. Элемент для отвода на конце блока электродов состоит из провода, который может быть захвачен пальцем и потянут для удаления блока электродов из набора электродов. Одно преимущество этой конструкции состоит в том, что блок электродов, заменяемый в случае, когда он повреждается при использовании или принимает достаточное количество распыленных материалов, так что активность электрода нарушается. Блок электродов закреплен на коллекторе электродов винтами, зажимом или некоторым другим элементов. В одном варианте осуществления никаких инструментов не требуется для удаления блока электродов. Одним преимуществом варианта осуществления, изображенного на фиг. 92, является то, что набор электродов можно удалить со съемной панели сзади устройства получения NO путем удаления блока электродов, замены набора электродов и повторной вставки блока электродов.
[00445] На дальней стороне фиг. 68, изоляционный башмак 896 показан для предотвращения закорачивания инородными материалами набора электродов. Высокое напряжение прикладывают к центральному электроду набора электродов при помощи электрического контакта. Обратное соединение 898 электродов контактирует с оболочкой заземления набора электродов для завершения контура высокого напряжения.
[00446] ВВЕДЕНИЕ ПОТОКА NO В ПОТОК ИНСПИРАЦИИ
[00447] Впрыск NO в поток инспирации
2
[00448] Система получения NO требует времени для измерения потока инспирации, регулирования параметров получения NO, получения NO, очистки от NO и доставки NO в поток инспирации. Эта задержка времени реакции создает сдвиг фаз между потребностью в NO и доставкой NO. Если доставка NO отстает от потребности, концентрация в потоке инспирации может быть низкой в начале импульса вдоха и высокой в конце импульса вдоха.
[00449] В некоторых вариантах осуществления NO вводят в поток инспирации как струю с более высокой скоростью, чем у основного потока инспирации. Это позволяет NO входить в поток инспирации, чтобы сдвинуть задержку фазы и "догнать" поток инспирации.
[00450] Например, болюс NO, предназначенный для дозы болюса вдыхаемого воздуха, может поступать после того, как инспираторный болюс прошел инжектор NO, но может догнать инспираторный болюс путем наличия большей скорости.
[00451] В некоторых вариантах осуществления поток NO впрыскивают через трубку небольшого диаметра, концентрическую трубке, через которую проходит поток вдыхаемого воздуха. Небольшая площадь увеличивает скорость обогащенного по NO продукционного газа, когда он входит в поток инспирации. В некоторых вариантах осуществления расход NO выбирают на основе времени задержки системы. Пропорциональный клапан является одним путем регулирования потока NO. В некоторых вариантах осуществления выровненная по оси форсунка значительно меньше, чем трубка доставки, для создания струи NO для подпитки задержки системы с целью создания хорошо смешанной регулируемой концентрации.
[00452] Впрыск NO
[00453] Давление в контуре инспирации изменяется. Устройство получения NO генерирует продукционные газы с большим давлением, чем давление в контуре инспирации, так чтобы был поток из устройства получения NO в контур инспирации. В одном варианте осуществления большой и быстро реагирующий насос используют для изменения давления и расхода газа, при необходимости, для обеспечения потока NO в поток инспирации. В другом варианте осуществления меньший насос используют для заполнения резервуара для воздуха до давления, которое выше, чем в контуре инспирации. Объем резервуара выбирают на основе максимального давления контура инспирации и максимального объема болюса NO, который требуется. В этом подходе с резервуаром система может доставлять высокий расход и высокое давление в течение короткого периода времени, которое достаточно для дозирования болюса NO во вдыхаемые газы. Между вдохами резервуар для воздуха перезаряжается, так что он готов дозировать следующий инспираторный болюс.
[00454] В связи с тем, что NO имеет период полураспада в теле, который длится дольше вдоха, не обязательно дозировать на каждый вдох для поддержания желаемой физиологической реакции. В одном варианте осуществления устройство получения NO дозирует в поднабор вдохов. В одном варианте осуществления доставка NO установлена на каждый второй вдох. В одном варианте осуществления доставка NO основана на доставке установленного числа молекул NO в единицу времени.
[00455] В некоторых вариантах осуществления система получения NO повышает давление газа выше по потоку относительно инжектора NO и высвобождает импульс газа в конкретное время в дыхательном цикле. В одном варианте осуществления газ под высоким давлением хранят в плазменной камере перед высвобождением.
[00456] В некоторых вариантах осуществления газ-реагент под высоким давлением хранят в резервуаре, расположенном до плазменной камеры. В одном варианте осуществления средства регулирования расхода расположены между резервуаром для воздуха и плазменной камерой для изменения расхода газа через плазменную камеру. В другом варианте осуществления средства регулирования расхода расположены после плазменной камеры, так что плазменная камера находится под таким же давлении, что и резервуар для воздуха.
[00457] В одном варианте осуществления резервуар для газа, содержащий продукционный газ, расположен после плазменной камеры. Средства регулирования расхода (пропорциональный клапан, например) расположены между резервуаром для газа и инжектором NO.
[00458] Сброс давления может быть в ответ на обнаруженное событие вдоха, в предвидении события вдоха на основе времени перед событиями, на основе измерения физиологического параметра, на основе сигнала запуска от внешнего устройства (устройства вентиляции легких, например), на основе потока данных от внешнего устройства.
[00459] Путем регулирования давления выше по потоку относительно инжектора NO система может модулировать расход NO в газе, который поступает в поток инспирации.
[00460] Рециркуляция NO
[00461] В некоторых вариантах осуществления систем терапии при помощи вдыхаемого оксида азота пневматический путь проводит газ в одном направлении от источника NO (т.е. бака или устройства получения) к точке, где обогащенный по NO газ впрыскивают в поток контура инспирации (фиг. 69).
[00462] В некоторых вариантах осуществления может обеспечиваться рециркуляция газа между источником 900 NO и точкой впрыска 902 (фиг. 69). Это можно использовать со всеми типами систем получения NO, описанными в настоящем документе, включая амбулаторные системы и острые применения, например, с находящимся на расстоянии инжектором NO.
2
2
2
2
[00463] При стандартной температуре и давлении оксид азота реагирует с кислородом с получением диоксида азота (NO). NO является токсичным загрязнителем, воздействие которого на человека следует ограничивать. Скорость окисления NO представляет скорость образования NO. Скорость реакции увеличивается, когда концентрация NO выше, или концентрация кислорода выше. Реакция не очень чувствительна к температуре около стандартной температуры и давлении. При лечении вдыхаемым NO необходимо поддерживать постоянную концентрацию вдыхаемого NO, в то же время минимально разбавляя поток инспирации. Таким образом, источник NO обычно имеет приемлемо высокую концентрацию (~500-1000 частей на миллион). Если источник NO представляет собой бак с сжатым газом, и остальной газ представляет инертные частицы, такие как азот, значительно образование NO происходит только в контуре инспирации, после того как обогащенный по NO газ смешивается в соответствующей доли с потоком инспирации для получения желаемой концентрации дозы.
2
2
[00464] В некоторых вариантах осуществления электрическую дугу используют для получения оксида азота из атмосферного воздуха. Оксид азота (NO) присутствует в концентрации порядка 50-5000 частей на миллион в зависимости от желаемой дозы и потока инспирации. Однако оставшийся кислород и азот остаются фактически неизменными относительно атмосферных концентраций приблизительно 21% и 78%, соответственно. Таким образом, NO образуется с момента получения NO в дуге. Некоторая часть этого NO может быть химически удалена после электрического генератора NO перед смешиванием обогащенного по NO газа с потоком инспирации.
2
2
2
[00465] В зависимости от конкретной конструкции пневматического контура и конкретной скорости потока инспирации и терапии при помощи NO время удержания обогащенного по NO, обогащенного по О газа в объеме после химического удаления NO, но перед впрыском, может быть избыточным. Избыточное время удержания приводит к большему образованию NO.
2
2
[00466] В некоторых вариантах осуществления существует контур рециркуляции обогащенного по NO газа. Газ постоянно циркулирует, и только часть отводится во вдыхательный патрубок. Рециркуляция ограничивает время удержания, поэтому образование NO можно ограничить. Кроме того, газ, который возвращается в источник NO, можно "повторно очищать" для ограничения таким образом накопления NO.
2
[00467] Фиг. 70 показывает вариант осуществления контура 910 рециркуляции, который непрерывно удаляет NO из содержащего NO газа. Клапан открывается для впрыска содержащего NO газа, направленного генератором 912 NO. В некоторых вариантах осуществления открытие клапана происходит на вдох пациента.
2
2
[00468] Фиг. 71 показывает вариант осуществления системы, где рециркулированный газ 920 протекает назад через генератор 922 NO. Это приемлемо, поскольку только часть N и О превращается в NO в плазменной камере. Таким образом, дополнительный NO можно получить из того же воздуха.
[00469] Поток обогащенного по NO газа можно направлять во вдыхательный патрубок путем закрытия клапана впрыска на ветви траектории возвращения, иначе обогащенный по NO газа непрерывно рециркулируется в контуре.
[00470] САМОТЕСТИРОВАНИЕ (КАЛИБРОВКА)
2
[00471] Есть различные подходы, которые можно использовать, чтобы убедиться в том, что система получения NO работает, как ожидается, убедиться в том, что датчики газа работают, как ожидается, и/или калибровки системы. Будет понятно, что калибровка и самотестирование являются взаимозаменяемыми, и в некоторых вариантах осуществления относятся к тестированию получения NO и реакции датчиков. Некоторые из этих подходов могут значительно снижать время и сложность калибровки. В некоторых вариантах осуществления используют калибровочный картридж, а в некоторых вариантах осуществления используют обвод калибровочного газа внутри контроллера лечения. Оба варианта осуществления пользуются тем фактом, что регулируемая плазма генерирует известные количества NO. Плазму регулируют, принимая во внимание одно или несколько из следующего: давление окружающего воздуха, температура окружающей среды, влажность, скорость зажигания, цикл нагрузки искры, расход воздуха. Будет понятно, что другие факторы также можно рассматривать при регулировании плазмы и калибровки системы. Подходы к калибровке, описанные в настоящем документе, могут обеспечивать до 70% экономии времени из-за снижения вовлеченности пользователя и возможности одновременной проверки работы датчиков NO и NO, а также выхода газа.
2
2
2
[00472] В некоторых вариантах осуществления, показанных на фиг. 72, калибровочный картридж 930 направляет выход содержащего NO/NO газа из плазменной камеры 936 через обвод 934 на вход камеры датчиков перед очисткой от NO. Путем контроля активности плазмы согласно условиям окружающей среды и желаемым уровням концентраций NO и NO датчики можно подвергать известным высоким или низким значениям для калибровки датчиков. Хотя точность этого подхода не на том же уровне, что и калибровка с прослеживаемым калибровочным газом, этот тест может обнаружить проблемы в работе системы с минимальными усилиями со стороны пользователя. Фиг. 72 показывает вариант осуществления калибровочного картриджа 930. Калибровочный картридж 930 может содержать чип 932 RFID, штрих-код и уникальный механический интерфейс или другие средства автоматической идентификации контроллером. Система может автоматически входить в режим калибровки, когда калибровочный картридж 930 был вставлен и обнаружен. Чип 932 RFID может также содержать калибровочные постоянные для конкретного картриджа, если изменения от картриджа к картриджу достаточны для гарантирования этого уровня контроля. Будет понятно, что другие механизмы идентификации можно использовать вместо чипа RFID или в дополнение к нему, включая, помимо прочего, 2-мерный штрих-код.
2
2
[00473] В некоторых вариантах осуществления калибровочный картридж также содержит дополнительные элементы, такие как угольный фильтр, для удаления NO из атмосферного воздуха, что может обеспечивать нулевые уровни, чтобы калибровка низких уровней не имела сдвига из-за уровней NO в атмосферном воздухе. Калибровочный картридж содержит газовое соединение, а в варианте осуществления он имеет газовое соединение на передней поверхности для добавления газообразных О, NO или NO для калибровки вручную с внешним источником калибровочного газа. Газовое соединение регулируется клапаном, запорным краном, соленоидом или другими средствами. В некоторых вариантах осуществления клапан газового соединения может быть в том же месте, что и переключатель устройство вентиляции легких при помощи ручных приспособлений/устройство вентиляции легких на стандартном картридже для повышения простоты использования.
[00474] В некоторых вариантах осуществления в системе, которая имеет электроды, расположенные в контроллере, выходящие газы из плазменной камеры можно направлять в камеру образцов через путь полностью в контроллере, не проходящий через картридж (фиг. 65, 66, 67, 68). Это позволяет калибровку высоких или низких значений в любое время без необходимости в дополнительном оборудовании в виде калибровочного картриджа или баллона с сжатым газом. Один или несколько обводов от выходного отверстия плазменной камеры к камере датчика газов могут регулироваться контролируемым программным обеспечением клапаном, клапаном с ручным управлением, насосом или любыми другими средствами регулирования расхода. В некоторых вариантах осуществления реакция датчиков газа и выход NO одного пути получения NO можно проверять одновременно, в то же время другой путь получения NO представляет доставку NO пациенту.
2
2
2
2
2
[00475] Тест реакции датчиков (калибровка высоких значений) можно выполнять путем возбуждения плазмы на уровне, который дает известное количество NO и NO. Калибровку низких значений можно выполнять путем остановки возбуждения плазмы и воздействия на датчики атмосферным воздухом. Альтернативно, калибровку низкого уровня для NO и NO можно проводить одновременно с калибровкой высокого уровня для О, поскольку калибровочный газ для О не содержит NO или NO.
[00476] ЛИНИИ ОТБОРА ОБРАЗЦОВ
[00477] Система также содержит одну или несколько линий отбора образцов.
Линия отбора образцов может быть одноразовым компонентом, который используют для передачи образцов газа из вдыхательного патрубка устройства вентиляции легких в датчики анализа газов. В некоторых вариантах осуществления линия отбора образцов представляет трубку с одним или несколькими каналами. Линия отбора образцов может содержать дополнительные элементы, которые могут быть включены в конструкцию для облегчения использования, планирования влияния влажности и накопления вязких материалов, которые могут поступать в линию отбора образцов. В варианте осуществления линия отбора образцов содержит фитинг для установки линии отбора образцов в контур устройства вентиляции легких. Например, линия отбора образцов может содержать Т-образное соединение на ближнем к пациенту конце для облегчения быстрой установки в контур устройства вентиляции легких. Т-образное соединение может быть подогнано под размер для ожидаемого размера трубки устройства вентиляции легких, такого как 22 мм для взрослых. В варианте осуществления образец газа отбирают из центра потока устройства вентиляции легких, а не стенки Т-образного соединения, при этом снижая возможность входа влаги или других материалов в линию устройства вентиляции легких из линии отбора образцов.
2
[00478] Между Т-образным соединением и картриджем/контроллером проходит трубка линии отбора образцов. Трубка линии отбора образцов может иметь различные формы и размеры. В варианте осуществления трубка имеет длину 10 футов (3 м), но можно использовать другие длины. В общем, самая короткая возможная длина трубки является лучшей для минимизации превращения NO в NO в линии отбора образцов и обеспечения датчиков анализа газов своевременным образцом.
[00479] Трубка линии отбора образцов соединяется с фильтром линии отбора образцов. Фильтр линии отбора образцов может иметь различные формы и размеры. В варианте осуществления фильтр линии отбора образцов является 0,2 мкм гидрофильным фильтром диаметром 50 мм с фитингом с фиксатором Люэра на любом конце. Фильтр гидрофильный, так что влага в линии отбора образцов проходит прямо во влагоотделитель. Другие диаметры возможны и будут непосредственно относится к тому, как долго фильтр можно будет использовать перед его закупоркой и необходимостью в замене. Любой тип соединителей можно использовать вместо фитинга с фиксатором Люэра, включая, помимо прочего, нажимно-вытяжные соединители малого диаметра и соединители с резьбой, поскольку они создают воздухонепроницаемое уплотнение.
[00480] В некоторых вариантах осуществления линия отбора образцов может содержать секцию осушения, которая может иметь множество форм. Например, она может быть длинной трубкой из Nation для помощи в перемещении влажности от образца газа в окружающую среду. В варианте осуществления линия отбора образцов может иметь трубку с тремя каналами, где один канал используется для отбора образца газа от пациента. Два других канала можно использовать для измерения скорости потока инспирации пациента. Линия отбора образцов с тремя каналами позволяет измерять образцы газа и расходы в одном месте, обеспечивая синхронизацию по времени данных об образцах газа и расходах. Этот подход также может снижать сложность в картридже.
[00481] ВЛАГООТДЕЛИТЕЛЬ
[00482] Влагоотделитель, как указано выше, заполняется конденсатом и другими материалами из линии инспирации. В некоторых вариантах осуществления пользователь может уведомляться о том, что влагоотделитель практически заполнен перед тем, как не будет потока через влагоотделитель. Уровень жидкости во влагоотделителе можно детектировать различными способами, включая, помимо прочего, оптический, ультразвуковой, гальванический и емкостной. Влагоотделитель может быть связан с одним или несколькими датчиками, и влагоотделитель 942 может располагаться в блоке 940 датчиков (как показано на фиг. 73) или в контроллере. В некоторых вариантах осуществления влагоотделитель может располагаться вблизи источника тепла для помощи в испарении содержимого влагоотделителя из резервуара. В некоторых вариантах осуществления краситель можно добавлять во влагоотделитель для повышения мутности жидкости, которая собирается во влагоотделителе, упрощая ее оптическое детектирование.
[00483] Влагоотделитель можно использовать с переносным генератором NO, который может подвергаться боковому ускорению от движения и/или ориентации относительно силы тяжести. В одном варианте осуществления пенопласт с открытыми порами или губка помещается на дно влагоотделителя для предотвращения всплеска или миграции жидкости. В другом варианте осуществления суперпоглощающий полимер (полиакрилат натрия) помещают в резервуар для контроля миграции жидкостей из резервуара влагоотделителя. В одном варианте осуществления суперпоглощающий полимер находится в упаковке для предотвращения миграции. В одном варианте осуществления упаковка представляет собой гелевый пакет. В другом варианте осуществления упаковка представляет собой перфорированный пакет.
[00484] В некоторых вариантах осуществления влагоотделитель состоит из 1-микронного гидрофильного фильтра, отделителя воды, резервуара и 0,22 микронного фильтра для защиты датчиков. В одном варианте осуществления резервуар отделен от отделителя воды для простоты опустошения. В одном варианте осуществления есть активируемый поршнем фитинг малого диаметра на резервуаре для слива из резервуара. В другом варианте осуществления запорный кран или другой ручной клапан соединен с резервуаром для воды для простоты слива. В одном варианте осуществления отделитель воды состоит из коалесцирующего фильтра. Коалесцирующий фильтр может быть обернут в гидрофобный фильтровальный материал для его защиты от всплесков жидкости из резервуара. В другом варианте осуществления отделитель воды использует центростремительное ускорение для отделения капель воды из воздуха путем пропускания воздуха вокруг поворота на пути потока. В одном варианте осуществления есть дефлекторы в резервуаре для предотвращения всплесков жидкости от контакта с коалесцирующим фильтром. Закупорка любого фильтра может детектироваться давлением линии отбора образцов и/или расходом линии отбора образцов.
[00485] Как объясняется более подробно ниже, картридж может содержать влагоотделитель, который имеет гидрофобный барьер, через который проходят образцы газа. Жидкая вода может собираться на дне влагоотделителя, тогда как образцы газа с водяным паром проходят через него. Влагоотделитель может удерживать различные объемы жидкости. В варианте осуществления влагоотделитель может иметь объем около 10 мл, но этот объем может требовать слива и/или замены множество раз в течение лечения. В варианте осуществления влагоотделитель может иметь объем, который удерживает достаточно жидкости, так что влагоотделитель не надо сливать. Например, влагоотделитель может иметь объем 60 мл, так что влагоотделитель не надо сливать при нормальных условиях.
[00486] В некоторых вариантах осуществления влагоотделитель расположен около теплой зоны контроллера, такой как питание высокого напряжения набора электродов. Тепло от контроллера может нагревать содержимое влагоотделителя и может переводить жидкое содержимое влагоотделителя в парообразную форму, так что пар может выходить из контроллера через камеру датчика газа.
[00487] В некоторых вариантах осуществления уровень жидкости во влагоотделителе может быть видимым пользователю, например, когда смотрят спереди контроллера. Видимость содержимого влагоотделителя может облегчать выявление неисправностей, когда генерируется аварийный сигнал касательно влагоотделителя, например, датчик анализа газов генерирует аварийный сигнал касательно расхода воздуха. Уровень жидкости во влагоотделителе можно детектировать различными способами, включая оптический, ультразвуковой, гальванический и при помощи других средств. В некоторых вариантах осуществления детектирование уровня жидкости во влагоотделителе достигается путем детектирования падения давления в камере датчика газа.
[00488] В случае, когда влагоотделитель заполнен или его необходимо слить, пользователь может сливать влагоотделитель при помощи клапана, соединенного с влагоотделителем. В варианте осуществления активируемый поршнем фитинг с фиксатором Люэра можно использовать, но будет понятно, что любой тип запорного крана, наконечника или клапана можно использовать для слива влагоотделителя. В некоторых вариантах осуществления контроллер может автоматически опустошать влагоотделитель посредством насоса для жидкости. Насос может перемещать содержимое влагоотделителя в дренажный или больший резервуар.
[00489] Влагоотделители заполняются при лечении. В некоторых вариантах осуществления влагоотделитель является удаляемым, так что из резервуара можно слить воду. В некоторых вариантах осуществления есть выпускное отверстие в резервуаре для облегчения слива из влагоотделителя без удаления резервуара из системы. Выпускное отверстие может иметь соединитель малого диаметра, такой как фитинг с фиксатором Люэра или штуцер. Поток жидкости через выпускное отверстие можно регулировать запорным краном, трубным зажимом, активированным поршнем клапаном и пр. В некоторых вариантах осуществления уровень жидкости во влагоотделителе измеряется системой. Это облегчает предупреждение системой пользователя об условии угрозы заполнения влагоотделителя перед тем, как влагоотделитель полностью заполнится. Система может также измерять расход газа через группу датчиков. В случае, когда поток газа уменьшается, система генерирует сигнал предупреждения для пользователя о проверке влагоотделителя.
[00490] ДАТЧИКИ ГАЗА
2
2
2
2
2
[00491] Различные механизмы можно использовать для измерения концентрации газов в системе. Датчики кислорода могут часто работать дольше, чем датчики NO и NO. Кроме того, количество О в контуре вентиляции легких значительно не меняется между моментом, когда газ покидает устройство получения NO, и моментом достижения пациента. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления датчик О может располагаться в картридже или контроллере, а не в блоке датчиков. Это сохраняет образец газа для датчика О сухим и без углеводородов и серных соединений, присутствующих в распыляемых лекарствах, которые могут влиять на его срок службы. Разбавление О не изменяется после картриджа.
2
[00492] Пневматические соединения могут быть источником утечки, что может направлять коррозионный NO в устройство. В некоторых вариантах осуществления число пневматических соединений можно снижать при помощи блока датчиков для острого устройства, которое принимает влагоотделитель/фильтр в сборе в один конец и выпускает газы из другого конца. Блок датчиков может быть установлен путем вдвигания спереди системы. В некоторых вариантах осуществления линия отбора образцов может содержать влагоотделитель.
2
[00493] В некоторых случаях датчики газа имеют очень плохое разрешение. В некоторых вариантах осуществления другая величина разрешения может получаться путем измерения процента времени, которое окончательная цифра мерцает с указание высокого относительно низкого уровня. Кроме того, NO может быть коррозионным, таким образом, насос линии датчиков может изнашиваться преждевременно из-за коррозии. В некоторых вариантах осуществления насос может быть включен в блок датчиков, так что он заменяется по тому же графику, что и датчики анализа газов. В некоторых вариантах осуществления блок датчиков содержит длинную трубку из Nafion для обеспечения поступления влажности из атмосферы в образец газа в случае, когда отбираемый газ сухой. Это защищает датчики анализа газов от пересыхания. В одном примере трубка из Nafion имеет длину 30 см.
[00494] КАРТРИДЖИ ПОЛУЧЕНИЯ NO
[00495] Картриджи используют в системе получения и доставки NO для облегчения замены расходных элементов системы. В одном варианте осуществления все расходные элементы интегрированы в один картридж получения NO. В других вариантах осуществления, называемых "варианты осуществления с множеством картриджей", расходные элементы, такие как материал очистителя, влагоотделитель, путь потока инспирации, датчик потока инспирации, набор электродов и искровая камера, являются независимыми, так что их можно заменять по независимым графикам.
[00496] Картридж получения NO может содержать различные элементы для получения NO. Электрическое генерирование оксида азота может расходовать материал электрода и материал очистителя, а также засорять материалы фильтра. Таким образом, необходимо обеспечивать средства для очистки/восстановления/замены очистителя, электрода и фильтра для воздуха.
2
[00497] В некоторых вариантах осуществления одноразовый картридж может содержать корпус, фильтр поступающего в плазму воздуха, впускное отверстие для воздуха в устройство вентиляции легких, патрубок потока устройства вентиляции легких, выпускное отверстие потока из устройства вентиляции легких, материал очистителя поступающего воздуха, корпус воздушного фильтра, плазменную камеру, набор(ы) электродов, воздушный насос, измеритель потока устройства вентиляции легких, впускное отверстие потока в устройство вентиляция легких с помощью ручных приспособлений, выпускное отверстие потока из устройства вентиляция легких с помощью ручных приспособлений, измеритель потока контура устройства вентиляции легких с помощью ручных приспособлений, ручной переключатель резервного режима, соединение линии образца, влагоотделитель, слив влагоотделителя, два пути очистки от NO, слив влагоотделителя, запорные клапаны выпускных отверстий, фильтры выпускного отверстия и запоминающее устройство. Другие варианты осуществления могут содержать один или несколько из этих элементов или поднабор этих элементов.
[00498] Фиг. 49 показывает вариант осуществления картриджа 740, который содержит фильтр 742 впускного отверстия для воздуха, очиститель 744 воздуха, измерители расхода устройства вентиляции легких (P1, Р2), впускные 748 отверстия для воздуха в плазменные камеры 746, два пути 750 очистки, запоминающее устройство 752, переключатель 754 ручного режима, влагоотделитель 756 и соединение 758 с линией отбора образцов. Выпускное отверстие 760 для мешка также включено и позволяет мешку устройства вентиляции легких соединяться с картриджем.
[00499] Картридж содержит корпус, который сконструирован для вмещения различных элементов картриджа, облегчая перенос и настройку системы. Корпус картриджа сконструирован с элементами для облегчения надлежащей замены картриджа в контроллере системы, например, уникальное сечение и/или маркировки для предотвращения вставки вверх дном или боком. В некоторых вариантах осуществления корпус может быть плакирован или окрашен проводящими и/или экранирующими EMI материалами для предотвращения электромагнитного излучения из системы. Корпус может быть одноразовым или многократного использования. В конструкции многократного использования корпус картриджа может открываться так, что электроды, фильтры и/или материал очистителя можно заменять перед следующим лечением.
[00500] В некоторых вариантах осуществления элементы, представленные в пользовательском интерфейсе системы, совпадают с механическими соединениями с картриджем. Например, целевое и измеренное значения NO для контура вентиляции легких могут располагаться над соединениями с устройством вентиляции легких. То же самое может быть сделано для измерений устройства вентиляции легких с помощью ручных приспособлений, и причем контроли располагаются вблизи соединений с устройством вентиляции легких с помощью ручных приспособлений, а измерения анализа газов находятся около соединения с линией отбора образцов.
[00501] В некоторых вариантах осуществления фильтр поступающего в плазму воздуха является гидрофобным для предотвращения входа очищающих растворов, включая изопропиловый спирт (IPA), в путь потока воздуха. Фильтр может иметь различные размеры, но в варианте осуществления входной фильтр обычно 0,3 мкм или менее для предотвращения доступа инфекционных материалов.
2
2
[00502] В некоторых вариантах осуществления очиститель поступающего в плазму воздуха может содержать натронную известь для удаления NO, СО и/или других загрязнителей из воздуха перед возбуждением плазмы для минимизации возможных нежелательных побочных продуктов. Уровни NO в окружающей среде могут достигать 5-8 частей на миллион, вероятно создавая сдвиг концентраций NO на выходе системы. Для обеспечения повышенной точности выхода NO очиститель поступающего воздуха может содержать фильтр, такой как угольный фильтр, для удаления NO и других органических соединений, которые могут изменять продукты, полученные при возбуждении плазмы.
[00503] Воздушный фильтр кожуха для контроллера можно использовать для удаления пуха и других больших частиц из воздуха, используемого для охлаждения кожуха. Это предотвращает накопление материала на поверхностях высокого напряжения в контроллере, что может снижать эффективные расстояния электрической утечки. Это также обеспечивает требуемый поток воздуха через кожух контроллера с целью охлаждения. Путем включения воздушного фильтра кожуха в одноразовый картридж, число эксплуатационных стадий можно снизить, и присутствие фильтра чистого воздуха обеспечивается. В варианте осуществления воздух для возбуждения плазмы получают из воздуха, который уже прошел через воздушный фильтр кожуха, так что фильтр поступающего в плазму воздуха, скорее всего, не будет засоряться большими частицами. В картридже, который содержит набор электродов, предпочтительно направлять охлаждающий воздух кожуха над теплоотводом, термически соединенным с электродами.
[00504] Патрубок потока устройства вентиляции легких или трубка устройства вентиляции легких может быть соединена с картриджем при помощи различных соединений, таких как стандартное 22 мм соединение. Другие типичные соединения включают, помимо прочего, 10 мм конический, 15 мм конический и -дюймовый штуцеры. Будет понятно, что трубка устройства вентиляции легких может соединяться с контроллером, а не картриджем. Патрубок потока устройства вентиляции легких может также иметь различные формы и размеры. В варианте осуществления патрубок потока устройства вентиляции легких имеет сглаженную U-форму, которая позволяет патрубку поддерживать ламинарный поток вентилирующих газов и улучшает точность измерения расхода устройства вентиляции легких. В варианте осуществления патрубок может иметь Т-форму, где NO подается через ножку Т.
[00505] В некоторых вариантах осуществления патрубок потока устройства вентиляции легких может быть удаляемым из картриджа для обеспечения замены картриджа без открытия контура устройства вентиляции легких. Патрубок может соединяться с картриджем в различных местах, включая спереди, по бокам или на дне картриджа, но в типичном варианте осуществления патрубок может соединяться спереди картриджа для простоты использования и для снижения взаимодействия с внешним оборудованием.
[00506] Плазменная камера вмещает один или несколько электродов и служит патрубком для воздуха. Плазменная камера может быть изготовлена из различных материалов, но в варианте осуществления плазменная камера является металлической для обеспечения контактного охлаждения для наборов электродов, а также электромагнитного экранирования. Камера может быть изготовлена из сплошного металла, быть покрыта металлом или ее части могут быть просто решеткой для работы в качестве клетки Фарадея. В некоторых вариантах осуществления металлы блокируют электромагнитное излучение, такие как черные металлы или мю-металл. В том маловероятном случае, когда воспламеняющиеся материалы поступают в плазменную камеру, плазменная камера может работать как пламягасящее устройство путем обеспечения достаточного охлаждения через количество тепла и ограниченный поток воздуха для гашения пламени посредством экрана или сетки. В некоторых вариантах осуществления плазменная камера электрически соединена с заземляющим электродом и заземлением корпуса. Плазменная камера может также содержать встроенные ребра теплоотвода для конвекционного охлаждения. Фиг. 74 изображает вариант осуществления плазменной камеры 950 с клеткой Фарадея, а фиг. 75 изображает вариант осуществления плазменной камеры 952 из сплошного металла.
2
2
[00507] Геометрия плазменной камеры может использоваться для увеличения эффективности получения NO. Например, повышенное давление в плазме повышает число молекул N и О, на которые будут действовать, при этом повышая выход NO на Джоуль приложенной энергии. В варианте осуществления создание ограничения потока на выходе плазменной камеры может повышать давление в плазменной камере, что может увеличивать эффективность получения NO. В варианте осуществления давление в плазменной камере можно увеличивать периодически при помощи клапана на выходе плазменной камеры или колебаниями расхода воздуха, рассчитанными по времени для совпадения с активностью плазмы оптимальным образом.
[00508] Площадь сечения пути потока газа между электродами в плазменной камере может также влиять на выход NO. Сужение площади сечения в плазме, так что большая часть газа контактирует с плазмой, может повышать эффективность получения NO.
[00509] Когда используют автомобильный электрод, ориентация заземляющего электрода относительно потока воздуха может влиять на эффективность получения NO. В варианте осуществления желательно ориентировать заземляющий электрод таким же образом, что и искровая камера. Это можно выполнять путем контроля ориентации заземляющего электрода при помощи резьбы при изготовлении набора электродов. В варианте осуществления ориентация набора электродов относительно плазменной камеры может контролироваться при помощи контргайки, поверхности контакта с большим коэффициентом трения (трубная резьба, например) или зажимного механизма.
[00510] Набор электродов может содержать один или несколько электродов. В некоторых вариантах осуществления две независимых пары электродов присутствуют в двух независимых путях потока газа.
[00511] В некоторых вариантах осуществления пары электродов установлены в металлическом корпусе, который служит для термического отвода тепла от электродов и обеспечивает электромагнитное экранирование. Металлический корпус может иметь ребра теплоотвода на своих поверхностях для повышения конвекционного переноса тепла или к охлаждающему воздуху оболочки, или воздуху плазмы. Металлический корпус может быть изготовлен из различных материалов. В варианте осуществления металлический корпус изготовлен из черных материалов или мю-металла для электромагнитного экранирования. В варианте осуществления металлический корпус изготовлен из алюминия для высокой теплопроводности, и электромагнитное экранирование обеспечивается другим компонентом, таким как покрытие, краска или клетка Фарадея, окружающая набор электродов. Покрытие, краска или клетка Фарадея могут быть частью одноразового картриджа или частью контроллера.
[00512] Картридж может содержать механизм перекачки воздуха, такой как мембранный насос, который сжимается соленоидом в контроллере. Конструкция позволяет воздуху, предназначенному для пациента, оставаться в одноразовом картридже.
[00513] Картридж может обеспечивать средства для измерения расходов подаваемых газов из контура устройства вентиляции легких и/или контура устройства вентиляции легких с помощью ручных приспособлений. Посредством адаптеров другие терапии можно осуществлять из тех же соединений на картридже, такие как доставка NO в дыхательную маску, назальную канюлю, контур анестезии, устройство вентиляции легких высокой частоты, генератор кислорода и другие методы лечения.
[00514] В некоторых вариантах осуществления поток измеряется датчиком, таким как датчик перепада давления многократного использования, в контроллере. Картридж представляет ограничение потока для потока газа и обеспечивает нагнетательную трубку на любом конце ограничения для измерения перепада давления. Пневматические соединения сделаны между картриджем и контроллером для передачи сигнала давления датчику давления. В некоторых вариантах осуществления электрический датчик давления помещен в картридж, и электрические соединения сделаны между картриджем и контроллером для передачи сигналов давления микропроцессору контроллера. Это обеспечивает снижение числа пневматических соединений, в которых может быть утечка, но придает дополнительную стоимость одноразовому картриджу.
[00515] Линия отбора образцов соединяется с картриджем при помощи соединения линии отбора образцов. В варианте осуществления соединение линии отбора образцов может быть разъемным, герметичным соединением. Это соединение может быть фитингом с фиксатором Люэра, штуцером, двухтактным соединением или любым другим соединением. В некоторых вариантах осуществления "вывод" или короткая трубка помещается между картриджем и соединением линии отбора образцов для перемещения соединения линии отбора образцов и фильтра линия отбора образцов от поверхности картриджа. Это может обеспечивать дополнительное рабочее пространство для получения соединений с картриджем без увеличения фактической площади поверхности картриджа.
[00516] В некоторых вариантах осуществления НЕРА-фильтр расположен на выпускном отверстии для газа картриджа (фиг. 89), чтобы действовать в качестве резервного тонкого фильтра для улавливания возможных частиц, входящих с потоком воздуха или из генератора NO, или источника вдыхаемого воздуха, и для защиты картриджа от потенциального загрязнения от пациента и/или находящихся ниже по потоку компонентов. В некоторых вариантах осуществления НЕРА-фильтр встроен в картридж, но в других вариантах осуществления НЕРА-фильтр заменяется отдельно. В некоторых вариантах осуществления поверхность контакта между НЕРА-фильтром и картриджем является специальной, так что пользователь не может соединить контур вентиляции легких без использования НЕРА-фильтра.
[00517] МНОЖЕСТВО КАРТРИДЖЕЙ
[00518] В некоторых вариантах осуществления система получения NO может содержать больше одного картриджа. Например, могут быть отдельные картриджи 960, 962 устройства вентиляции легких и очистителя, как показано на фиг. 76. Отдельные картриджи можно использовать для снижения числа пневматических соединений в системе, что может способствовать решению проблем, включающих усилия вставки, требуемые допуски и проблемы с датчиком расхода, а также минимизировать возможные утечки пневматических соединений. Материал очистителя обычно является самый распространенный компонентом, который требует замены, поэтому из этого следует, что наличие отдельного картриджа очистителя снижает стоимость лечения NO путем возможности замены пользователем материала очистителя чаще, чем других компонентов системы. Типичные картриджи 970, 990 устройства вентиляции легких показаны на фиг. 77 и фиг. 78, а типичный картридж очистителя показан на фиг. 79. Одним из наиболее значимых преимуществ наличия отдельного картриджа устройства вентиляции легких и картриджа очистителя является то, что контур вентиляции легких закрыт при замене картриджа очистителя, поскольку картридж устройства вентиляции легких остается на месте.
[00519] КАРТРИДЖ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ
[00520] Картридж вентиляции легких может содержать одно или несколько из следующего, как показано на фиг. 77: впускное отверстие 972 потока устройства вентиляции легких, выпускное отверстие 974 потока устройства вентиляции легких, впускное отверстие 978 потока для мешка, выпускное отверстие 980 потока для мешка, впускное отверстие 972 потока NO для устройства вентиляции легких, впускное отверстие потока NO для мешка, инжектор NO для устройства 976 вентиляции легких, инжектор NO для мешка, средства измерения расхода устройства вентиляции легких и средства измерения или поддержания измерения расхода мешка. Может быть множество объяснений наличия картриджа устройства вентиляции легких. В некоторых вариантах осуществления картридж устройства вентиляции легких может вмещать датчики расхода, которые могут отказывать время от времени. Отказ датчика расхода вызывает замену картриджа устройства вентиляции легких, а не более сложного ремонта. Датчики расхода могут быть электронными датчиками в картридже устройства вентиляции легких или пневматическими трубками в картридже устройства вентиляции легких, которые соединены с датчиками перепада давления в основном устройстве. В некоторых вариантах осуществления один или несколько электронных датчиков расхода с измерением давления и влажности расположены в картридже вентиляции легких. В некоторых вариантах осуществления двойные датчики расхода, давления и влажности изготавливают в одном наборе, который установлен в картридже вентиляции легких. В общем, электронные соединения с картриджем вентиляции легких предпочтительны относительно пневматических соединений из-за их более простого тестирования при самотестировании системы, они более надежны, и они не требуют такой силы соединения, как пневматические соединения. В некоторых вариантах осуществления картридж вентиляции легких более чем одного размера может использоваться пользователем. Они подгоняются под различные размеры соединений устройства вентиляции легких, различные рабочие диапазоны лечения (расходы, давления и пр.) и/или различные требования внутреннего объема. В некоторых вариантах осуществления, поскольку технологии датчиков развиваются, конструкция картриджа вентиляции легких может быть повторена, а не вся система. В некоторых вариантах осуществления система требует только один картридж вентиляции легких, поскольку датчики расхода с широким диапазоном измерения могут быть внедрены (не высокий поток и не низкий поток). В некоторых вариантах осуществления пользователи и машины скорой помощи не обязательно должны иметь оба картриджа. В некоторых вариантах осуществления может быть меньший шанс загрязнения от линии устройства вентиляции легких, входящей в контроллер. В некоторых вариантах осуществления, когда используется датчик расхода с широким диапазоном расхода, снижается число этапов настройки устройства пользователем, если пользователь не должен выбирать конкретный размер картриджа вентиляции легких (например, новорожденный, педиатрический, взрослый).
[00521] Картридж вентиляции легких обычно используют в сухой части контура вентиляции легких (т.е. выше по потоку относительно увлажнителя). В случае, когда увлажнитель используют выше по потоку относительно картриджа вентиляции легких, существует возможность конденсации влаги в картридже вентиляции легких, что потенциально снижает влажность для пациента и повреждает электронные компоненты в устройстве получения и доставки NO или в картридже вентиляции легких. В некоторых вариантах осуществления картридж вентиляции легких нагревается для предотвращения конденсации. В некоторых вариантах осуществления датчик влажности в картридже вентиляции легких может детектировать увлажненные газы поступающие в систему и генерировать аварийный сигнал.
[00522] В некоторых вариантах осуществления картриджа вентиляции легких есть только штуцер для соединения с дыхательным мешком или дыхательной маской, что может быть пригодно в применениях катетерной лаборатории, где пациент кратко оценивается при помощи NO и не подключен к устройству вентиляции легких. Картридж не имеет 22 мм соединения с трубкой дыхательного аппарата. Из этого следует, что контроллер может иметь конкретный режим программного обеспечения для применений катетерной лаборатории. В одном варианте осуществления режим катетерной лаборатории представляет пользователю кнопки для присутствия значений NO, 20, 40 и 60 частей на миллион, например.
[00523] Картридж вентиляции легких подключен последовательно с потоком инспирации пациента. Множество больниц заменяют и/или дезинфицируют все трубки между устройством вентиляции легких и пациентом после лечения пациента. Это будет включать картридж вентиляции легких. В одном варианте осуществления НЕРА-фильтр заменяют на выходе из картриджа вентиляции легких для предотвращения загрязнения картриджа вентиляции легких от обратного потока во вдыхательном патрубке. В некоторых вариантах осуществления НЕРА-фильтр удаляется как отдельный блок из картриджа вентиляции легких. В некоторых вариантах осуществления НЕРА-фильтр соединен с выходом картриджа вентиляции легких при помощи специального соединения для предотвращения использования системы без НЕРА-фильтра. В другом варианте осуществления картридж вентиляции легких можно дезинфицировать при помощи этиленоксида (EtO), автоклава, пропитки спиртом, сухого тепла, протирания или других средств. Для защиты электронных датчиков в картридже вентиляции легких пропитка может состоять из заполнения пути потока воздуха в картридже вентиляции легких дезинфицирующим средством, а не погружения полностью картриджа вентиляции легких. После пропитки приспособление для сушки может использоваться для ускорения процесса сушки. В одном варианте осуществления приспособление для сушки протягивает воздух через картридж вентиляции легких под вакуумом. Применение вакуума снижает давление в картридже вентиляции легких, повышая испарение возможных капель спирта. Поворот потока в обратном направлении можно также использовать для удаления капель. В одном варианте осуществления картридж вентиляции легких нагревают для ускорения испарения. В другом варианте осуществления теплый воздух протекает через картридж вентиляции легких в процессе сушки. Приспособление можно использовать для пропитки картриджа вентиляции легких, сушки картриджа вентиляции легких или обеих стадий в одном автоматическом процессе. В некоторых вариантах осуществления электронные датчики установлены в устройстве и не являются частью картриджа вентиляции легких. Это обеспечивает полную дезинфекцию или стерилизацию картриджа вентиляции легких без риска повреждения электронных датчиков.
[00524] В случае, когда картридж вентиляции легких подвергается жидкостям вне пути потока воздуха, жидкости могут повреждать электронные компоненты в картридже вентиляции легких. В некоторых вариантах осуществления бумажную бирку с чернилами на ней помещают в корпус картриджа вентиляции легких. В этом случае жидкость контактирует с чернилами, чернила расползаются, оставляя запись о воздействии жидкости.
[00525] В некоторых вариантах осуществления функции картриджа вентиляции легких и картриджа очистителя объединяют в одном картридже. В некоторых вариантах осуществления картридж очистителя соединяется непосредственно с картриджем вентиляции легких для снижения числа пневматических соединений и снижения времени перехода NO, в то же время сохраняя возможность замены картриджа очистителя без открытия контура инспирации пациента.
2
2
[00526] В связи с тем, что скорость превращения NO в NO становится быстрее с более высокими уровнями NO, может быть предпочтительным разбавлять содержащий NO газ в пути потока инспирации насколько возможно быстро. В одном варианте осуществления содержащий NO газ добавляют в путь инспирации до очистки газа от NO. В одном варианте осуществления очиститель/НЕРА-фильтр вставлен в выходящее отверстие вдыхаемого воздуха картриджа вентиляции легких. Вставка очистителя/НЕРА-фильтра может иметь уникальное соединение, так что обычная трубка устройства вентиляции легких не может быть подсоединена для предотвращения ошибок сборки системы, что может приводить к отсутствию очистителя/фильтра.
[00527] КАРТРИДЖИ ОЧИСТИТЕЛЯ
[00528] Материал очистителя в системе получения и доставки NO быстро расходуется по сравнению с другими компонентами системы. В таком случае материал очистителя можно упаковывать в контейнер для простоты замены пользователем. Картридж очистителя может состоять из одного или нескольких следующих элементов: корпус, одно или несколько впускных отверстий продукционного газа, одно или несколько выпускных отверстий продукционного газа, один или несколько путей потока продукционного газа, один или несколько фильтров до материала очистителя, один или несколько фильтров после материала очистителя и один или несколько фильтров посередине в материале очистителя. В некоторых вариантах осуществления картридж очистителя может содержать фильтры, которые очищают поступающий воздух для возбуждения плазмы и/или охлаждения всей системы. В некоторых вариантах осуществления большинство элементов, таких как корпус, пути очистки и соединения, являются многоразовыми, и только материал очистителя заменяется между использованиями.
[00529] Фиг. 79 изображает вариант осуществления картриджа 1000 очистителя. Картридж 1000 состоит из профильного материала 1012 и крышки 1014. Профильный материал имеет восемь каналов. Пары каналов в связи с крышкой создают U-образные пути, заполненные материалом очистителя для очистки продукционных газов для первого контура 1002 вентиляции легких, второго контура 1004 вентиляции легких и контура 1006 с мешком. Седьмой канал 1008 используется для фильтрации и/или очистки поступающего воздуха извне системы. Восьмой канал 1010 имеет решетку 1016 с одной стороны и фильтровальный материал в ней. Воздух извне системы проходит через восьмой канал и используется для охлаждения кожуха системы. Крышка связана или иным образом герметично прикреплена к профильному материалу. Соединения на других концах картриджа состоят из отверстий, которые совпадают с пневматическими фитингами в контроллере, когда картридж вставлен. Кольцевые уплотнения, манжетные уплотнения или подобные создают уплотнение между многоразовой частью системы и картриджем. В некоторых вариантах осуществления корпус и пути картриджа изготовлены из полимеров, таких как ABS, Teflon, полипропилен, нейлон и/или полиэтилен. Материал очистителя удерживается в путях в корпусе картриджа при помощи пробок из фильтрующего материала, которые впрессованы в каждый из шести путей очистки. Пробки из фильтрующего материала имеют две цели - предотвращение миграции материала очистителя и фильтрация частиц, которые могут возникать при растрескивании материала очистителя. В одном варианте осуществления пробки из фильтрующего материала имеют некоторую эластичность и вставлены таким образом, что спрессовывают среду очистителя для предотвращения относительного движения и предотвращения осаждения, которое может открывать проход вокруг, а не через материал очистителя.
[00530] РЕЖИМЫ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
[00531] Система может иметь различные режимы программного обеспечения. В некоторых вариантах осуществления программное обеспечение системы может содержать режим запуска, в котором система загружается и выполняет самотестирование. Режим проверки картриджа может позволять системе ожидание вставки картриджа и затем проверять эффективность картриджа и переход в следующее состояние или режим на основе типа картриджа. В режим обучения можно войти, или когда тренировочный картридж вставлен, или на основе входных данных сенсорного экрана. В режиме обучения система позволяет пользователю входить во все экраны и дисплеи, однако плазма не возбуждается. В режим калибровки входят, или когда калибровочный картридж вставлен, или на основе входных данных сенсорного экрана. Система или автоматически проводит калибровку на основе возбуждения плазмы, или сообщает пользователю, как выполнить калибровку вручную. В сервисный режим входят, или когда сервисный картридж вставлен, или на основе специальных входных данных с сенсорного экрана, например, от техника по обслуживанию. Сервисный режим используют для корректировки программного обеспечения, аппаратного обеспечения и внутренних установок системы. В режим ожидания можно входить, когда был вставлен картридж осуществления лечения. Система тестирует контур(ы) высокого напряжения при входе в режим ожидания для подтверждения, что все системы работают надлежащим образом. В режим лечения можно входить, когда пользователь начинает лечение на пользовательском интерфейсе. Можно автоматически войти в режим сна после установленного времени отсутствия активности пользователя в режиме ожидания. Система входит в режим проверки картриджа после режима сна, чтобы убедиться, что картридж все еще вставлен и не был просрочен. Для систем, которые содержат более одного картриджа, вставка и/или состояние срока годности для каждого картриджа проверяются в режиме проверки картриджа. В режим отключения пациента можно входить после указания пользователю, что лечение пациента закончено. Система инструктирует пользователя, как закрыть файл данных пациента и удалить картридж. Фиг. 80 показывает блок-схему варианта осуществления режимов программного обеспечения и путь, которым система перемещается между режимами при использовании системы. После запуска 1020 проводится проверка 1022 картриджа. Есть режим 1030 лечения для использования с картриджем, а также режимы 1032, 1034 ожидания и сна. Также есть режимы 1024, 1026, 1028 обучения, калибровки и сервисный. Фиг. 81 показывает блок-схему другого варианта осуществления режимов программного обеспечения и путь, которым система перемещается между режимами при использовании системы. После запуска 1040 проводится проверка 1042 картриджа. Есть режим 1050 лечения для использования с картриджем, а также режимы 1056, 1048, 1054, 1058 ожидания, простоя, отключения пациента и сна. Также есть режимы 1044, 1050, 1046 обучения, калибровки и сервисный.
[00532] В некоторых вариантах осуществления ручной режим вводится пользователем нажатием вручную кнопки ВКЛ или обнаружением положения ручного переключателя в картридже при помощи датчика, например, оптического датчика или контактного датчика. Ручной режим можно выбирать из меню пользовательского интерфейса, или ВКЛ/ВЫКЛ ручного режима можно регулировать голосовым управлением для снижения контакта пользователя с системой получения NO. Как только система вошла в ручной режим, контроллер разблокирует контур устройства вентиляции легких с помощью ручных приспособлений и перенаправляет поток устройства вентиляции легких в устройство вентиляции легких с помощью ручных приспособлений.
[00533] Раскрытые в настоящем документе варианты осуществления могут пропускать или воздух, или воздух с NO. Таким образом, когда лечение при помощи искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений приостанавливают, система может продолжать пропускать воздух через систему для продувки системы получения NO перед остановкой воздушного насоса. Это исключает необходимость в продувке пользователем системы перед искусственной вентиляцией легких с помощью ручных приспособлений, сохраняя время и снижая сложность лечения.
2
2
[00534] В некоторых вариантах осуществления система может обеспечивать непрерывную доставку NO пациенту в случае любой одиночной неисправности. В случае отказа датчика NO система может продолжать лечение при помощи измерения NO как заменителя для входных данных об NO. Если присутствует NO, система может быть уверена, что NO все еще производится. Система может также записывать всю информацию, предупреждения и аварийные сигналы, которые предоставлялись пользователю в ходе лечения. Фиг. 82 изображает вариант осуществления журнала аварийной сигнализации, который можно увидеть как экран на GUI. Информация, отображаемая в журнале, может также включаться в файлы данных для конкретного лечения.
[00535] В таблице 2 показан вариант осуществления настройки системы.
[00536] В таблице 3 показан вариант осуществления установки на опоре или рейке.
[00537] В таблице 4 показан вариант осуществления запуска лечения.
[00538] В таблице 5 показан вариант осуществления регулирования настроек посредине лечения.
[00539] В таблице 6 показан вариант осуществления свертывания системы, после лечения.
[00540] В таблице 7 показан вариант осуществления калибровки системы при помощи калибровочного картриджа.
[00541] В таблице 8 показан вариант осуществления обзора истории данных.
[00542] В таблице 9 показан вариант осуществления реакции на аварийные условия.
[00543] В таблице 10 показан вариант осуществления случая использования при транспортировке пациента.
[00544] В таблице 11 показан вариант осуществления случая использования при очистке контроллера.
[00545] В таблице 12 показан вариант осуществления случая использования при запуске ручного режима.
[00546] В таблице 13 показан вариант осуществления случая использования для остановки ручного режима.
[00547] Система может передавать состояние аварийной ситуации на 360 градусов по комнате. Это облегчает оценку состояния лечения на расстоянии, не заставляя пользователя идти к устройству. В варианте осуществления это включает освещение ручки световой полосой, которая может изменять цвета в зависимости от состояния лечения, такие как зеленый для нормальной работы, желтый для предупреждения и красный для ошибки.
[00548] Фиг. 50 и фиг. 83 изображают варианты осуществления системы получения NO с индикаторами аварийного состояния. В варианте осуществления индикатор аварийного состояния может быть в виде оптической накачки другого элемента освещения в ручке устройства для отображения состояния системы. Световая полоса может быть расположена в станции загрузки и/или вокруг дисплея пользователя на генераторе. Различные цвета света можно использовать для указания состояния системы. Например, синий цвет может указывать, что нет аварийных ситуаций, а мигающий синий свет может указывать, что аккумулятор заряжается. Мигающий желтый свет (иногда вместе с периодическим звуковым сигналом) может указывать на предупреждение, такое как низкий заряд аккумулятора или близкий конец срока годности картриджа. Красный мигающий свет (иногда вместе с непрерывным звуковым сигналом) указывает, что существует серьезная аварийная ситуация, такая как прекращение доставки NO. Будет понятно, что звуковая сигнализация может сопровождать любой из визуальных аварийных сигналов, и/или что звуковая сигнализация может использоваться без каких-либо визуальных аварийных сигналов. Также будет понятно, что любая цветовая схема или комбинация вспышек света может использоваться для индикации различных состояний устройства.
[00549] Конструкция картриджа
2
2
[00550] Как объяснялось выше, картридж может содержать материал очистителя. В некоторых вариантах осуществления пути потока очистителя могут быть изготовлены из тефлоновой трубки, заполненной материалом очистителя и фильтрами, впрессованным на концах. Влажность повышает эффективность очистителя на основе натронной извести приблизительно на 20%. В некоторых вариантах осуществления воздух барботируют через воду перед искровой камерой или после искровой камеры и перед очистителем для добавления влажности. При помощи этого подхода влажность можно повысить до 40% относительной влажности, что дает приблизительно 20% улучшение поглощения NO. Следует отметить, что в некоторых сухих средах влажность может быть необходимо добавлять в поступающий воздух для наличия достаточной очистки от NO для безопасности пациента. Кроме того, на электрохимические датчики анализа газов может негативно влиять сухой воздух, таким образом влажность может быть необходимо добавлять, чтобы они работали надлежащим образом.
[00551] Измерение расхода
[00552] Касательно измерения потока инспирации пациента диапазон расходов в контуре устройства вентиляции легких может значительно варьировать. Этот диапазон может превышать диапазон отдельного датчика расхода. В некоторых вариантах осуществления ограничение потока можно использовать в пути потока с двумя или более датчиками перепада давления, параллельно измеряющими тот же перепад давления. Датчики давления могут иметь различные диапазоны для высоких и низких расходов устройства вентиляции легких. В некоторых вариантах осуществления эластомерный регион может присутствовать в пути потока устройства вентиляции легких, который может деформироваться снаружи для создания дополнительного ограничения потока, когда расход низкий. Это может создавать перепад давления, так что датчики давления могут точно измерять расход. В некоторых вариантах осуществления цилиндр или другое препятствие для выходящего потока можно вводить для повышения перепада давления при низком расходе. Например, цилиндр, перемещаемый соленоидом, можно использовать.
[00553] Конфигурация системы
[00554] Фиг. 84 представляет типичный вариант осуществления системы получения NO. Для наличия полностью дублированной работы в случае отказа контрольного программного обеспечения, контуры 1070, 1072 высокого напряжения имеют дополнительную функцию, которая позволяет измерять расход выходящего потока и измерять давление искровой камеры. Контур питания, как показано на фиг. 84, может быть отделен от панели управления, так что он может быть двухсторонним, делая его меньше и проще в расположении в кожухе контроллера. Система может содержать элемент 1060 вызова медсестры, находящийся в связи с панелью 1061 контроля и управления, группу 1062 датчиков с насосом, который принимает образец газа из линии 1063 отбора образцов, и дополнительное внешнее питание постоянного тока от машины скорой помощи/автомобиля/самолета. Система может использовать резервные наборы возбуждения плазмы и отдельные картриджи 1066, 1064 очистителя и вентиляции легких, которые соединены с коллектором 1068. Компонент 1070 обеспечения безопасности контролирует активность контрольного программного обеспечения и программного обеспечения контура высокого напряжения. В случае, когда отказывает программное обеспечение, контур обеспечения безопасности может перезапустить программное обеспечение. После множества попыток контур обеспечения безопасности может вызвать сигнализацию (звуковую и визуальную) для уведомления пользователя о том, что система подвергалась опасности. Контур обеспечения безопасности и его сигнализация питаются независимым аккумулятором, чтобы обеспечить работу также в случае отказа питания.
[00555] Электромагнитные помехи (EMI) могут вводить ошибки цифровой связи и ошибочные показания датчиков. В одном варианте осуществления система назначает время считывания показаний датчиков, когда нет активности плазмы. В некоторых вариантах осуществления система назначает время передачи цифровой информации в системе, когда нет активности плазмы.
[00556] При условии, что система может продолжать доставку NO в случае отказа пользовательского интерфейса или отказа контрольного программного обеспечения, важно уведомить пользователя о том, что NO все еще доставляется, даже хотя дисплей может быть замороженным или пустым. В некоторых вариантах осуществления может обеспечиваться отдельный индикатор, который показывает доставку NO, такой как синий СИД. В некоторых вариантах осуществления отдельные синие СИДы используют для представления получения NO в каждой из двух плазменных камер. В случаях, когда срабатывает аварийная сигнализация, визуальный аварийный сигнал может быть мигающим красным (указывая на аварийную ситуацию) и синим (указывая, что NO доставляется). Кроме того, звуковая сигнализация может уведомить пользователя, что NO доставляется, путем проигрывания записи голоса на соответствующем языке.
[00557] Картридж или картриджи, используемые с системой, могут иметь различные конструкции и комбинации компонентов. В некоторых вариантах осуществления картридж только с очистителем и влагоотделителем можно использовать. Выходящий поток может проходить только через контроллер, что позволяет лучшее измерение расхода, дешевые одноразовые компоненты и меньшее число газовых соединений. В некоторых вариантах осуществления очиститель и влагоотделитель могут быть разделены. Влагоотделитель может быть частью линии отбора образцов и соединяться непосредственно с блоком датчиков. Это может снижать число пневматических соединений в системе без добавления каких-либо эксплуатационных стадий для настройки системы.
[00558] Возможно, что давление в контуре вентиляции легких может повышаться, когда воздух проталкивается пациенту устройством вентиляции легких. Это повышение давления может срывать поток через устройство доставки NO. В некоторых вариантах осуществления трубка Вентури может всасывать NO в выходящий поток, как карбюратор всасывает газ. Таким образом, увеличение выходящего потока повышает расход NO. В некоторых вариантах осуществления ограничение потока может быть включено после плазменной камеры для поддержания высоким давления содержащего NO газа в искровой камере и повышения выхода NO. Это ограничение потока может быть пригодным для высотной коррекции. В некоторых вариантах осуществления ограничение потока может быть включено на конце очистителя, так что содержащий NO газ имеет большее давление, чем вдыхательный патрубок контура устройства вентиляции легких, и может протекать в выходящий поток все время, даже когда выходящий поток имеет высокое давление. В некоторых вариантах осуществления регулирование с обратной связью насоса можно использовать для поддержания постоянного давления в искровой камере. Это может учитывать разницу давления окружающей среды и сопротивление предварительного очистителя. Давление искровой камеры можно также использовать как входные данные в алгоритм управления получения NO. В некоторых вариантах осуществления регулируемое отверстие может быть включено ниже по потоку относительно плазменной камеры для обеспечения повышения давления, и отверстие можно открывать для повышения потока NO при импульсе вдоха. В некоторых вариантах осуществления система может содержать два поршня/камеры. Одна камера может заполняться при вдохе пациента и доставлять газ в поток смещения в контуре вентиляции легких при выдохе пациента. Другая камера может заполняться при выдохе пациента и доставлять газ в контур вентиляции легких при вдохе пациента. В некоторых вариантах осуществления один поршень с камерами на обеих сторонах можно использовать. Когда поршень двигается в одном направлении, он доставляет воздух в поток смещения. Когда поршень двигается в другом направлении, он доставляет воздух в поток инспирации. В некоторых вариантах осуществления поршень может доставлять газ как в поток смещения, так и инспираторный импульс в одном направлении перед поворотом направления и доставкой газа в поток смещения и инспираторный импульс.
[00559] Фиг. 85 показывает вариант осуществления конструкции с поршневым насосом, а фиг. 86 показывает график, изображающий синхронизацию событий вдоха в потоке устройства вентиляции легких и потоке впрыска при помощи конструкции с поршневым насосом фиг. 85. Воздух втягивается в систему через фильтр 1080 и протекает или в цилиндр 1084 поршня, или насос 1082. FS1 1091 измеряет расход во вдыхательной части пациента для обеспечения информации о времени для контроллера 1086 дозирования. FS2 1092 измеряет расход из системы для замкнутого контура обратной связи потока содержащего NO газа. FD2 может находиться где угодно на пути потока NO между пересечением потоков насоса и цилиндра поршня и пересечением потоков устройства получения NO и потока инспирации пациента. Насос можно использовать для создания постоянного расхода, соответствующего потоку смещения устройства 1088 вентиляции легких, а поршень 1084 можно использовать для создания болюса, соответствующего болюсу вдоха устройства 1088 вентиляции легких. Работа поршня привязана по времени к устройству вентиляции легких. Хотя поршень, показанный на фиг. 85, расположен рядом с потоком перед искровой камерой, которая генерирует NO, поршень может также располагаться в другом месте в системе, включая после получения NO. Фиг. 87 показывает график концентрации NO относительно времени при эксперименте, показанном на фиг. 86, показывающем, что постоянные концентрации NO можно доставлять пациенту.
[00560] Фиг. 88 показывает вариант осуществления конструкции резервуара, а фиг. 89 показывает график сравнения потока 1120 устройства вентиляции легких, потока 1122 воздуха в плазму и уровней 1124 NO. Эта конструкция включает два резервных пути 1100, 1102 потока. Каждый путь потока содержит насос, который заполняет резервуар (RES) 1104, 1106, и первые датчики P1, Р3 давления для измерения давления в резервуаре. Контур обратной связи существует, так что насосы регулируются на основе давления в их соответствующем резервуаре. Ограничитель FR1, FR2 переменного расхода используют для регулирования расхода газа из резервуаров через искровую камеру на основе расхода, измеренного в датчике расхода вдыхательной части устройства 1108 вентиляции легких. Датчики FS1, FS2 расхода используют для обратной связи с системой управления для регулирования настроек ограничителя переменного расхода. Расходы можно изменять, например, от 0 до 4 л/мин. Дополнительные датчики давления (Р2 и Р4) измеряют давление в плазменной камере 1110, 1112 в качестве входных данных в общий алгоритм управления получения NO. Воздух протекает из плазменной камеры, расположенной в коллекторе, многоразовой части контроллера, в картридж очистителя, где он протекает через фильтр/очиститель/фильтр (FSF), как показано. Запорные клапаны в каждом пути обеспечивают, что изменения давления во вдыхательном патрубке устройства вентиляции легких не поворачивает поток назад в пути получения NO.
[00561] Фиг. 90 изображает вариант осуществления системы, аналогичной варианту осуществления, показанному на фиг. 88, со следующими исключениями. Направляющие устройства для потока показаны в пути потока А. Первое (верхнее) направляющее устройство для потока может направлять поток или в датчики анализа газов для целей калибровки, или в выходящий поток. Второе (нижнее) направляющее устройство для потока может направлять поток или в поток устройства вентиляции легких, или в поток мешка. Функции в картридже очистителя расположены в показанных зеленых прямоугольниках. Синие линии представляют одноразовые пути и элементы, тогда как красные показывают многоразовые компоненты в контроллере. Поток устройства вентиляции легких и мешка показаны как вертикальные синие линии справа изображения. В некоторых вариантах осуществления поток измеряется двумя датчиками давления в контроллере, показанном красным. Два датчика давления могут быть одинаковыми для дублирования, или они могут иметь различные диапазоны точности для обеспечения измерения системой более широкого диапазона потоков устройства вентиляции легких. Окрашенные фиолетовым зоны указывают на компоненты, соединенные с коллектором контроллера. Окрашенные желтым зоны указывают на компоненты в картридже вентиляции легких. Окрашенные зеленым зоны указывают на компоненты в картридже очистителя. Группа датчиков окрашена синим.
[00562] Фиг. 91 показывает вариант осуществления системы с двумя путями 1130, 1132 потока. При нормальном лечении при помощи устройства вентиляции легких один канал, маркированный как "В", настраивается на доставку постоянного количества NO на основе потока смещения устройства вентиляции легких. Другой канал, маркированный как "I", обеспечивает пульсирующий поток для доставки NO пропорционально болюсу вдоха из устройства вентиляции легких. Клапаны 1134, 1136 на каждом пути могут перекрывать поток воздуха, когда путь потока неактивен. Поток по каждому пути может изменяться расходом насоса и количеством времени, в течение которого открыт каждый клапан. Активность плазмы в канале потока обычно постоянна, когда воздух протекает, так что единственной переменной при регулировании получения NO является расход воздуха. Запорные клапаны 1138, 1140 на конце каждого пути потока обеспечивают, что поток устройства вентиляции легких не течет обратно в систему в моменты высокого давления вдоха. График 1142 показывает, как клапан может быть открыт 100% времени при потоке инспирации и периодически при потоке смещения, так что один путь потока может обеспечивать весь NO для лечения. В другом режиме работы один путь потока можно использовать для потока смещения, а другой путь потока используется для потока инспирации для выравнивания износа на каждом пути потока. Импульсы длиной 0,4 секунды с циклом нагрузки 50% не обнаруживаются на Y-образном соединении для пациента из-за смешивания, которое происходит по длине вдыхательного патрубка, когда NO протекает через увлажнитель и трубку вентиляции пациента.
[00563] Фиг. 92 показывает путь потока образца с одним насосом 1150, обеспечивающим поток воздуха. Путь потока раздваивается при помощи одного отверстия постоянного сечения, используемого для повышения давления в системе и обеспечения NO при потоке смещения. Регулируемое отверстие 1152 настраивают для обеспечения желаемого расхода при импульсах вдоха в контуре устройства вентиляции легких. Клапан ниже по потоку относительно регулируемого отверстия регулирует, когда поток проходит через путь потока инспирации. Регулируемое отверстие 1152 может закрываться до нулевого потока или низкого расхода. Внизу изображения представлена плазменная камера. В некоторых вариантах осуществления клапан 1154 обеспечивает быстрое включение и отключение системой потока инспирации. В некоторых вариантах осуществления клапан не требуется из-за очень быстрого действия регулируемого отверстия. Весь путь потока, показанный на фиг. 92, можно воспроизвести в устройстве для дублирования или для дозирования контура устройства вентиляции легких, калибровки и/или контура мешка одновременно.
[00564] Фиг. 93 показывает вариант осуществления пути потока, состоящего из насоса 1160 и направляющего устройства 1162 для потока. Направляющее устройство 1162 для потока переключает поток между отверстием 1164, установленным для потока смещения, и регулируемым отверстием 1166, установленным для суммирования потока инспирации и потока смещения. Регулируемое отверстие можно регулировать в середине вдоха для дополнительной настройки потока воздуха, при необходимости. Плазменная камера 1168 показана внизу изображения.
2
2
[00565] Фиг. 94 показывает вариант осуществления системы, которая изменяет поток воздуха через плазменную камеру 1172 для обеспечения точного дозирования NO пациенту. Целевая доза выбирается пользователем или врачом. Параметр пациента может измеряться и использоваться контроллером 1170 дозы для указания времени и/или величины вдоха пациента. Примеры параметров пациента включают, помимо прочего, обнаружение вдоха пациента, давление контура вентиляции легких, расход контура вентиляции легких, давление назальной канюли, напряжение грудной клетки, EMG диафрагмы, давление генератора кислорода и расход генератора кислорода. Воздух или другой содержащий N и О газ поступает из насоса или источника сжатого газа. Контроллер 1170 дозы может регулировать расход сжатого газа. Это можно осуществлять различными способами, включая изменение размера отверстия или цикла нагрузки клапана.
[00566] Доза пациенту может определяться различными способами. Наиболее распространенными средствами является обеспечение пациенту конкретной концентрацией NO все время. Более сложные подходы рассчитывают целевое число молекул NO для доставки в единицу времени на основе размера легких пациента (обычно идеальную массу тела используют как замену). В этом подходе система генерирует и доставляет только количество NO, достаточное для поддержания выстилки легких соответствующей дозой. Доставка NO может быть периодической для достижения целевого числа молекул в минуту. Система запрограммирована на идеальное число молекул в минуту на основе идеального веса тела пациента. Система может изменять концентрацию NO на вдох от нуля до максимального значения (обычно 80 частей на миллион) с каждым вдохом, так что перемещение среднего числа доставленных молекул в единицу времени является точным. Этот подход обеспечивает выстилку легких соответствующим количеством молекул NO, несмотря на изменения дыхания, которые могут происходить на основе уровня активности и частоты дыхания.
[00567] Изменения дозы можно регулировать путем изменения активности плазмы и/или расхода воздуха. В одном варианте осуществления эти два параметра изменяют для достижения постоянной концентрации содержащего NO газа перед разбавлением в потоке воздуха пациенту. В другом варианте осуществления поток воздуха изменяется пропорционально дыхательной активности пациента (например, расход вдыхаемого воздуха, сигналы потока устройства вентиляции легких, обнаружение дыхания), тогда как активность плазмы (ширина импульса, или частота импульса, или мощность импульса) изменяется для получения целевой концентрации NO в содержащем NO газе.
[00568] В некоторых вариантах осуществления источник сжатого газа, показанный на фиг. 94, регулируется контроллером дозы в дополнение к регулятору расхода. В другом варианте осуществления контроллер дозы контролирует только источник сжатого газа.
[00569] Фиг. 95 показывает вариант осуществления контроллера 1180 дозы, который изменяет лечение на основе параметра пациента и настроек лечения. В некоторых вариантах осуществления источник 1182 сжатого воздуха соединен с двумя или более регуляторами 1184, 1186 расхода. Контроллер 1180 дозы может регулировать состояние каждого регулятора расхода, т.е. размер отверстия и расход (от 0 до широко открытого). Один источник сжатого воздуха, обеспечивающий множество регулирований расхода, допускает использование элементов регулирования расхода с медленным динамическим ответом, поскольку каждый регулятор расхода остается на относительно постоянной заданном значении (динамический ответ менее важен). В этом случае один источник сжатого воздуха должен все еще обеспечивать быстро изменяющееся требуемое количество воздуха.
[00570] Фиг. 96 показывает вариант осуществления контроллера 1190 дозы, который изменяет лечение на основе параметра пациента и настроек лечения. В некоторых вариантах осуществления более одного источника 1192, 1194 сжатого воздуха используют для направления воздуха по более чем одному пути потока. Примеры источников сжатого воздуха включают, помимо прочего, резервуары сжатого газа, воздушные насосы и воздушные линии в зданиях. Использование множества источников сжатого воздуха (насос и пр.), обеспечивающие работу множества регуляторов 1196, 1198 расхода, позволяют каждому источнику воздуха и регулятору расхода работать с относительно постоянными рабочими уровнями. Таким образом, источник сжатого воздуха не требуется для обеспечения быстро изменяющегося требуемого количества.
[00571] Фиг. 97 показывает вариант осуществления, аналогичный фиг. 96, где контроллер 1200 дозы имеет дополнительный контроль источника давления. Каждый источник сжатого воздуха можно настраивать на расход, необходимый для этого пути потока. Например, давление в резервуаре для газа можно регулировать регулятором, или скорость насоса можно регулировать.
[00572] Фиг. 98 показывает вариант осуществления системы получения NO. Система может содержать интерфейс 1210 на сенсорном экране, плату 1212 основного контура и питания, плату 1214 высокого напряжения и контура управления лечением, влагоотделитель 1216 из линии отбора образцов, картридж 1218 очистителя, коллектор 1220, набор 1222 электродов, модуль 1224 подачи питания, направляющие устройства 1226 для потока, воздушный насос 1228, трансформатор 1230 с питанием от переменного тока/постоянного тока и аккумуляторы 1232.
[00573] Система может использовать направляющее устройство для потока для перенаправления потока из одной из плазменных камер к датчикам анализа газов для калибровки. Система может использовать направляющее устройство для потока для перенаправления потока из одной из плазменных камер к контуру потока в мешок для доставки NO при искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений.
[00574] Система может использовать картридж вентиляции легких, который содержит путь потока устройства вентиляции легких и путь потока в мешок. Поток устройства вентиляции легких можно измерять, когда он протекает через картридж вентиляции легких. Это можно выполнять при помощи датчика в картридже вентиляции легких или одним или несколькими датчиками давления в контроллере, которые пневматически соединены с потоком на вентиляцию легких при помощи подходящего ограничения потока между местами измерения. Для картриджей вентиляции легких, которые содержат датчики, калибровочная информация для датчиков может быть записана в запоминающем устройстве в картридже вентиляции легких. Дополнительные данные, записанные в картридже вентиляции легких, могут включать любое из следующего: серийный номер, номер партии, был ли он установлен или нет, дата лечения, журнал настроек, журнал аварийных ситуаций и вводимые пользователем примечания. При условии, что картридж вентиляции легких встроен в путь потока инспирации, желательно переносить картридж вентиляции легких из одного контроллера в другой в случае отказа системы или перемещения пациента из одного учреждения в другое. Путем записи истории лечения и настроек в картридж вентиляции легких, лечение можно продолжать беспроблемно со следующим контроллером. Система может также работать с двумя или более типами картриджей вентиляции легких. Картриджи вентиляции легких можно изменять при помощи трубных соединений, диаметра трубок и/или ограничения потока (для измерения расхода). В некоторых вариантах осуществления картридж вентиляции легких может содержать набор электродов. Картридж вентиляции легких с низким расходом может иметь небольшой зазор между электродами для низкого выхода NO. Картридж вентиляции легких с высоким расходом может иметь большой зазор между электродами (например, 2-3 мм) для большего выхода NO.
[00575] Система получения NO требует быстрого расчета дозы для доставки NO на основе измеренных уровней расхода, получения этой дозы и доставки ее в основной поток воздуха. Некоторые аспекты, которые вносят вклад в то, что система может быстро реагировать, представляют использование справочных таблиц, быстрых процессоров, одного или нескольких быстродействующих пропорциональных клапанов, очистителей с низким ограничением потока, коротких пневматических путей и источника газа высокого давления (резервуар, насос). Несмотря на эти попытки быстрой реакции, система может все еще иметь достаточную, задержку, с которой конкретный болюс NO можно вводить в поток газа после болюса газа, для которого он предназначался. Путем введения содержащего NO потока в центр основного потока газа и с более высокой скоростью, чем основной поток газа, можно обеспечивать то, что содержащий NO болюс потока фактически догонит болюс газа, для которого он предназначался. Скорость входящего потока NO изменяется размером отверстия в инжекторе, давлением газа и расходом газа.
[00576] Другой подход к дозированию достаточного болюса газа пациенту состоит в учете задержек системы путем превышения дозы для доставки. Например, если детектируется болюс основного потока, который требует 20 частей на миллион NO, система может устанавливать параметры плазмы и/или потока для получения 40 частей на миллион в течение короткого периода времени, так что система отвечает на запрос быстрее. Поскольку фактическая доставляемая доза пересекает порог 20 частей на миллион, система может изменять свои настройки для доставки 20 части на миллион.
[00577] В некоторых вариантах осуществления система может содержать три набора электродов и пути NO и три очистителя, причем два для доставки NO в устройство вентиляции легких, а один для доставки NO в мешок.
[00578] Датчики образцов могут принимать поток или из вдыхательного патрубка пациента, баллона калибровочного газа, соединенного с соединением линии отбора образцов, или устройства получения NO для калибровки, и источник NO можно выбирать. В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 99, насос 1240 в блоке 1242 датчиков может располагаться между соединением линии отбора образцов и пересечением между путем датчика и источником 1244 газа для самокалибровки. Многоразовый датчик 1246 расхода (FS) показан справа от блока датчиков и является частью всего устройства получения NO. Газы из блока 1242 датчиков протекают через коллектор, в датчик расхода и в выходное отверстие. В другом варианте осуществления (не показан), двухпозиционный клапан находится в месте насоса на фиг. 65 для блокирования потока из соединения линии отбора образцов, так что поток, перекачиваемый из контроллера, может проходить через датчики для образцов. В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 73, переключатель потока может быть в блоке датчиков, который может выбирать между линией отбора образцов и путем источника газа для самокалибровки.
[00579] Безопасность
2
2
[00580] Различные предохранительные устройства можно включать в систему для решения различных вопросов. Например, система может иметь очиститель на Y-образном соединении для пациента до отбора образцов, который сконструирован для поглощения любого NO, образовавшегося из-за длины контуров инспирации или высоких уровней О.
[00581] Доставка NO пациенту может выполняться в чрезвычайных ситуациях, таким образом время для доставки NO может быть важным. Если устройство требует много времени для первичного заполнения пневматического пути, это может представлять задержку в лечении пациента. В некоторых вариантах осуществления система может иметь режим для быстрого первичного заполнения картриджа NO перед соединением его с контуром вентиляции легких после замены картриджа. В некоторых вариантах осуществления система первично заполняется сама путем перекачки воздуха с высокой скоростью через плазму в плазменной камере и картридже очистителя перед направлением потока в датчики анализа газов. Это первичное заполнение может происходить в течение заданного количества времени, или пока NO не детектируется датчиком NO. Затем система может снижать скорость насоса и направлять поток в картридж устройства вентиляции легких для лечения. Это может приводить к снижению времени, необходимого для первичного заполнения системы, при этом снижая время, которое пациент находится без NO.
[00582] Может быть важным ограничить работу с больничным устройством до людей, которые уполномочены и подготовлены для работы с оборудованием. В некоторых вариантах осуществления ярлык RFID может быть связан или прикреплен к идентификационной карте пользователя, причем RFID имеет уникальный номер в себе, который используется для идентификации пользователя. В некоторых вариантах осуществления тот же считыватель RFID в контроллере можно использовать для идентификации одноразовых компонентов (например, картридж вентиляции легких, картридж очистителя и/или линия отбора образцов), что и бейдж-идентификатор пользователя. Считыватель RFID может располагаться в различных местах, но в некоторых вариантах осуществления считыватель RFID может быть на боку контроллера, так что он может считывать метки RFID на картриджах с одной стороны и больничный идентификатор на направленной наружу поверхности считывателя. Метка RFID может также быть прикреплена к контроллеру в области видимости считывателя RFID. Это позволяет программному обеспечению тестировать считыватель RFID, поскольку всегда будет метка RFID в области видимости. Это также позволяет программному обеспечению знать, какой контроллер выполняет лечение. Другая информация может быть помещена на метку RFID контроллера, такая как серийный номер контроллера, последняя дата обслуживания, дата изготовления, коды ошибок, время работы системы, время работы различных компонентов, журнал обслуживания и другая информация, которая может помогать в лечении пациента, диагностике и/или обслуживании и ремонте.
[00583] Иногда персонал больницы должен написать от руки показания лекарственного NO в своих записях. Для улучшения точности и безопасности в некоторых вариантах осуществления система может показывать штрих-код на пользовательском интерфейсе, который можно сосканировать в систему больницы.
[00584] В некоторых вариантах осуществления система может получать сжатый воздух из внешнего источника, такого как сеть подачи воздуха больницы или баллон со сжатым газом. Этот подход также может служить в качестве резервной подачи воздуха в случае, когда отказывает внутренний насос/нагнетатель.
[00585] Инфекционный контроль
[00586] При использовании с контуром устройства вентиляции легких генератор NO обычно расположен между устройством вентиляции легких и увлажнителем, т.е. в сухой части контура. Все еще есть вероятность, хотя и небольшая, что инфекционные материалы пройдут от пациента в генератор NO и загрязнят компоненты генератора NO. Это представляет риск перекрестного загрязнения, когда генератор NO используют для лечения другого пациента.
[00587] В некоторых вариантах осуществления НЕРА-фильтр расположен на выпускном отверстии устройства получения NO. В системах, использующих картридж вентиляции легких, НЕРА-фильтр будет располагаться на выходе картриджа вентиляции легких. С целью предотвращения загрязнения фильтр должен располагаться последовательно между генератором NO и пациентом. В некоторых вариантах осуществления фильтр соединен с увлажнителем и не контактирует непосредственно с генератором NO. Помимо предотвращения переноса инфекционного материала из контура вентиляции легких в устройство получения NO, НЕРА-фильтр между устройством получения NO и пациентом служит для улавливания любых металлических частиц или частиц материала очистителя, вводимых в поток воздуха генератором NO.
[00588] Срок службы
[00589] Каждый компонент системы получения NO имеет срок службы. Кожух, например, сконструирован для работы в течение 10 лет или более. Альтернативно, клапаны сконструированы для определенного числа циклов. В одном варианте осуществления система получения NO считает число циклов, которым клапан подвергался. На основе приемлемого числа циклов система получения NO может рекомендовать замену клапана до превышения срока службы. Аналогичные записи в журнале можно выполнять для времени работы насоса, циклов пропорциональных клапанов, счета электрических разрядов и действий, которые изнашивают компоненты.
[00590] Когда компонент приближается к концу срока службы, система получения NO может использовать резервную систему получения NO, оставляя изношенный компонент как резервный, а не первичный, при этом продлевая использование системы при помощи функционального дублирования. В одном варианте осуществления система использует свою одну или несколько резервных систем равномерно в течение срока службы, так что компоненты изнашиваются с равной скоростью на одном или нескольких путях потока.
[00591] В одном варианте осуществления акселерометр в системе получения NO используют для детектирования вибраций в системе. Вибрации используются как индикаторы того, что компоненты работают надлежащим образом. Они также являются индикаторами того, что компоненты изнашиваются и/или работают ненадлежащим образом. В одном варианте осуществления система использует акселерометр для детектирования вибраций, которые являются показателем износа насоса.
[00592] В одном варианте осуществления микрофон в системе используют для подтверждения того, что различные компоненты работают надлежащим образом путем детектирования звука различных компонентов. Детектирование компонентов можно выполнять последовательно, когда каждый компонент получает питание или приводится в действие при самотестировании при включении питания.
[00593] Анализ газов
2
[00594] В одном варианте осуществления содержание NO и/или NO в продукционном газе измеряют при помощи спектроскопии. В одном варианте осуществления спектроскопия основана на поглощении инфракрасного спектра.
[00595] Самотестирования при включении питания
2
2
[00596] В одном варианте осуществления система направляет продукционные газы из плазменной камеры на датчики анализа газов при самотестирования при включении питания для подтверждения того, что датчики газов работают, и система получения NO работает. В одном варианте осуществления точность получения NO при самотестировании при включении питания достаточна, чтобы датчики газа можно было калибровать. В одном варианте осуществления генерируется аварийная сигнализация, побуждающая заменить датчики газа, когда указанные уровни или NO, или NO не согласуются с настройками получения NO/NO при самотестировании получения NO.
[00597] В некоторых вариантах осуществления система может быть сконструирована с датчиками давления и клапанами для осуществления теста внутреннего давления для измерения пневматической целостности системы. При таком самотестировании клапаны сконструированы для перекрытия потока воздуха. Насос повышает давление всего пневматического пути или его части. В одном варианте осуществления насос останавливается, и тест на утечки проводят путем контроля падения давления в системе с течением времени. В другом варианте осуществления насос продолжает работать, и измеряют поток через систему, причем поток свыше указанного порогового значения указывает на утечку.
[00598] Цифровая связь
[00599] События электрического разряда и высокое напряжение могут излучать электромагнитное излучение, которое создает помехи электрическим сигналам. Это может влиять на показания аналоговых датчиков, а также цифровую связь. В одном варианте осуществления система получения NO считывает показания датчиков и выполняет передачу цифровых данных между событиями возбуждения плазмы. В одном варианте осуществления одна часть системы получения NO генерирует сигнал о том, что разряд вот-вот произойдет. В одном варианте осуществления контур управления высокого напряжения направляет сигнал о том, что разряд вот-вот произойдет. В одном варианте осуществления устройство получения NO использует дифференциальные сигналы связи для обеспечения уровня защищенности от EMI.
[00600] Управление питанием
[00601] События электрического разряда могут тянуть высокие уровни мгновенной мощности. Это может вызывать броски тока, что представляет проблему для питающихся от аккумулятора устройств. В одном варианте осуществления броски тока устраняются удерживающими конденсаторами. В другом варианте осуществления броски тока устраняются предварительным регулятором. В некоторых вариантах осуществления промежуточная стадия компенсации коэффициента мощности используется для получения вида нагрузки при получении NO на аккумуляторы, подобного нагрузке, которую источник питания может доставить. В некоторых вариантах осуществления компенсация коэффициента мощности (PFC) используется для регулирования нагрузки на один или несколько аккумуляторов до приемлемого уровня.
[00602] Альтернативные применения
[00603] Существует множество применений для использования системы получения NO, включая для использования с пациентами, которым требуется дефибрилляция, для улучшения насыщения кислородом и вероятность запуска сердца или восстановления нормального ритма. Кроме того, есть применение NO для пациентов, испытывающих приступ астмы, для улучшения насыщения кислородом или для повышения результативности в спорте в различных областях, включая велоспорт, футбол, катание на лыжах, компенсацию высот и авиацию.
[00604] Возможность подключения к облаку
[00605] Устройство получения NO может получать пользу от связи с интернетом. Соединения могут осуществляться при помощи GSM, WiFi, кабеля локальной сети Ethernet или другими средствами. Как только подключена, система может обмениваться информацией с серверами для технического обеспечения, помощи в лечении, выставлении счетов и других целей обмена данными. Облако можно также использовать для передачи данных о лечении, настроек, журнала аварийных ситуаций, комментариев пользователя, журналов обслуживания, состояния картриджа очистителя и другой информации от одного контроллера к другому контроллеру.
[00606] НЕСТАЦИОНАРНОЕ УСТРОЙСТВО
[00607] Также смогут быть системы и способы для портативного и компактного получения оксида азота (NO), которые могут быть внедрены в другие терапевтические устройства или использоваться отдельно. Портативное устройство получения NO позволяет получать и доставлять NO пациенту в любом месте или окружении, поскольку устройство достаточно мало, чтобы быть мобильным и использоваться где угодно, включая дома у пациента или при транспортировке. Размер и портативность нестационарной системы получения NO позволяет пациенту использовать систему активно вне больницы и получать пользу от доставки NO через устройство доставки дыхательной смеси без необходимости в присутствии в больнице, клинике или другом медицинском учреждении. В некоторых вариантах осуществления нестационарная система получения NO может состоять из контроллера и одноразового картриджа. Картридж может содержать фильтры и очистители для получения газа, используемого для получения NO и для очистки выходящих газов перед вдыханием пациентом. Система может использовать концентратор кислорода для повышения выхода оксида азота и приветствовать активность генератора кислорода в качестве независимого устройства.
[00608] Полученный NO можно доставлять пациенту различными способами. В некоторых вариантах осуществления NO доставляется через назальную канюлю. Газ выходит из массы отверстий вблизи носа пациента и смешивается в пространстве между канюлей и носом. Канюля может иметь множество конструкций.
[00609] Когда пациент вдыхает газ из назальной канюли, воздух из окружающей среды захватывается и добавляется в поток, при этом разбавляя доставленный газ. В некоторых вариантах осуществления назальная канюля с уникальным зубцами, которые имеют ответвление вокруг них, можно использовать для снижения разбавления доставляемого газа. Ответвление выступает в качестве запорного клапана, обеспечивая поток выдоха вокруг зубца, но герметизируя вокруг стенки ноздри для предотвращения захвата атмосферного воздуха. Типичная назальная канюля 1250 с элементами для предотвращения разбавления доставленного газа показана на фиг. 100.
2
2
2
[00610] Назальная канюля может также содержать элементы для идентификации устройства. В некоторых вариантах осуществления назальная канюля может содержать уникальный идентификатор для обеспечения идентификации канюли. Уникальный идентификатор может располагаться в различных местах, включая в соединителе назальной канюли. Идентификатор может иметь различные формы, включая RFID для беспроводного, умный чип для непосредственного электрического соединения, умный штрих-код для оптического считывания или любой другой механизм, который будет позволять идентификацию. Контроллер может контролировать, как долго канюля находится в использовании, и может записывать в запоминающее устройство в канюле для указания, что она полностью отработана и требует замены или ремонта. Это может также предотвращать использование несовместимой канюли, которая может давать большие уровни NO. Другие типы информации, которые могут быть записаны в запоминающем устройстве канюли, представляют: номер детали, номер партии, дату изготовления, дату истечения срока службы, дату первого использования, состояние новый/использовался, информацию о лечении пациента, журнал настройки устройства, журнал аварийных ситуаций устройства, журнал входных данных пациента, данные параметров пациента (частота дыхания, частота сердечных сокращений, температура тела, уровень SpO, EtCO, уровень активности).
[00611] В некоторых вариантах осуществления датчик можно размещать на пациенте для контроля дыхания пациента. Датчик может быть микрофоном, датчиком давления, датчиком деформации, акселерометром или другим типом датчика, который детектирует дыхание пациента. В одном варианте осуществления микрофон помещают на шею пациента. В другом варианте осуществления датчик деформации помещают на кожу торса пациента. Путем детектирования дыхательной активности пациента, такой как частота дыхания, глубина дыхания, форма сигнала дыхания, система получения NO может оптимизировать доставку NO. Установленные на пациенте датчики могут быть соединены проводами с канюлей или непосредственно с генератором NO. В других вариантах осуществления датчики являются беспроводными и связываются по WiFi, Bluetooth, инфракрасному, RF или некоторыми другими средствами с контроллером.
[00612] Важно, чтобы система получения NO имела достаточное количество атмосферного воздуха для надлежащей работы. Поскольку нестационарная система может располагаться или носиться пользователем в разных местах, включая размещение в сумке или ношение под предметом одежды, возможно, что устройство не может получать достаточно воздуха для генерирования терапевтического количества NO. Возможно, что канюля включает элементы для обеспечения дополнительного количества воздуха в устройство. В некоторых вариантах осуществления канюля может содержать один или несколько дополнительных каналов для получения воздуха. Канал для воздуха может иметь одно или несколько отверстий (таких как перфорации), так что воздух может поступать в каналов откуда угодно вдоль длины канюли. Перфорации помогают обеспечить то, что устройство может втягивать воздух где угодно вдоль длины канюли. Вариант осуществления канюли 1260 с дополнительным каналом 1262 показан на фиг. 101.
2
2
[00613] В некоторых вариантах осуществления назальная канюля может содержать одну или несколько небольших трубок для NO, которые проходят через каждый зубец, так что О не подавляет поток NO из-за его большего расхода и давления, как показано в типичной канюле 1270, показанной на фиг. 102. В некоторых вариантах осуществления назальная канюля может использовать трубку Вентури или форсунку для втягивания NO в поток О.
2
2
2
2
2
2
2
[00614] Есть разные точки вдоль канюли, в которых О и NO можно смешивать, перед тем как газы достигают пациента. В некоторых вариантах осуществления можно поддерживать NO и О отдельно насколько возможно долго, пока они не войдут в нос пациента, для снижения образования NO. Образование NO из-за высокой концентрации NO является доминирующим эффектом. В некоторых вариантах осуществления можно смешивать NO с потоком О насколько возможно быстро, так что время перехода к пациенту снижается. Таким образом, нестационарное устройство, которое вводит высокую концентрацию NO в поток О в нестационарном устройстве, может предлагать сниженные уровни NO у пациента, как показано в варианте осуществления устройства 1280 получения NO, показанного на фиг. 103.
[00615] Могут быть различные пути для использования материала очистителя в нестационарной системе получения NO. В некоторых вариантах осуществления можно использовать трубку канюли, которая является тонкостенной (в отличие от толстых стойких к излому вариантов), которая заполнена материалом очистителя частично или полностью по длине. В некоторых вариантах осуществления назальная канюля с предварительным очистителем, помимо очистителя NO, может использоваться. Контроллер не имеет картриджа совсем, так что система имеет один одноразовый компонент (канюля 1290), а не канюлю и картридж очистителя, как показано на фиг. 104. В некоторых вариантах осуществления назальная канюля 1290 может содержать очиститель около точки вдоха (т.е. вблизи носа).
2
[00616] Фиг. 105 представляет множество видов варианта осуществления нестационарного устройства 1300 получения NO. В некоторых вариантах осуществления верхняя часть устройства может быть предназначена для пользовательского интерфейса, включая помимо прочего кнопки и дисплей для информации. Соединения канюли и кислорода могут быть сделаны на верхней кромке на боку оболочки. Картридж 1312 очистителя может располагаться в нескольких местах, включая на боку (как показано на фиг. 106А) и на дне (как показано на фиг. 106В) устройства 1310. В некоторых вариантах осуществления соединения канюли и О находятся в верхней части устройства. Пользовательский интерфейс 1314 находится на боку, как показано на фиг. 107А. Очиститель 1316 может быть на боку, как показано на фиг. 107В, или дне устройства.
[00617] Различные способы можно использовать для детектирования дыхания. В некоторых вариантах осуществления провод проходит вверх по одной трубке и вниз по другой трубке назальной канюли. Между ноздрями есть кусок майлара с распыленным алюминием (подобно термистору). Дыхание детектируется путем рассмотрения изменений сопротивления термистора, указывая теплоту выдоха или охлаждение вдоха. Два провода могут проходить также в одной трубке. В некоторых вариантах осуществления измерение можно также проводить путем растягивания провода до тонкого в области измерения температуры. В некоторых вариантах осуществления штуцер назальной канюли может быть металлическим и проводящим, так что он является частью контура термистора. Это работает лучше всего, когда есть провод в двух каналах и два соединения штуцера с контроллером. В некоторых вариантах осуществления может обеспечиваться термопара под носом. В некоторых вариантах осуществления устройство доставки NO может содержать канал для NO канюли, которая раздваивается когда достигает контроллера. Один канал соединяется с очистителем, а другой канал соединяется с глухим отверстием с датчиком давления для детектирования дыхания. В некоторых вариантах осуществления обеспечивается устройство доставки NO, где давление линии NO измеряется в контроллере около точки соединения канюли, так что дыхание пациента можно измерять при помощи давления.
2
2
2
2
[00618] Различные механизмы можно использовать для детектирования дыхания относительно активности концентратора О. В одном варианте осуществления устройство 1320 доставки NO обеспечивается Т-образным соединением, которое принимает О из источника 1322 О, направляет О пациенту 1324 (при помощи канюли), и имеет датчик 1326 давления в контроллере на дне глухого отверстия, как показано на фиг. 108.
2
2
2
2
2
[00619] В некоторых вариантах осуществления устройство 1330 доставки NO обеспечивается соединением 1332 на вводе О и отдельным соединением 1334 на выходе О, как показано на фиг. 109. Между двумя соединениями система измеряет давление и/или расход для детектирования активности концентратора кислорода. NO и О имеют отдельные соединения на выходе. Может быть одна точка выхода с объединенными NO и О. В некоторых вариантах осуществления обеспечено устройство 1340 доставки NO, которое работает вместе с концентратором О, который содержит механизм, такой как считыватель 1342 RFID, для связи с устройством доставки NO, как показано на фиг. 110.
2
2
2
[00620] NO можно доставлять пациенту при помощи различных техник относительно вдоха пациента. В некоторых вариантах осуществления молекулярное сито можно использовать для снижения содержания О в газе после искрообразования. Удаление О может снижать скорость превращения NO.
2
[00621] В некоторых вариантах осуществления устройство получения NO, которое может работать в одном или нескольких режимах, включая синхронизированный режим с пульсирующей доставкой NO, доставляемой синхронно с доставкой О, независимый режим с пульсирующей доставкой NO, доставляемой синхронно с дыханием пациента, и постоянный режим с постоянным расходом и концентрацией NO. В одном варианте осуществления импульс доставки NO начинается через 50 мс после обнаружения вдоха и длится 200 мс. В другом варианте осуществления импульс доставки NO длится в течение вдоха.
[00622] Частота дыхания пациента может изменяться с усилием. Более быстрые частоты дыхания будут приводить к избыточной доставке NO, если система получения NO доставляет NO с каждым вдохом. Следует отметить, что глубина вдоха также может изменяться и обычно зависит от частоты дыхания. Для того, чтобы лечение при помощи NO было эффективным, концентрация NO в легких пациента должна быть на терапевтических уровнях периодически, если не постоянно. В одном варианте осуществления система получения NO использует частоту дыхания, дыхательный объем и период полураспада NO для определения, какие вдохи дозируются. В другом варианте осуществления NO доставляется с каждым вдохом, но параметры импульса изменяются на основе частоты дыхания, дыхательного объема, захваченной фракции и периода полураспада NO для достижения целевой концентрации NO в легком. В одном варианте осуществления система получения NO имеет максимальное число вдохов, которые она будет дозировать в единицу времени. На основе скользящего среднего, если число дозированных вдохов в единицу времени превышает пороговое значение, устройство останавливает доставку NO, пока скользящее среднее не упадет ниже порогового значения.
2
[00623] События вдохов происходят быстро, требуя быстрой реакции системы для доставки импульса NO. В некоторых случаях импульс доставляется через 50 мс после детектирования вдоха, что быстрее, чем насос может повышать скорость (т.е. ускорять вращение) и проталкивать болюс содержащего NO газа в нос. В одном варианте осуществления нестационарное устройство готовит болюс содержащего NO воздуха в резервуаре при выдохе пациента. Когда детектируется вдох, воздух из источника сжатого газа высвобождается, проталкивая болюс NO через канюлю пациенту. В одном варианте осуществления промежуточный резервуар представляет канал в канюле. В одном варианте осуществления канал в канюле представляет специальную канал для доставки NO. Содержащий NO газ может проходить через скруббер перед помещением в резервуар, после резервуара, в месте вблизи пациента в канюле или не проходить совсем, если уровни NO достаточно низки.
2
2
[00624] Поскольку нестационарное устройство может располагаться в различных местах, включая на тележке генератора О или зарядном устройстве для аккумулятора (например, расположено под углом 45 градусов для стабильности и простоты считывания дисплея), или носиться пациентом, например, на поясе, в сумке или под пальто, возможно, что устройство перегревается. В некоторых вариантах осуществления воздух, который используется для получения NO, может проходить через теплообменники для охлаждения электроники. В одном варианте осуществления генератор NO расположен во впускном отверстии для воздуха в концентраторе О.
2
2
2
2
2
[00625] Некоторые пользователи могут предпочитать соединяться со стационарным концентратором О, когда находятся дома, и использовать линию, такую как 50 футовая (15 м) линия, для приема О. Время перехода NO в 50 футовой линии может быть достаточно долгим, так что могут образовываться небезопасные уровни NO. В некоторых вариантах осуществления линия, такая как 50 футовая линия, может быть снабжена специальными соединителями, которые имеют очиститель от NO на конце для пациента для удаления NO около пациента. Например, соединение может содержать специальную резьбу, RFID, штрих-код или другие элементы.
2
[00626] Различные предохранительные устройства могут быть включены в нестационарное устройство получения NO. Пользователи могут забывать заменять компонент очистителя NO в соответствующее время. В некоторых вариантах осуществления устройство может рекомендовать пользователю заменить очиститель, когда он отключает устройство от зарядки по утрам. В некоторых вариантах осуществления нестационарное устройство может содержать встроенную функцию в акселерометре для детектирования активности пациента. В некоторых вариантах осуществления нестационарное устройство может содержать элементы для детектирования усилия пациента и давать предупреждение. Предупреждение может быть основано на различных измерениях и данных, включая данные акселерометра и/или частоту дыхания.
2
2
[00627] Трубка доставки NO может перекручиваться при работе, возможно замедляя или останавливая доставку NO пациенту. В некоторых вариантах осуществления система может использовать различные указания для детектирования перекрученной линии, включая, помимо прочего, давление линии NO, давление линии О, ток насоса NO, расход линии NO, расход линии О, четкость сигнала дыхания, активность искры (подавляемое высоким давлением).
[00628] Возможно, что пациенты, которые дышат через рот, не получают такую же дозу, как когда они дышат через нос, при ношении назальной канюли. В некоторых вариантах осуществления система может детектировать ненормальное дыхание через нос и/или дыхание через рот и может реагировать путем повышения доставки NO для компенсации и/или предупреждения пользователя. Если система может доставлять NO пациенту (ток насоса нормальный, расход NO нормальный), но система не может детектировать дыхание в носу, тогда пациент, вероятно, дышит через рот.
[00629] Фиг. 111 и 112 показывают варианты осуществления нестационарных систем получения NO. Фиг. 1111 показывает вариант осуществления портативной нестационарной системы получения NO, которая содержит устройство доставки, такое как канюля, для доставки продукционного газа, содержащего NO, пациенту, которое содержит фильтр/очиститель. Контроллер сконструирован для контроля получения NO при помощи плазменной камеры, используя различные датчики. Контроллер содержит CPU с СИДами и кнопками для связи с ними пользователя, контур высокого напряжения, источник питания, индуктивное зарядное устройство и контроллер насоса. Фиг. 112 показывает вариант осуществления портативной нестационарной системы получения NO, которая содержит устройство доставки, такое как канюля 32, и одноразовый заменяемый картридж 34, который содержит в себе очиститель.
[00630] Фиг. 113 показывает вариант осуществления системы получения NO с дублированием. Слева сверху на фигуре образцы газов из потока инспирации входят в линию 1350 отбора образцов и проходят через фильтр 1352 и трубку 1354 из Nafion для удаления влаги из увлажненных образцов и добавления влаги в сухие образцы. Газ затем протекает через клапан 1356 одностороннего действия, который предотвращает выход содержимого контура датчиков газа в дыхательные пути пациента. Газ проходит через влагоотделитель 1358, который удаляет влагу, а затем через гидрофобный фильтр 1360 и в насос образцов газа. За пределами насоса находится важное отверстие, которое направляет поток газа через коллектор 1361 датчиков и снижает пульсацию потока из насоса. Газы проходят через вторую трубку 1362 из Nafion, которая защищает датчики в случае, когда сухие газы, которые будут использоваться при калибровке, направляются через блок датчиков. Датчики давления контролируют расход и давление через блок отбора образцов. Газ затем проходит датчики анализа газов, а затем датчик давления и односторонний запорный клапан. Образцы газа выходят через Т-образное соединение, которое имеет одну ветвь открытой атмосферному давлению и штуцер или соединитель малого диаметра на другой ветви для соединения с сетью вакуума больницы. Открытая атмосфере ветвь предотвращает повышение вакуумом расхода через блок датчиков и/или оттягивание большего количества газов из потока инспирации пациента, чем необходимо.
[00631] В середине сверху фигуры два независимых пути 1366, 1368 потока обеспечивают газы-реагенты для двух насосов. Насосы нагнетают давление в двух независимых резервуарах 1370, 1372 до целевого давления. В одном варианте осуществления целевое давление составляет 2 атм. В каждом контуре после резервуара находится датчик 1372, 1374 давления для замкнутого контура обратной связи по давлению резервуара. Этот датчик может также быть перед резервуаром или в резервуаре, поскольку он находится в жидкостной связи с резервуаром. Пропорциональный клапан 1376, 1378 регулирует выходящий поток из каждого резервуара. Датчик расхода используют для замкнутого контура обратной связи для пропорционального клапана. Газы проходят через плазменную камеру 1380, 1382. Показанные плазменные камеры содержат датчик 1384, 1386 температуры на стенке камеры, который можно использовать для настройки алгоритма получения NO и замкнутого контура обратной связи с вентилятором кожуха устройства. Датчики давления в жидкостной связи с плазменными камерами используют как входные данные в алгоритм управления для расчета выхода NO.
[00632] За пределами плазменной камеры и датчиков давления пути потока раздваиваются. Обводные пути с клапаном обеспечивают средства для перемещения продукционных газов в блок датчиков газа для анализа. Пропорциональные клапаны после раздваивания можно использовать для обеспечения противодавления в плазменной камере для компенсации эффектов высоты и низкого давления окружающей среды. Клапаны используют небольшое отверстие на больших высотах для повышения противодавления в плазменной камере и увеличения выхода NO. После пропорциональных клапанов продукционный газ протекает через картридж очистителя, содержащий фильтр, очиститель и фильтр (FSF) для каждого из двух путей. Первый путь предназначен для применений устройства вентиляции легких, тогда как второй путь может очищать газ для контура устройства вентиляции легких или устройства вентиляции легких с помощью ручных приспособлений - мешка, в зависимости от положения направляющего устройства для потока на втором пути. Пропорциональный клапан, расположенный после FSF на первом (слева на фигуре) пути потока, обеспечивает средства для отбора образцов газа после FSF, а также выравнивает ограничение потока между сторонами.
[00633] Продукционные газы протекают в картридж 1390 устройства вентиляции легких по каналу В для применений устройства вентиляции легких или каналу С для устройства вентиляции легких с помощьювручных приспособлений - мешка. Вдыхаемые газы из устройства вентиляции легких поступают в картридж вентиляции легких через стандартное соединение 22 мм перед протеканием через два датчика расхода. Каждый датчик расхода соответствует отдельному генератору NO в устройстве для общего дублирования. Давление и/или влажность также измеряются датчиками расхода. NO во впрыске в поток воздуха пациенту после измерений расхода и перед выходом газов из картриджа вентиляции легких через второе соединение 22 мм. Соединения выхлопной трубы могут изменяться в зависимости от применения, от 10 мм для контуров новорожденных до 15 мм для педиатрических применений. Датчики расхода могут детектировать обратный поток, поэтому система может сообщать аварийный сигнал, если трубки контура вентиляции легких были соединены наоборот.
2
[00634] Поток в мешок проходит из внешнего источника, который может быть баллоном с кислородом, смесителем, воздухом из линии в стене, О из линии в стене, концентратором кислорода или другим источником. Поток соединяется с картриджем вентиляции легких при помощи пневматического соединения, такого как соединение малого диаметра или штуцер. Расход измеряется датчиком расхода. В изображенном варианте осуществления расход измеряется датчиком перепада давления перед впрыском содержащего NO продукционного газа. Поток затем выходит из картриджа вентиляции легких через аналогичное соединение малого диаметра или штуцер и в поток воздуха вентиляции при помощи ручных приспособлений.
[00635] Существующие методы монетизации терапии при помощи NO на рынке включают считывание запоминающих устройств на баллонах с газом, или загрузку данных об использовании из контроллера в портативное запоминающее устройство, или списание данных об использовании с экрана информации. Устройство беспроводного соединения может быть включено в устройство получения NO с целью выставления счетов. Та же самая способность может быть также использована для удаленной поддержки, контроля и диагностики. Преимущества этой концепции состоят в нескольких: снижение усилий, необходимых для получения информации о счете (он автоматически загружается в облако), снижение усилий, необходимых для обработки информации о счете (он автоматически рассчитывается на одном или нескольких серверах), улучшение отслеживания устройств для сервисных звонков и определение местоположения устройств на месте.
[00636] Электромагнитные помехи (EMI)
[00637] Газ-реагент и продукционные газы направляются в плазменную камеру и из нее, соответственно. Плазменная камера является источником электромагнитного излучения. Пластиковые трубки, несущие газ-реагент, представляют вход электромагнитного излучения там, где они соединяются с плазменной камерой.
[00638] В некоторых вариантах осуществления пластиковые трубки покрыты электропроводной сеткой по их длине от плазменной камеры до по меньшей мере первого поворота на 90 градусов. В некоторых вариантах осуществления металлические трубки используют для переноса газа-реагента и продукционных газов в плазменную камеру и из нее для поглощения EMI. В некоторых вариантах осуществления коллектор изготовлен из металла или имеет металлическое покрытие. Коллектор сконструирован так, что нет прямого пути от внешней части коллектора к плазменной камере, что будет обеспечивать патрубок для отвода EMI. В некоторых вариантах осуществления один или несколько заземленных пламягасящих устройств на пути газа выше по потоку и/или ниже по потоку относительно плазменной камеры можно использовать для поглощения EMI, генерируемых электрическим разрядом.
[00639] МОДУЛИ
[00640] Системы и способы получения и/или доставки оксида азота для использования в различных применениях могут также быть в виде модуля для использования с различными типами медицинского оборудования и аппаратуры, такой как различные устройства вентиляции легких и дыхательные устройства.
[00641] В некоторых вариантах осуществления модули получения оксида азота и/или измерения газа могут быть интегрированы в дыхательном устройстве путем разделения ресурсов и/или полного внедрения в них. Различные модули получения NO или устройства получения NO могут регулировать получение NO различными способами. В некоторых вариантах осуществления устройство или модуль получения NO может регулировать получение NO путем изменения потока воздуха через плазму, например, для соответствия потоку устройства вентиляции легких.
[00642] В некоторых вариантах осуществления модуль получения NO может быть сконструирован для вставки с возможностью удаления в модульный отсек контролирующего прибора для пациента. В некоторых вариантах осуществления модуль получения NO может быть физически интегрирован с контролирующим прибором для пациента. В некоторых вариантах осуществления модуль получения NO может содержать интерфейс спирометриии для встроенной сборки датчика и питателя NO. Датчик спирометрии может быть на основе термистора, на основе ультразвука, на основе термоанемометра, акустическим, на основе микрофона, на основе разницы давлений, на основе одного давления или других средств. Модуль получения NO может содержать отдельные компоненты фильтра для входящего воздуха и очистителя NO или может содержать объединенный фильтр для воздуха и очиститель NO.
2
2
[00643] Контролирующий прибор для пациента может содержать участок для приема модуля получения NO. Контролирующий прибор для пациента может иметь возможности получения NO (внедренные или удаляемые) и заменяемый фильтр для воздуха и очиститель от NO. В некоторых вариантах осуществления контролирующий прибор для пациента с возможностью получения NO может быть соединен с устройством вентиляции легких и может принимать данные спирометрии пациента от устройства вентиляции легких или при помощи проводного, или беспроводного соединения. В некоторых вариантах осуществления устройство вентиляции легких пациента с возможностью получения NO может быть соединено с контролирующим прибором для пациента, принимая данные SpO пациента от контролирующего прибора для пациента при помощи проводного или беспроводного соединения.
[00644] Множество медицинских процедур, включающих различное оборудование, можно использовать для лечения пациента при помощи оксида азота. Различные типы оборудования можно использовать для доставки воздуха пациенту, включая устройства вентиляции легких, аппараты для анестезии и аппараты С-РАР. Также различные типы оборудования используются для насыщения кислородом крови пациента, включая системы ЕСМО, которые могут добавлять оксид азота в воздух/газовую смесь. В некоторых вариантах осуществления модуль получения оксида азота может быть интегрирован в различные типы оборудования, так что аппараты/оборудование от множества поставщиков такого оборудования могут иметь доступ к источнику оксида азота. Модуль получения NO может эффективно использовать различные ресурсы в первичном оборудовании, включая помимо прочего электроэнергию, подачу газа или кислород и/или сжатый воздух, параметры обработки (например, расход, объем и/или давление), пользовательский интерфейс и/или аппаратное обеспечение сигнализации.
[00645] Модуль получения NO, соединенный или внедренный в медицинский аппарат/оборудование, может снижать число устанавливаемых пользователем пневматических соединений. Пневматические соединения могут требовать времени на установку, могут протекать, и внедрение генератора NO в существующий аппарат/контроллер может исключать необходимость в соединении пользователем оборудования доставки воздуха с внешним генератором NO, таким образом снижая число соединений с аппаратом. Совместно используемое модулем и оборудованием, таким как устройство вентиляции легких, аппаратное обеспечение может исключать некоторое дублирование и может способствовать снижению потребления энергии и улучшать КПД электроэнергии заданного лечения.
[00646] Повышение точности параметров лечения можно достигать при использовании модуля получения NO. В некоторых случаях внешний генератор NO измеряет активность устройства вентиляции легких при помощи датчика, такого как датчик расхода и/или датчик давления. Внедренный генератор NO, такой как модуль получения NO, может принимать информацию о потоке устройства вентиляции легких непосредственно, включая расход, давление потока, режим устройства вентиляции легких (контроль давления, контроль объема, высокая частота) и время вдохов. Это может повышать точность лечения путем исключения неточностей датчиков и алгоритма и снижения времени задержки, необходимой для измерения, обработки и реакции на показания датчиков.
2
2
2
2
[00647] Путаницу пользователя касательно концентрации кислорода, доставляемой пациенту, также можно снижать. Внешнее устройство получения NO может разбавлять концентрацию кислорода в газах, выходящих из устройства вентиляции легких, таким образом устройство получения NO должно иметь свой собственный датчик О, который может иметь другие показания, чем устройство вентиляции легких. Это может вводить неточности для пользователя. В интегрированном подходе, используя модуль получения NO, устройство вентиляции легких может измерять О на выходе устройства вентиляции легких, при этом измеряя О в одном месте, которое содержит влияние модуля получения NO и его потенциальное разбавление О.
[00648] Модуль получения NO может также использовать дисплей на связанном аппарате или медицинском устройстве. Например, когда связан с устройством вентиляции легких, связанная с получением NO информация может отображаться на дисплее устройства вентиляции легких, включая помимо прочего целевую концентрацию NO и фактическую концентрацию NO вместе с множеством параметров вентиляции. Это позволяет отображать информацию пользователю на одном дисплее, а не использовать два экрана с дублирующейся и/или противоречивой информацией. Информация об аварийных ситуациях может также объединяться в одном списке приоритетов, так что множество аварийных сигналов от множества источников (т.е. машины искусственного дыхания и устройства/модуля получения NO) не подают сигналы пользователю и не создают путаницу в приоритете и важности аварийных сигналов.
2
2
2
2
[00649] Модуль получения NO можно использовать с устройством вентиляции легких. В некоторых вариантах осуществления модуль получения NO может съемно вставляться в установочную базу в кожухе устройства вентиляции легких и может заменяться пользователем при необходимости. В некоторых вариантах осуществления модуль получения NO может полностью или частично находиться в кожухе устройства вентиляции легких и может быть постоянным элементом, поскольку есть возможность доступа пользователя к модулю для обеспечения замены некоторых частей модуля, таких как материал очистителя, электроды и/или другие расходные материалы. В обоих случаях модуль получения NO может получать питание и входные параметры, такие как целевые установки получения NO, от устройства вентиляции легких. В некоторых вариантах осуществления отфильтрованный воздух для получения NO может быть получен из устройства вентиляции легких или подачи сжатого газа на месте лечения. В некоторых вариантах осуществления модуль получения NO может использовать внутренний насос для получения атмосферного воздуха из комнаты. Модуль получения NO может направлять в устройство вентиляции легких состояние получения NO, любые аварийные условия и/или концентрации NO и NO (если модуль содержит датчики газа). В обоих случаях материал очистителя для удаления NO может потребляться процессом получения NO. Материал очистителя может быть вставлен в модуль или устройство вентиляции легких в виде картриджа, который является удаляемым и заменяемым. В некоторых вариантах осуществления устройство вентиляции легких может иметь камеру очистителя на пути потока газов вентиляции легких. Расходный материал очистителя в камере можно периодически заменять на основе количества поглощенного NO, времени лечения, использования для одного пациента или других причин. Будет понятно, что любой из модулей получения NO, описанных в настоящем документе, может содержать материал очистителя, который можно использовать для удаления NO из газа. Синергия между устройством вентиляции легких и модулем получения NO может снижать число компонентов, необходимых для получения NO, контура устройства вентиляции легких. Это может снижать массу и объем объединенных устройств, что может быть важным для транспортировки в больнице или между больницами. В некоторых вариантах осуществления некоторые устройства вентиляции легких могут иметь элемент увлажнения. NO можно добавлять в поток устройства вентиляции легких до или после увлажнения.
2
2
2
2
[00650] Фиг. 114 показывает типичный вариант осуществления модуля 1400 получения NO для использования с устройством 1402 вентиляции легких. Модуль получения NO содержит различные входные и выходные данные для измерения газов, которые могут изменяться в зависимости от того, как измеряют различные уровни газов. Как показано на фиг. 114, модуль получения NO содержит входные данные 1404 NO/воздух, и входные данные 1406 от устройства вентиляции легких, такие как мощность, сигнал потока и/или установки устройства вентиляции легких, один или несколько параметров лечения, такие как целевая концентрация NO, и сигнал давления устройства вентиляции легких и/или пусковой сигнал вдоха. В некоторых вариантах осуществления модуль получения NO может выполнять измерения образов газа, и может содержать входные данные 1408 для образца газа, и выходные данные 1410 для устройства вентиляции легких в виде одного или нескольких показателей измерения газа и/или аварийных сигналов. Образец газа можно отбирать или из устройства вентиляции легких, или контура устройства вентиляции легких. Будет понятно, что образец газа может быть откуда угодно в системе до вдоха пациента. В некоторых вариантах осуществления образец газа отбирают из контура вентиляции легких, насколько возможно близко к пациенту до вдоха пациента. В некоторых вариантах осуществления образец газа можно отбирать в месте на расстоянии от пациента, и система может рассчитывать уровни NO на основе факторов, включая, помимо прочего, длину контура, сечение контура, объем контура, время перехода, концентрацию NO, концентрацию О и другие параметры, которые компенсируют расстояние от пациента. В некоторых вариантах осуществления очиститель NO может располагаться вблизи от пациента, чтобы помочь убедиться в том, что NO остается на приемлемом уровне.
[00651] В некоторых вариантах осуществления измерение образца газа можно осуществлять в устройстве вентиляции легких. В некоторых вариантах осуществления модуль получения NO может выполнять измерения образца газа для анализа газов в контуре дыхания. Например, или модуль получения NO может содержать датчики анализа газов, или может быть отдельный модуль анализа газов, который используется вместе с модулем получения NO, таким как модули 1420, 1422, показанные на фиг. 115.
2
2
2
2
2
2
[00652] В некоторых вариантах осуществления образцы газа отбирают из вдыхательного патрубка, насколько возможно близко до достижения пациента. Например, образцы газа можно отбирать приблизительно на 6 дюймов выше по потоку относительно Y-образной части контура вентиляции легких, чтобы избежать влияния от выдыхаемых газов. В некоторых вариантах осуществления газы могут сначала проходить через датчик NO, поскольку уровни NO повышаются со временем, поскольку NO окисляется в NO и излишек NO, образованный в группе датчиков, не представляет концентрацию NO, вдыхаемую пациентом. Высокие уровни NO могут генерировать аварийный сигнал. Таким образом, образцы газа могут проходить через модуль получения NO с возможностями анализа газа, и модуль может пропускать образцы газа в устройство вентиляции легких отсюда для дальнейшего анализа, при необходимости. В некоторых вариантах осуществления газы могут пропускаться внутренним пневматическим соединением, где модуль соединяется с участком или внешним соединением (т.е. трубкой, проходящей от модуля получения NO к впускному отверстию для образца газа на устройстве вентиляции легких).
2
2
[00653] Различные измерения могут предприниматься различными частями системы. В некоторых вариантах осуществления один или несколько датчиков газа могут быть отдельным модулем в устройстве вентиляции легких или другим устройством, таким как модуль датчиков, описанный более подробно ниже. Датчики NO и NO можно объединять с устройством etCO или другим контролирующим прибором для пациента, газосигнализатором или анализатором газа в крови. Для предотвращения спонтанного прекращения доставки NO модуль получения NO может иметь резервные компоненты, такие как генераторы NO, очистители, наборы электродов, контуры управления, датчики расхода и пр. Измерение расхода может осуществляться различными компонентами. В некоторых вариантах осуществления расход измеряется устройством вентиляции легких, и результаты измерения могут доставляться проводным (аналоговым, I2C или RS232) или беспроводным соединением. Модуль получения NO может также измерять расход во выпускном отверстии устройства вентиляции легких и вводить NO в поток устройства вентиляции легких в том же месте. В некоторых вариантах осуществления устройство вентиляции легких и модуль получения NO могут связываться любым подходящим способом, включая помимо прочего RS232, I2C, аналоговые сигналы, оптические, беспроводные, такие как Bluetooth или другие средства.
[00654] Если необходима дополнительная мощность, модуль получения NO может быть двойной ширины для отвода двух соединений к источнику питания от устройства вентиляции легких (т.е. два модульных отсека). Модуль получения NO двойной ширины может содержать блок датчиков, или датчики могут быть в отдельном модуле или в устройстве вентиляции легких. Резервное получение NO может питаться от двух независимых соединений с источником питания для большего дублирования.
2
[00655] Модуль получения NO может иметь доступ к воздуху и О из различных источников. В некоторых вариантах осуществления модуль получения NO использует атмосферный воздух. В некоторых вариантах осуществления модуль получения NO может иметь свой собственный воздушный насос для перемещения воздух через электроды и в контур устройства вентиляции легких. В некоторых вариантах осуществления модуль получения NO может использовать воздух из устройства вентиляции легких. Например, модуль получения NO может направлять газообразный NO назад в устройство вентиляции легких, чтобы добавляться в поток на вентиляцию легких в устройстве вентиляции легких.
[00656] Фиг. 115 показывает типичный вариант осуществления модуля получения NO для получения NO, используемого устройством искусственного дыхания вместе с модулем датчиков для измерения показаний информации для концентраций газов в системе. В некоторых вариантах осуществления модуль получения NO и модуль датчиков могут быть соединены с устройством, таким как устройство вентиляции легких, посредством различных соединений и/или портов. В некоторых вариантах осуществления модули могут быть вставлены в соответствующие порты/отсеки в устройстве вентиляции легких, которые содержат надлежащие соединения/порты для каждого модуля, так что модули разъемно соединены с устройством вентиляции легких. В некоторых вариантах осуществления модули могут быть внедрены в устройство искусственного дыхания и быть или съемными или постоянно закрепленными на нем.
[00657] Фиг. 116 показывает типичный вариант осуществления модуля 1430 получения NO. Модуль 1430 получения NO может содержать впускное отверстие 1432 для воздуха, которое соединено с регулируемым отверстием 1434 или другим устройством регулирования расхода для регулирования потока воздуха в модуль получения NO. Модуль получения NO может содержать различные датчики, включая датчик 1436 расхода, датчик 1438 температуры и датчик 1440 давления, как показано на фиг. 116. Воздух протекает в плазменную камеру 1442, которая содержит множество электродов в ней для получения NO. NO/воздух, выходящие из плазменной камеры 1442, могут проходить через скруббер или очиститель 1444 в выпускное отверстие. Термины очиститель или скруббер могут использоваться взаимозаменяемо. Модуль получения NO может содержать различные другие входные и выходные данные, включая помимо прочего питание 1446, аварийные сигналы 1448 и настройки 1450 лечения. Модуль получения NO может также содержать контур 1452 высокого напряжения. Контур высокого напряжения может формироваться из различных компонентов, но в некоторых вариантах осуществления контур высокого напряжения содержит контроллер для приема команд, резонансный контур и трансформатор высокого напряжения. Контур высокого напряжения принимает команды от контроллера и интерпретирует команды как параметры плазмы и создает импульсы тока, которые питают резонансный контур и создают напряжение переменного тока. Напряжение переменного тока имеет частоту, которая настраивается на естественный резонанс трансформатора высокого напряжения для максимизации электрического КПД. Переменный ток высокого напряжения можно прикладывать к электродам в плазменной камере для получения разряда и непрерывно до окончания импульса.
2
[00658] В некоторых вариантах осуществления модуль получения NO может содержать картридж, сконструированный для получения оксида азота для доставки в дыхательное устройство или другое медицинское устройство/оборудование. Картридж может содержать впускное отверстие для приема газа-реагента, одну или несколько плазменных камер, сконструированных для получения оксида азота из газа-реагента, используя один или несколько электродов, и выпускное отверстие для доставки оксида азота в устройство искусственного дыхания. Контроллер сконструирован для приема обратной связи от картриджа, чтобы позволить контроллеру регулировать получение оксида азота картриджем путем регулирования расхода газа в плазменную камеру и длительности активности плазмы в плазменной камере. Картридж в модуле получения NO может также содержать один или несколько очистителей, подключенных между одной или несколькими плазменными камерами и выпускным отверстием, и один или несколько очистителей могут быть сконструированы для удаления NO и/или озона из полученного оксида азота. Картридж может быть удаляемым и заменяемым, или весь модуль может заменяться при необходимости.
[00659] Существует множество способов регулирования получения NO в модуле получения NO. В некоторых вариантах осуществления расход воздуха и скорость искры регулируют для контроля получения NO в модуле получения NO. В некоторых вариантах осуществления расход воздуха и цикл нагрузки искры можно регулировать. В некоторых вариантах осуществления расход воздуха изменяют в ответ на изменение скорости потока воздуха при дыхании. Взаимосвязь между расходом воздуха и скоростью потока воздуха при дыхании может быть линейной, нелинейной, логарифмической или некоторой другой воспроизводимой взаимосвязью. В некоторых вариантах осуществления частота импульсов плазмы может изменяться также для поддержания постоянной концентрации NO в дыхательном цикле. В некоторых вариантах осуществления скорость воздушного насоса поддерживают постоянной, и только параметры регулирования плазмой (В = группы искр в секунду, Р = время между разрядами, N = число разрядов на группу, и Н = время импульса) изменяют для получения требуемых концентраций NO на основе потока инспирации пациента. В некоторых вариантах осуществления поток воздуха может генерироваться воздушным насосом, который перемещает воздух через плазменную камеру. В некоторых вариантах осуществления насос может заполнять резервуар сжатым воздухом, и переменное ограничение потока можно использовать для контроля расхода воздуха из резервуара через плазменную камеру. В некоторых вариантах осуществления этого источника воздуха из источника сжатого воздуха, воздух, протекающий через плазменную камеру, можно регулировать переменным ограничением потока. Датчик расхода ниже по потоку относительно переменного ограничения потока можно использовать для замкнутого контура обратной связи с переменным ограничением потока для обеспечения точного расхода воздуха. В некоторых вариантах осуществления NO может получаться и накапливаться в резервуаре под давлением, из которого он посылается в поток устройства вентиляции легких. В некоторых вариантах осуществления воздух можно получать из источника сжатого воздуха, и его давление и расход регулируют для контроля потока через плазменную камеру и давления в ней.
[00660] Другие факторы, влияющие на получение NO, включают помимо прочего расход, температуру окружающей среды, давление плазменной камеры (т.е. давление внутри камеры с электродами, которая искрит для получения NO), давление окружающей среды, влажность окружающей среды и измеренные значения NO в инспираторной линии. В некоторых вариантах осуществления может быть так, что давление в контуре устройства вентиляции легких (или другом устройстве) может повышаться, когда воздух проталкивается пациенту устройством вентиляции легких (или другим устройством). Это повышение давления может срывать поток в устройстве доставки NO. В некоторых вариантах осуществления трубка Вентури может быть вставлена в контур устройства вентиляции легких. Высокий расход в трубке Вентури может приводить к низкому давлению в горлышке трубки Вентури, что может вводить NO в поток на вентиляцию легких, как карбюратор втягивает жидкость/газ в поток входящего воздуха в правильной пропорции. Таким образом, повышение потока на вентиляцию легких может повышать поток NO пропорционально. В некоторых вариантах осуществления ограничение плохообтекаемым телом может быть вставлено в контур устройства вентиляции легких, и поток через ограничение может создавать струю низкого давления, которая втягивается в NO. В некоторых вариантах осуществления ограничение потока может быть включено после плазмы для поддержания высоким давления в искровой камере и повышения выхода NO. Это ограничение потока может быть пригодным для высотной коррекции. В некоторых вариантах осуществления ограничение потока может быть включено на конце очистителя, так что содержащий NO газ имеет большее давление и может протекать в выходящий поток все время, даже когда выходящий поток имеет высокое давление. В некоторых вариантах осуществления регулирование с обратной связью насоса можно использовать для поддержания постоянного давления в искровой камере. Это может учитывать разницу давления окружающей среды и сопротивление предварительного очистителя. Давление искровой камеры можно также использовать как входные данные в алгоритм управления получения NO. В некоторых вариантах осуществления регулируемое отверстие может быть включено после плазменной камеры для повышения давления в искровой камере, и отверстие может регулировать поток NO при импульсе вдоха.
[00661] Большие высоты имеют более низкое давление окружающей среды и более низкую плотность воздуха. Более низкая плотность воздуха может снижать электрическое сопротивление между электродами, и пробой плазмы между зазором между электродами может происходить с более низким напряжением. При меньшем количестве присутствующего воздуха и меньшем напряжении происходит снижение выхода NO при больших высотах, составляя приблизительно на 20% меньше при повышении высоты до 18000 футов. В некоторых вариантах осуществления переменное ограничение потока можно размещать ниже по потоку относительно плазмы для создания противодавления в плазменной камере для повышения абсолютного давления воздуха в плазменной камере и эффективности получения NO. Отверстие можно регулировать путем обратной связи с замкнутым контуром при помощи давления плазменной камеры как входных данных и целевого давления атмосферного давления на уровне моря.
[00662] В некоторых вариантах осуществления можно обеспечивать модуль получения NO, который содержит режим искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений (режим мешка), который позволяет модулю поддерживать использование дыхательного мешка или другого механизма искусственной вентиляции легких с помощью ручных приспособлений для вентиляции легких пациента. Устройства вентиляции легких не всегда поддерживают вентиляцию легких пациента при помощи мешка. В некоторых вариантах осуществления пользовательский интерфейс устройства вентиляции легких может обеспечивать пользователю кнопку мешка, которая может переключаться на работу в режиме мешка, и устройство вентиляции легких может связываться с модулем получения NO и уведомлять модуль получения NO о том, что пользователь выбрал режим с мешком. В некоторых вариантах осуществления кнопка мешка может располагаться на модуле получения NO. Как только кнопка мешка нажата, система может автоматически перенаправлять продукционные газы из контура вентиляции легких в контур вентиляции с мешком. В некоторых вариантах осуществления модуль получения NO может измерять расход газа через мешок, когда он протекает из впускного отверстия в выпускное отверстие через модуль получения NO. В некоторых вариантах осуществления устройство вентиляции легких может обеспечивать поток воздуха для мешка в модуль получения NO, и комбинация NO и воздуха может протекать через выпускное отверстие в модуле получения NO и в мешок. В некоторых вариантах осуществления модуль получения NO может иметь по меньшей мере два выпускных отверстия: 1 для контура устройства вентиляции легких и 1 для выхода мешка. В некоторых вариантах осуществления источник для воздуха/газа для мешка может поступать из баллона или выпускного отверстия стены и может протекать через впускное отверстие в кожухе модуля. В модуле поток исходного воздуха можно измерять, и пропорциональное количество NO можно добавлять в поток перед выходом через выпускное отверстие потока для мешка. В некоторых вариантах осуществления исходный воздух/газ для мешка можно доставлять в модуль из устройства вентиляции легких.
2
[00663] Фиг. 117 показывает типичную систему доставки NO, содержащую модуль получения NO 1460, разъемно соединенный и вставленный в устройство 1462 вентиляции легких. Модуль получения NO содержит ниппель 1464 для обеспечения прикрепления мешка к нему, и воздух/O получают из устройства вентиляции легких. Модуль получения NO сконструирован для получения NO и перекачивания содержащего NO воздуха или в ниппель мешка, или в выходное отверстие 1466 устройства вентиляции легких.
2
2
2
2
2
2
[00664] Устройство вентиляции легких может иметь различные дополнительные элементы. Отлучение от NO может основываться на отлучении от устройства вентиляции легких или на SpO, который может измеряться устройством вентиляции легких. Путем интеграции модуля получения NO устройство вентиляции легких может знать, насколько концентрация О разбавлена добавлением NO, и может отображать информацию соответствующим образом. Это может исключать необходимость в удвоении датчика, который отбирает образцы из вдыхательного патрубка. Устройство вентиляции легких может определять конечную концентрацию при помощи различных техник, включая измерение уровней О вдыхаемого газа после введения NO, или используя алгоритм или справочную таблицу для определения уровня О на основе добавленного объема NO и исходного уровня О. Это может исключать некоторое замешательство пользователя путем обеспечения одного измерения О, а не измерений выше и ниже по потоку.
2
2
2
[00665] С системой можно также использовать контролирующий прибор или модуль с множеством датчиков газа, который может измерять различные уровни газа, включая помимо прочего etCO, О, NO и NO. В некоторых вариантах осуществления одна линия отбора образцов газа может использоваться, так что меньший объем отводится из контура устройства вентиляции легких. Она может использовать тот же контур отбора образцов газа (насос, фильтр, влагоотделитель) и общий процессор, источник питания и/или пользовательский интерфейс. Контролирующий прибор для газа может быть автономным контролирующим устройством (таким как модуль датчиков, как описано более подробно ниже) или может быть частью устройства вентиляции легких. В некоторых вариантах осуществления это может быть модуль, который или встроен в устройство вентиляции легких, или может быть установлен или удален из паза на внешней части устройства вентиляции легких. Как удаляемый модуль, он может делить мощность, аварийные сигналы, входные данные пользователя, настройки лечения и другие элементы с первичным оборудованием, таким как устройство вентиляции легких.
2
2
[00666] Фиг. 118 показывает типичный вариант осуществления модуля 1470 получения NO, внедренного в устройство 1472 вентиляции легких. Модуль может быть удаляемым из устройства вентиляции легких или может быть постоянно вставленным в него. Модуль получения NO сконструирован для получения NO и доставки содержащего NO воздуха в выходное отверстие для устройства вентиляции легких. В некоторых вариантах осуществления уровень О можно измерять на выходе из устройства вентиляции легких для определения, содержит ли газ надлежащие уровни требуемого газа, такого как газообразный О.
[00667] Фиг. 119 показывает типичный вариант осуществления модуля 1480 получения NO, разъемно соединенного с устройством 1482 вентиляции легких. Внешний модуль получения NO добавляет NO в воздух, поступающий в устройство вентиляции легких. Устройство вентиляции легких обеспечивает модуль получения NO целевой концентрацией NO. Модуль получения NO использует источник 1484 воздуха, такого как окружающий/атмосферный воздух, для получения NO в продукционном газе и перекачивания содержащего NO продукционного газа в устройство вентиляции легких.
2
[00668] Фиг. 120 показывает типичный вариант осуществления внешнего модуля 1490 получения NO, разъемно соединенного с устройством 1492 вентиляции легких. Модуль получения NO может быть разъемно соединен со стеной клиники при помощи пневматического соединения с устройством вентиляции легких для доставки NO. Устройство вентиляции легких обеспечивает модуль получения NO целевой концентрацией NO. Модуль получения NO сконструирован для получения NO и для доставки NO в устройство вентиляции легких, которое также имеет свой собственный источник 1494 воздуха и источник 1496 О, как показано на фиг. 120.
[00669] Фиг. 121 показывает типичный вариант осуществления модуля 1500 получения NO, вставленного с возможностью удаления в устройство 1502 вентиляции легких, например, в участок или отсек для модуля. Модуль получения NO использует атмосферный воздух в качестве газа-реагента для получения NO и доставляет NO в устройство вентиляции легких при помощи внутреннего пневматического соединения и трубки или другого механизма внутри устройства вентиляции легких.
2
[00670] Фиг. 122 показывает типичный вариант осуществления генератора 1510 NO, вставленного с возможностью удаления в устройство 1512 вентиляции легких, например, в участок или отсек для модуля. Модуль получения NO использует окружающий сжатый воздух для получения NO и доставляет NO в выходное отверстие 1514 устройства 1512 вентиляции легких, используя трубку 1516 или другой механизм вне модуля получения NO и устройства вентиляции легких. Таким образом, не внутреннее соединение между модулем получения NO и устройством вентиляции легких, а внешнее соединение можно использовать для доставки NO из модуля в устройство вентиляции легких. В некоторых вариантах осуществления модуль получения NO и устройство вентиляции легких имеют отдельные источники воздуха. В некоторых вариантах осуществления модуль получения NO содержит очиститель от NO.
2
[00671] Модуль получения NO можно также использовать с аппаратом для анестезии. NO в контуре анестезии может накапливаться, и данные датчиков анализа газов можно использовать для контроля выхода NO. Измерения датчиков анализа газов могут быть во вдыхательном патрубке и/или патрубке выхода. Если получение NO изменяется обратной связью или контролем уровней NO в одном или нескольких местах контура вентиляции легких, в некоторых вариантах осуществления два или более датчиков NO можно использовать для обеспечения дублирования и/или отказоустойчивости для системы управления. Существующий материал очистителя в контуре анестезии можно использовать для удаления NO. Получение NO можно регулировать на основе выдыхаемых уровней NO, поскольку выдыхаемый NO может быть показателем того, как много NO находится в пациенте. Таким образом, получение NO можно модулировать для контроля уровня выдыхаемого NO.
2
[00672] Фиг. 123 показывает типичный вариант осуществления модуля 1520 получения NO с аппаратом 1522 для анестезии. Аппарат 1522 для анестезии содержит модуль получения NO (или разъемно соединенный с ним, или внедренный в аппарат) и очиститель 1524, который может быть цельным с модулем получения NO или отдельным от него, поскольку очиститель можно удалять и заменять при необходимости. Аппарат 1522 для анестезии и модуль 1520 получения NO обеспечивают воздух, который содержит NO и анестезию пациенту. Выдыхаемые пациентом газы могут проходить в резервуар 1526 очистителя, и его выход может поступать назад в аппарат для анестезии. Образец 1528 газа можно отбирать из вдыхательного патрубка до того, как газ достигнет пациента. В некоторых вариантах осуществления образец газа используется аппаратом для анестезии для измерения концентрации различных газов. В некоторых вариантах осуществления этот образец газа можно тестировать модулем датчиков или датчиками в модуле получения NO. Также показаны необязательные входные данные уровня насыщения крови кислородом (SpO) и входные данные 1529 давления легочной артерии (РаР) в аппарат для анестезии в качестве управляющих входных данных для установки уровней NO.
2
2
2
2
2
2
[00673] Использование модуля получения NO с аппаратом для анестезии достигается при помощи аналогичного подхода, что и для устройства вентиляции легких с модулем получения NO, способными делить питание, источник воздуха, дисплей для пользователя, сигнальное аппаратное обеспечение, программное обеспечение контроля лечения и другие элементы. Аппараты для анестезии обычно работают в закрытом контуре, так что газы анестезии сохраняются, а не диспергируются в комнате. Материал очистителя аппарата для анестезии можно использовать для поглощения выдыхаемого пациентом СО в контуре. Тот же материал, например, натронную известь, можно использовать для очистки от NO из контура, но уровни NO будут накапливаться. В некоторых вариантах осуществления для предотвращения накопления NO анестезию можно обеспечивать в формате открытого контура, где выхлопные газы отводятся наружу, в вакуумную линию здания, или дезактивируются угольным фильтром или другими средствами. В некоторых вариантах осуществления для предотвращения накопления NO модуль и/или аппарат для анестезии может измерять уровни NO в закрытом контуре и регулировать уровни получения NO, соответственно, для достижения целевого уровня лечения. Анестезиолог может извлекать пользу из наличия присутствующих уровней NO и NO в их стандартном газосигнализаторном оборудовании. В некоторых вариантах осуществления эти анализаторы измеряют газы, включая СО, О, NO, галотан, изофлуран, севофлуран, десфлуран и энфлуран. Газоанализатор будет связываться или с программным обеспечением контроля лечения в аппарате для анестезии, или с модулем получения NO для контроля уровней получения NO.
[00674] Модули получения NO можно также использовать вместе с аппаратами С-РАР. Аппараты С-РАР используют ночью для предотвращения апноэ во время сна. В некоторых вариантах осуществления добавление NO может улучшать насыщение кислородом крови больше, чем кислород и С-РАР по отдельности. Модуль получения NO может быть интегрирован в оболочку аппарата С-РАР или может быть модулем, который необязательно разъемно вставлен в аппарат С-РАР или разъемно соединен с ним. Аналогичные синергии существуют с аппаратом С-РАР, а именно, питание, пользовательский интерфейс, источник воздуха, сигнальное аппаратное обеспечение.
2
2
[00675] Фиг. 124 показывает типичный вариант осуществления аппарата 1530 С-РАР с интегрированным модулем 1532 получения NO. Модуль получения NO может делить подачу воздуха, контроллер 1534, питание и кожух с аппаратным обеспечением аппарата С-РАР. В некоторых вариантах осуществления модуль 1532 получения NO может содержать свой собственный воздушный насос 1536. В некоторых вариантах осуществления воздушный насос может делиться между аппаратом С-РАР и модулем получения NO. Фиг. 125 показывает типичный вариант осуществления С-РАР 1540 и модуля 1542 получения NO, в котором весь поток С-РАР проходит через модуль получения NO, что может обеспечивать разбавление концентрации NO для снижения выхода NO. В некоторых вариантах осуществления устройство С-РАР работает с совместным воздушным насосом 1544 для получения NO и С-РАР. Очиститель 1546 от NO может быть в виде удаляемого картриджа очистителя или резервуара, который может поддерживать замену материала очистителя. Аппараты С-РАР могут содержать контроллер 1548 лечения, который может быть в связи с пользовательским интерфейсом 1550 для обеспечения контроля пользователем аппарата. В некоторых вариантах осуществления контроллер лечения сконструирован для контроля воздушного насоса и получения NO при помощи модуля получения NO.
2
2
2
2
2
[00676] Модули получения NO можно использовать с баками или концентраторами кислорода или вместе с ними для улучшения насыщения крови кислородом. Фиг. 126 показывает как модуль получения NO можно использовать последовательно с источником О, параллельно с источником О или вместе с источником О. Фиг.126 показывает отдельные линии NO и О, проходящие к пациенту. В зависимости от концентрации NO, времени перехода и уровней кислорода один канал можно использовать для доставки О, а также NO.
2
2
2
2
2
2
2
[00677] Доставка О пациенту может быть постоянным потоком или пульсирующим. Когда О протекает через модуль получения NO, расход О может измеряться модулем получения NO, так что поток NO пропорционально изменяется соответствующим образом. При пульсирующей доставке О модуль получения NO может измерять давление, расход или измерения звука в потоке О для синхронизации доставки NO с импульсами О. Альтернативно, устройство концентрирования NO может принимать данные потока и времени непосредственно от источника О проводными или беспроводными средствами.
2
[00678] Одним преимуществом использования модуля получения NO последовательно с источником О является то, что модуль получения NO может детектировать условие потока без кислорода и подавать звуковой сигнал и аварийный сигнал.
2
2
[00679] В другом варианте осуществления модуль получения NO делится ресурсами с концентратором О в "многоступенчатой" конструкции. В этом варианте осуществления устройство получения NO соединяется с мобильным концентратором или стационарной центральной системой доставки кислорода, чтобы делить питание от аккумулятора и источник питания переменного тока от системы кислорода, чтобы избежать дублирования и ответственности за разрядку и зарядку. В этой конструкции синхронизация с дыханием может выполняться с проводным или беспроводным сигналом от источника О к устройству получения NO. Сигнал может быть связан с детектированием дыхания, расходом, сигналом давления, сигналом запуска, звуковым сигналом, сигналом температуры или другим типом сигнала, связанным с дыханием.
2
2
2
2
2
2
[00680] Скорость превращения NO в NO повышается с повышением концентрации О, концентрации NO и временем. В некоторых вариантах осуществления источник О находится на расстоянии до 50 футов от пациента. Если NO добавляют в источнике О, время перехода может удлиняться, при этом повышая значение превращения NO в NO перед вдохом пациента. Для решения этой возможности повышенных уровней NO блок очистителя вблизи пациента можно использовать. Близкий очиститель состоит из химического очистителя (обычно натронной извести), расположенного около пациента. Очиститель может быть в виде подвески в основании шеи пациента, где канюля раздваивается. В одном варианте осуществления гранулы материала очистителя и/или покрытия находятся в канале трубки канюли.
2
2
2
2
2
2
2
[00681] Фиг. 127 изображает концентратор 1560 кислорода с интегрированным модулем получения NO. Атмосферный воздух сжимается концентратором кислорода перед направлением как в устройство получения NO, так и в слои молекулярного сита. О с высокой концентрацией хранится в баке продукта перед доставкой пациенту. Устройство получения NO принимает информацию о настройках лечения и информацию о расходе О из концентратора О. NO образуется в атмосферном воздухе (20% О), однако, можно направлять воздух с большими концентрациями О в модуль получения NO для повышения эффективности получения NO (отношение 50/50 О к N является оптимальным).
[00682] Модули получения NO можно также использовать вместе с экстракорпоральным мембранным оксигенатором (ЕСМО). Модуль получения NO можно добавлять к аппарату ЕСМО как полностью встроенный подкомпонент или как необязательный модуль, который можно вставлять с возможностью удаления или соединять с возможностью удаления с ним. В некоторых вариантах осуществления использование NO с ЕСМО может повышать длительную выживаемость путем защиты почек. Модуль получения NO может получать питание и/или настройки лечения от аппарата ЕСМО. В свою очередь, модуль получения NO может давать NO и аварийные сигналы. Две системы могут совместно использовать различные элементы, включая, помимо прочего, аппаратное обеспечение сигнализации, пользовательский дисплей, источник питания и кожух.
2
2
2
[00683] Фиг. 128 показывает типичный вариант осуществления системы 1570 ЕСМО с встроенным модулем 1572 получения NO. В некоторых вариантах осуществления воздух можно получать из линии подачи в дом для получения NO и смешивания газов. В некоторых вариантах осуществления воздух для получения NO можно получать из атмосферного, содержащего NO воздуха, который проходит из генератора NO через очиститель 1574 в смеситель 1576 газов и в оксигенатор 1578 крови. Как показано на фиг. 128, модуль получения NO может совместно использовать различные компоненты с системой ЕСМО, включая пользовательский дисплей 1580, источник 1582 питания, контроллер 1584 лечения, кожух, систему сигнализации (не показана) и источник воздуха. Как показано на фиг. 128, модуль получения NO может генерировать NO, который можно пропускать через очиститель для удаления NO. Очиститель может быть отдельным компонентом или может быть размещен в модуле получения NO, так что очиститель может быть заменен при необходимости. Смеситель газов имеет множество впускных отверстий, включая атмосферный воздух, О, СО, и выпускных отверстий из модуля получения NO и очистителя. Выходящий газ из смесителя газов можно пропускать в оксигенатор крови, который может направлять этот газ пациенту. Система ЕСМО может также содержать контроллер лечения для обеспечения контроля пользователем газа, проходящего пациенту.
2
[00684] Для интегрирования устройства получения NO в капитальное оборудование, такое как устройство вентиляции легких, могут требоваться измерения уровней различных газов, включая NO и NO. При использовании различных связанных с дыханием или концентрацией кислорода устройств ряд датчиков можно использовать для измерения концентраций различных газов или других веществ. Модуль датчиков можно использовать отдельно или в комбинации с модулем получения NO для измерения различных уровней веществ, связанных с модулем получения NO, медицинским аппаратом и/или пациентом. Например, датчики анализа газов, такие как электрохимические датчики, можно использовать, и они могут иметь конечный срок службы и могут периодически заменяться.
2
[00685] В некоторых вариантах осуществления модуль датчиков может содержать один или несколько стандартных входов (например, образец газа, питание, команды насоса образца газа, команды изменения параметров) и может возвращать один или несколько выходов (например, концентрации одного или нескольких газов, уровень влагоотделителя, расход образца газа и/или аварийные ситуации). Аварийные ситуации могут включать, помимо прочего, высокий уровень NO, полный влагоотделитель, нулевой расход образца газа, указывая проблему с линией отбора образцов, такую как перекрученная линия отбора образцов. В некоторых вариантах осуществления модуль датчиков может принимать один силовой вход, такой как 12 В постоянного тока, для питания насоса, датчиков и/или микропроцессора. В некоторых вариантах осуществления датчики могут быть цифровыми и обеспечивать выход посредством связи I2C. В некоторых вариантах осуществления модуль датчиков может также контролировать уровень воды во влагоотделителе, который используют для сбора влаги из образца газа. Влагоотделитель может быть включен в качестве части модуля датчиков. Сушка образца газа может осуществляться при помощи коалесцирующего фильтра, центростремительного вортекса, гидрофобной мембраны, химического десикканта или других средств. В зависимости от методики датчика чрезмерно сухие образцы газов могут влиять на работу датчика. В некоторых вариантах осуществления для защиты датчиков образцов от образца газа с несоответствующей влажностью, длинная трубка из Nafion может быть включена перед датчиками для оттягивания влажности из атмосферного воздуха в образец.
[00686] Одни или несколько выходных данных датчика из модуля датчиков можно оцифровать и доставить посредством шины I2C или эквивалента (USB, RS232 и пр.). Путем стандартизации входных и выходных данных модуля датчиков внутренние компоненты (например, насос, один или несколько датчиков газа, один или несколько датчиков уровня воды и один или несколько клапанов) можно модернизировать без воздействия на остальное основное оборудование (т.е. устройство вентиляции легких). Путем использования модуля датчиков пользователь может также использовать улучшения в технологии измерения с заменой модуля датчиков модернизированными компонентами.
2
2
2
[00687] Устройства получения NO обычно измеряют различные газы, включая NO, NO и О. Путем объединения множества датчиков в заменяемом модуле датчиков обеспечивают то, что датчики устанавливаются в надлежащих местах, так что точность калибровки и измерений не ухудшается. Пневматические соединения от датчика к коллектору могут осуществляться при изготовлении модуля, а не пользователем, при этом исключая возможность частично установленного датчика, вводящего утечку в систему. Утечки могут быть проблемой, поскольку они могут влиять на показания датчика путем снижения уровня сигнала и могут вводить коррозионные NO и NO во внутреннюю часть модуля датчиков и/или оборудование получения NO, что может приводить к отказу электрооборудования. Графики замены могут проще регулироваться пользователем, поскольку есть один элемент для замены (весь модуль датчиков), а не отдельные датчики, которые надо заменять.
[00688] Путем установки стандартного контакта (например, связи I2C) между модулем датчиков и основным оборудованием внутренности блока датчиков можно модернизировать для использования преимуществ новой технологии датчиков и/или насоса без влияния на первичное основное оборудование.
2
[00689] В некоторых вариантах осуществления насос, который втягивает поток образца газа в датчики, может располагаться в модуле датчиков. Это позволяет использовать более дешевый насос, который заменяется с датчиками, а не требуется насос с длительным сроком службы, который совместим с длительным воздействием на него NO и NO. Включение насоса для отбора образцов в модуль датчиков позволяет программировать насос на работу с правильной скоростью для датчиков в модуле. Кроме того, насос для образца газа в блоке датчиков может располагаться перед датчиками, при этом проталкивая воздух в датчики с положительным давлением, а не подвергая датчики вакууму. Это может способствовать поддержанию давления образца близким к атмосферным уровням в месте датчиков, при этом предотвращая чрезмерный перепад давления между корпусом датчика и чувствительным элементом. Это также может предотвращать поступление атмосферных газов в образец в случае утечки, при этом разбавляя концентрацию образца.
[00690] В некоторых вариантах осуществления модуль датчиков может содержать датчик влагоотделителя для определения уровня воды в влагоотделителе образца газа. В некоторых вариантах осуществления влагоотделитель может использовать емкостные средства для измерения высоты жидкости. Будет понятно, что другие подходы можно использовать для определения высоты жидкости во влагоотделителе, включая, помимо прочего, ультразвуковые, оптические, плавающий магнит и проводящие техники.
2
2
2
[00691] Типичный вариант осуществления модуля 1590 датчиков показан на фиг. 129. В некоторых вариантах осуществления модуль 1590 датчиков содержит один или несколько датчиков 1592 для измерения NO, NO, О и/или СО. Образец газа может протекать в модуль 1590 датчиков через впускное отверстие 1594 и может направляться через влагоотделитель 1596, такая вода может собираться в ловушке, и образец газа может проходить через нее. Образец газа можно направлять в насос 1598 для газа и устройство 1600 ограничения потока, которое может быть сконструировано для получения постоянного потока образца газа через модуль датчиков. В некоторых вариантах осуществления модуль датчиков может также содержать влагоотделитель и механизм для контроля влажности в модуле датчиков. Например, это может быть длинная трубка 1602 из Nafion для перемещения влаги из образца газа в окружающую среду или из окружающей среды в образец для обеспечения приемлемых уровней влажности для датчиков газа.
[00692] Дополнительные датчики могут также быть включены в модуль датчиков. Например, модуль датчиков может также содержать датчики измерения влажности, давления и расхода. Один или несколько датчиков измерения расхода можно использовать для подтверждения того, что образцы газа протекают, и что насос работает. В некоторых вариантах осуществления один или несколько датчиков измерения расхода и/или один или несколько датчиков давления можно использовать для подтверждения того, что линия отбора образцов соединена надлежащим образом с контуром инспирации, без перекручивания или помех, путем сравнения сопротивления преобладающего потока с известным сопротивлением характеристического потока. Другие пути убедиться в том, что газы протекают, состоят в наблюдении за током насоса, вибрациями насоса, давлением/вакуумом линии отбора образцов и/или энкодером двигателя насоса. Образцы газов можно проталкивать через модуль датчиков или протягивать через модуль датчиков. В некоторых вариантах осуществления дешевый насос может быть включен в модуль датчиков, который можно заменять с той же частотой, что и модуль. В некоторых вариантах осуществления насос может располагаться до датчиков или после датчиков в модуле. В некоторых вариантах осуществления насос может располагаться в основном оборудовании, а не в модуле датчиков.
2
2
[00693] Фиг. 130 показывает типичный вариант осуществления внутренних компонентов модуля 1610 датчиков, где образцы газа протягивают через модуль датчиков. Модуль датчиков может содержать интегрированный влагоотделитель 1612 с левой стороны (как показано на фиг. 130 при помощи черного заштрихованного прямоугольника). Образцы газа могут протекать в влагоотделитель 1612 и могут сушиться до прохождения через впускное отверстие 1614 для сухого воздуха и в трубку из Nafion. Трубка из Nafion добавляет влажность из окружающей среды в случае, когда сухие калибровочные газы вводились в блок датчиков. Трубка из Nafion соединяется с коллектором. Образцы газа протекают через коллектор 1615 датчиков из трех датчиков 1616 (NO, NO и О) и в выпускное отверстие 1618 для газа. В некоторых вариантах осуществления насос 1620 для образца газа расположен вне модуля, ниже по потоку относительно выпускного отверстия для газа, и протягивает образцы газа через модуль.
[00694] Фиг. 131 изображает типичный удаляемый модуль 1630 получения NO. Сжатый воздух входит в модуль из верхнего соединения. Удаляемый картридж 1632 очистителя вставляют в выход для NO модуля на дне. Модуль принимает питание и установки лечения от оборудования, в которое вставлен модуль.
2
2
[00695] Фиг. 132 изображает комбинацию получения NO и модуля 1640 датчиков анализа газа. Модуль использует сжатый воздух, подаваемый через верхнее соединение 1642. Получение NO питается от оборудования, в которое вставлен модуль. Содержащий NO газ выходит из нижнего соединения через заменяемый компонент 1644 очистителя от NO. Образцы газа входят в верхнее правое соединение 1646, где образцы газа сушатся во влагоотделителе 1648. Резервуар влагоотделителя удаляется для сливания. Этот модуль содержит датчики NO и NO, однако, дополнительные датчики могут быть включены для анализа того же образца газа.
[00696] Как объясняется выше, получение NO может быть связано с контролирующим прибором для пациента. Возможности получения NO могут быть интегрированы в контролирующий прибор для пациента, или контролирующий прибор для пациента можно использовать с модулем получения NO, как описано выше.
2
2
[00697] Интеграция модуля получения NO или возможности получения NO с любым типом устройства, включая помимо прочего контролирующий прибор для пациента или устройство вентиляции легких, может обеспечивать преимущества пользователю, включая снижение стоимости из-за используемого совместно аппаратного обеспечения, включая, помимо прочего, пользовательский дисплей, световую сигнализацию, громкоговоритель, резервный аккумулятор, источник питания, аппаратное обеспечение вызова медсестры, схему обеспечения безопасности аппаратного обеспечения, датчики температуры окружающей среды и давления и пр. Объединенный дисплей позволяет пользователю увидеть текущие показатели жизнедеятельности пациента, вентиляцию легких и гемодинамику в одном месте. Это может экономить время и улучшать возможность доступа пользователя к взаимосвязям между данными. Кроме того, существуют соответствующие и идентичные пользовательские интерфейсы для сигнализации и настроек сигнализации, а также анализа тенденций и способности наносить на график взаимосвязей между данными пациента, являются только несколькими аспектами преимуществ интегрированного решения. Поскольку NO имеет прямое влияние на гемодинамические характеристики сердечно-легочной системы, для врача может быть предпочтительно регулировать дозу NO и видеть эффект на одном элементе оборудования. Регулирование с обратной связью доставки NO на основе состояния пациента может облегчаться. Значения с контролирующего прибора для пациента, включая, помимо прочего, SpO, ЕТСО, частоту дыхания, частоту сердечных сокращений и другие факторы, могут служить в качестве входных данных для алгоритма получения NO.
[00698] В некоторых вариантах осуществления контролирующий прибор для пациента может быть соединен с центральной станцией для удаленного обзора и сигнализации и с информационной системой больницы, обеспечивая цельную интеграцию данных в записи о пациенте. В некоторых вариантах осуществления контролирующий прибор для пациента может также быть соединен с потоком экспорта данных устройства вентиляции легких для интеграции установок устройства вентиляции легких, кривых расхода и давления дыхательных путей в алгоритмы лечения при помощи NO и/или записи о лечении пациента.
[00699] Помимо преимущества от интеграции данных, интегрированное устройство может снижать пространство и площадь, которая очень нужна в клинической ситуации. Пространство вокруг критически больного пациента занимается контролирующим и вентиляционным оборудованием, включая до 16 инфузионных насосов, поэтому любое снижение площади может делать клиническую ситуацию проще в работе и безопаснее из-за снижения числа кабелей и трубок.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
[00700] Фиг. 133 показывает вариант осуществления контролирующего прибора 1650 для пациента с пазами расширения для использования с различными модулями, включая модуль 1652 получения NO. Контролирующий прибор для пациента сконструирован для питания 1654 от переменного тока или постоянного тока от электросети. Контролирующий прибор для пациента может содержать встроенные возможности 1656 контроля, включая, помимо прочего, частоту сердечных сокращений, кровяное давление, частоту дыхания, SpO, etCO, давление вентиляции, расход вентиляции, концентрацию NO в газе, концентрацию NO в газе и концентрацию О в газе. Различные соединения с пациентом для стандартных элементов, таких как ЭКГ и SpO, могут быть включены (эти соединения не показаны). Контролирующий прибор 1650 может содержать дисплей 1658 для наблюдения за всеми данными, тенденциями и взаимосвязями между параметрами. История изменения со временем параметров пациента может также быть показана на дисплее, в то же время датчики NO, NO и О могут быть показаны (в некоторых вариантах осуществления внизу дисплея). Датчики анализа газов NO, NO и О могут быть встроены в контролирующий прибор для пациента, размещенные в отдельном устройстве анализа газов или находиться в модуле в пазе расширения (например, как показано на фиг. 134). Контролирующий прибор может также обеспечивать соответствующую сигнализацию и формат отображения для одного или нескольких параметров пациента, делая приоритет и читаемость сигнализации соответствующей возможным проблемам. Образцы газа можно втягивать из вдыхательного патрубка пациента, обычно сразу перед Y-образным соединителем для пациента. В некоторых вариантах осуществления контролирующий прибор для пациента может содержать насос для втягивания образцов газа и влагоотделитель и/или трубку из Nafion для получения образца газа. Выхлоп образцов газа или высвобождается в комнату, или соединяется с линией вакуума больницы.
2
2
[00701] Фиг. 134 показывает вариант осуществления контролирующего прибора 1660 для пациента с модулем 1664 получения NO и одним или несколькими модулями 1662 анализа газа. В некоторых вариантах осуществления образцы вдыхаемого газа можно оттягивать из модуля анализа газа. Модуль анализа газа может содержать влагоотделитель, длинную трубку из Nafion, датчик NO, датчик О, датчик NO, датчик давления и датчик температуры, и насос для газа. Блок-модуль, показанный на фиг. 134, может располагаться в отдельном корпусе, как показано, или может быть интегрирован в первичный корпус контролирующего прибора для пациента.
[00702] В некоторых вариантах осуществления решение с контролирующим прибором для пациента с интегрированным модулем получения NO можно использовать в лаборатории катетеризации, где пациента предварительно тестируют для предстоящей операции на открытом сердце для определения, реагирует ли пациент на оксид азота и может ли получать пользу от терапии при помощи NO при операции и после операции в ICU. В некоторых вариантах осуществления реализации лаборатории катетеризации не вовлечено устройство вентиляции легких, только прибор, контролирующий гемодинамику.
2
[00703] Фиг. 135 показывает типичный вариант осуществления установки лаборатории катетеризации, использующей контролирующий прибор 1670 для пациента с интегрированным получением NO. Контролирующий прибор для пациента может принимать параметры пациента, такие как etCO, частота дыхания, ЭКГ и/или температуру. Контролирующий прибор для пациента может иметь выход NO, который доставляется прямо пациенту. Доставка может происходить различными средствами, включая через назальную канюлю, трубку ЕТ, дыхательную маску или другие средства. Доставку NO и данные реакции пациента можно контролировать синхронно и можно видеть и хранить в контролирующем приборе для пациента. Это может облегчать возможность оценки реакции пациента на NO.
[00704] ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ БАК ПОЛУЧЕНИЯ NO
[00705] Также возможно, что получение NO достигается при помощи сменного устройства-бака электрического получения NO. Это сменное устройство-бак можно использовать с любым устройством, которое может использовать NO, включая, помимо прочего, устройство вентиляции легких, аппарат CPAP, устройство для анестезии и контролирующий прибор для пациента. В некоторых вариантах осуществления сменное устройство-бак может быть в виде отдельного устройства, которое может давать NO для добавления или смешивания с потоком медицинского газа, или для доставки прямо пациенту в неразбавленном виде (например, в случае тестирования в лаборатории катетеризации). В некоторых вариантах осуществления сменное устройство-бак может давать постоянное количество NO с постоянным расходом. Хотя сменное устройство-бак может содержать различные элементы, в некоторых вариантах осуществления устройство может быть сконструировано для автоматического регулирования расхода воздуха (скорость насоса, давление воздуха, диаметр отверстия регулятора расхода, цикл нагрузки клапана расхода) и/или активности плазмы (включая помимо прочего ширину импульса, частоту импульса, частоту электрического тока, уровень тока, энергию плазмы, первичное напряжение переключения и/или мощность) для поддержания целевой концентрации NO на выходе устройства. Контроль дозы NO может обеспечиваться различными механизмами, включая контрольное программное обеспечение, контроль электрического аппаратного обеспечения или механические контроли.
[00706] В некоторых вариантах осуществления сменное устройство-бак получения NO может содержать средства для учета количества NO, которое необходимо получить. Доза NO может быть рассчитана на основе данных от датчика расхода в потоке медицинского газа, или она может быть из настроек пользователя, представленных генератору NO посредством различных механизмов, таких как интерфейс сенсорного экрана, кнопок вверх/вниз, ручки вращения, линейного потенциометра или других средств. Доза NO может также быть рассчитана из данных расхода от второго устройства, такого как контролирующий прибор для пациента, устройство вентиляции легких, аппарат CPAP или другое устройство, которое использует NO.
[00707] Сменное устройство-бак получения NO может содержать средства для получения потока воздуха. Поток воздуха может получаться из устройства, такого как нагнетатель, вентилятор, воздуходувные мехи или мембранный насос. Поток воздуха может поступать из источника сжатого газа, где устройство получения NO изменяет поток воздуха автоматически при помощи регулятора расхода, пропорционального клапана или подобного. Поток воздуха может поступать из источника сжатого газа и регулироваться механически при помощи клапана, который регулируется пользователем в качестве части настройки дозы. Пропорциональный клапан может быть частью устройства получения NO или располагаться в подаче воздуха перед устройством получения NO.
2
2
[00708] Различные другие компоненты сменного устройства-бака поучения NO могут содержать один или несколько искровых разрядников для возбуждения плазмы для образования NO. Искровой разрядник может содержать или постоянную, или периодическую дугу. Контур высокого напряжения можно использовать для получения достаточного напряжения для пробоя воздуха в искровом разряднике. Очиститель с поглощающим NO материалом можно обеспечивать для удаления NO из потока NO. Очиститель может быть в потоке NO до введения в основной поток, или очиститель может быть в потоке NO после введения в основной поток.
2
2
[00709] В некоторых вариантах осуществления терапия при помощи О может вводиться пациенту с постоянным расходом. Когда NO добавляют в постоянный поток медицинского газа (воздух, О, другие), доставка NO может быть также постоянной. Этот сценарий лечения может выполняться при помощи очень простого устройства получения NO, которое не загружено быстродействующими датчиками расхода и высокоэффективными насосами и регуляторами расхода, таким как сменное устройство-бак получения NO.
2
[00710] Фиг. 136 показывает типичный вариант осуществления бака 1680 электрического получения NO. Электропитание 1682 может подаваться или из источника переменного, или постоянного тока. В некоторых вариантах осуществления воздух можно получать из атмосферного воздуха через впускные отверстия 1684 для воздуха в корпусе. NO может получаться в блоке и может проходить через удаляемый очиститель 1686 от NO в выпускном отверстии 1688 устройства. Различные регулирующие устройства для пользователя могут обеспечиваться. Например, уровень 1690 расхода воздуха и регулирования 1692 дозы NO могут обеспечиваться для пользователя для регулирования настроек бака получения NO.
2
2
2
2
[00711] Фиг. 137 показывает типичный вариант осуществления внутренней структуры бака 1680 электрического получения NO фиг. 136. В некоторых вариантах осуществления воздух можно получать из окружающей среды, и он проходит через фильтр 1694 и насос 1696. Воздух покидает насос и протекает через плазменную камеру 1698. Генератор плазмы регулируется контроллером 1700, например, CPU, который принимает настройки дозы и расхода от пользователя и передает их генератору плазмы. Генератор плазмы может состоять из контура высокого напряжения с электродами. Воздух проходит через генератор плазмы, где часть N и О в воздухе превращается в NO и NO. Воздух затем проходит через очиститель 1702, где NO поглощается, но уровни NO остаются по существу неизменными. Комбинация NO и воздуха выходит из бака для воздуха.
2
2
2
2
[00712] Фиг. 138 показывает типичный вариант осуществления бака 1710 электрического получения NO, который может быть соединен с источником 1712 сжатого газа. Обычно поступающий газ представляет собой воздух или другую комбинацию N и О. В некоторых вариантах осуществления сжатый воздух может проходить через фильтр 1714 (хотя это может быть необязательно, в зависимости от чистоты источника воздуха) и через регулируемое отверстие 1716. Регулируемое отверстие может регулироваться контроллером 1718, таким как контроллер CPU, однако, ручное регулирование отверстия также может обеспечиваться. Регулируемое отверстие можно использовать для регулирования количества воздуха, которое протекает через генератор 1722 плазмы, при этом регулируя количество получаемого NO. Дополнительные регулировки получения NO можно также использовать, включая изменение активности плазмы (энергия, ширина импульса, частота электрического тока, ток, первичное напряжение переключения и пр.). Выход генератора NO содержит NO (например, 6-10% уровня NO при использовании иридиевого электрода). NO можно очищать при помощи очистителя (например, натронной извести), когда он выходит из бака. Очиститель 1720, такой как натронная известь, имеет конечный срок службы, поэтому он упакован в удаляемый корпус, который можно периодически заменять.
[00713] В некоторых вариантах осуществления система может периодически искать резонансную частоту в контуре высокого напряжения. Это может выполняться, когда система включается, в начале лечения пациента, каждый день или с некоторой другой частотой. Определение резонансной частоты контура учитывает вариации при производстве, зазор между электродами (от износа и при изготовлении) и вариации трансформатора. Путем работы при резонансной частоте система может генерировать искру с большей энергией, при этом повышая выход NO.
2
[00714] Фиг. 139 показывает типичный вариант осуществления бака 1730 электрического получения NO с удаленным выходом. Воздух можно получать из окружающей среды через решетку 1732 или другое отверстие в кожухе бака. Воздух можно обрабатывать дальше путем пропускания через НЕРА-фильтр. НЕРА-фильтр может быть включен в картридж очистителя 1734 от NO. В некоторых вариантах осуществления NO можно вводить в поток газов удаленно от бака получения NO (например, контур устройства вентиляции легких). Трубка 1736 с множеством каналов, например, трубка с тремя каналами, может использоваться для доставки NO в удаленный поток газа. Два остальных канала используются для измерения потока в удаленном потоке газа при помощи метода с разностью давлений, где датчик(и) давления расположены в баке получения NO. Удаленное измерение потока можно также выполнять при помощи удаленных датчиков на конце трубки доставки NO, требуя как пневматических, так и электрических соединений на баке поучения NO.
2
2
2
[00715] Фиг. 140 показывает типичный вариант осуществления объединенного очистителя и фильтра 1740 для атмосферного воздуха (CSAAF), такого как описанный на фиг. 139. Объединенный очиститель и фильтр 1740 окружающего воздуха облегчает замену пользователем. CSAAF можно подключать к устройству получения NO через три пневматических соединения: вход 1742 NO + NO + воздух, выход 1744 NO + воздух и вход 1746 отфильтрованного атмосферного воздуха. Атмосферный воздух может проходить через НЕРА-фильтр во вставленном конце CSAFF и во внутренний диаметр, где он входит во внутреннюю часть насоса. Направленный вовне конец заполнен материалом очистителя. Содержащий NO воздух поступает в пневматическое соединение на одной стороне корпуса очистителя. Разделение 1748 в корпусе обеспечивает то, что газы проходят через достаточную длину пути для поглощения приемлемого количества NO. Комбинация NO и воздуха выходит из противоположного пневматического соединения и поступает в выпускное отверстие для NO.
2
[00716] Фиг. 141 показывает типичный вариант осуществления устройства 1750 с баком получения NO с одным выходным каналом. Показанное устройство может принимать параметры лечения, беспроводно или другими средствами, от другого больничного оборудования, такого как контролирующий прибор для пациента или устройство вентиляции легких. Типичные параметры лечения включают, помимо прочего, частоту дыхания пациента, дыхательный объем пациента, минутный объем пациента, расход воздуха пациентом, настройки устройства вентиляции легких, расход устройства вентиляции легких, триггер потока устройства вентиляции легких, SpO, давление легочной артерии и целевую дозу NO. Устройство использует эту информацию для определения настроек получения NO. Получение NO может быть с постоянной скоростью или изменяться относительно данных лечения пациента (частота дыхания или скорость вентиляции легких, например). Выход NO перекачивается по трубке 1752 или прямо пациенту, или опосредованно посредством другого потока медицинского газа.
2
2
[00717] Фиг. 142 показывает типичный вариант осуществления генератора 1760 NO с удаленным датчиком расхода. Расход можно измерять датчиком 1762 расхода, который находится вне генератора NO. Входные данные датчика расхода могут поступать от определенного датчика расхода, расположенного во вдыхательном патрубке пациента, или они могут поступать от устройства вентиляции легких, аппарата для анестезии, аппарата СРАР или другого медицинского устройства, которое измеряет расход воздуха. Комбинация NO и воздуха выходит из устройства через компонент 1764 очистителя. Воздух может поступать из различных источников, таких как воздух из окружающей среды, отдельный источник сжатого воздуха или другие смеси содержащих О и N газов.
2
2
[00718] При терапии при помощи NO выдыхаемые пациентом газы могут содержать NO и NO. Эти выдыхаемые газы могут высвобождаться окружающую среду, повышая уровни NO и, вероятно, создавая риск здоровью пациента, обслуживающему персоналу и другим находящимся рядом людям. В одном варианте осуществления выдыхаемые пациентом газы очищаются от NOx перед высвобождением в окружающую среду. Очищение от NOx можно осуществлять углем, натронной известью и другими материалами. В одном варианте осуществления картридж скруббера прикреплен к выхлопному отверстию устройства вентиляции легких для удаления NOx из выдыхаемых пациентом газов. В одном варианте осуществления выхлоп картриджа скруббера устройства вентиляции легких имеет сигнальный элемент, который предупреждает пользователя о том, что срок службы картриджа был превышен. В одном варианте осуществления устройство получения и доставки NO отслеживает использование выхлопного скруббера устройства вентиляции легких и сообщает пользователю, когда замена оправдана. В некоторых вариантах осуществления график замены основан на одном или нескольких из следующих параметров: номинальный срок службы скруббера, время прошедшее от установки скруббера, количество молекул NOx, доставленных пациенту с установки скруббера, или другие параметры, которые связаны со сроком службы материалов скруббера.
[00719] Лечение при помощи устройства вентиляции легких включает доставку пациенту импульсов вдоха, связанных с дыханием, в дополнение к потоку смещения, который течет постоянно. Некоторые устройства вентиляции легких не представляют легко информацию о потоке смещения, что может влиять на дозирование NO и других лекарств, доставляемых в поток вдыхаемого воздуха. В одном варианте осуществления система получения и доставки NO представляет пользователю информацию о расходе устройства вентиляции легких, обнаруженном устройством получения и доставки NO, включая одно или несколько из: поток смещения устройства вентиляции легких, пиковое давление воздушной линии, минутный объем, дыхательный объем, отношение вдоха к выдоху, режим устройства вентиляции легких (регулирование объема относительно регулирования давления) и другие параметры, соответствующие терапии при помощи вентиляции легких. В одном варианте осуществления система получения и доставки NO обеспечивает сигнализацию в случае, когда потоки устройства вентиляции легких находятся вне приемлемого диапазона.
2
[00720] В одном варианте осуществления система доставки NO измеряет концентрацию NO и/или NO в продукционном газе перед его впрыском в дыхательные пути пациента.
[00721] Все патенты, патентные заявки и опубликованные ссылки, цитируемые в настоящем документе, таким образом включены ссылкой во всей их полноте. Будет понятно, что некоторые из раскрытых выше и других элементов и функций, или их альтернативы, можно предпочтительно объединять в множестве других систем или применений. Различные альтернативы, модификации, изменения или усовершенствования в них могут быть затем сделаны специалистами в данной области.