СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДА АЗОТА В АМБУЛАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
SYSTEMS AND METHODS OF PRODUCING NITROGEN OXIDE IN OUTPATIENT CONDITIONS

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
4
2
3
[003] Оксид азота, как было обнаружено, пригоден в ряде путей для лечения заболевания, в частности, сердечных и респираторных болезней. Более ранние системы для получения NO и доставки газообразного NO пациенту имеют ряд недостатков. Например, системы с резервуаром требуют больших резервуаров для газообразного NO с высокой концентрацией, и требуется их продувка при помощи NO, когда лечение возобновляют. Синтез NO из NO или NO требует обращения с токсичными химическими веществами. Ранее существующие электрические системы получения включают получение плазмы в основном потоке воздуха, который доставляют пациентам, и генерируют небезопасные количества NO или О.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
[004] Настоящее раскрытие направлено на системы, способы и устройства для получения и доставки оксида азота для использования как в больнице, так и вне ее.
2
[005] Обеспечивается пригодная для ношения система получения оксида азота и в некоторых вариантах осуществления содержит корпус, сконструированный как пригодный для ношения, и путь потока газа-реагента, расположенный в корпусе. Путь потока газа-реагента сконструирован для обеспечения высвобождения сжатого газа-реагента с конкретными расходами в одну или несколько плазменных камер. Один или несколько электродов расположены в одной или нескольких плазменных камерах и сконструированы для получения продукционного газа, содержащего оксид азота, используя поток газа-реагента через одну или несколько плазменных камер. Контроллер сконструирован для регулирования количества оксида азота, генерируемого в газе-реагенте, и одноразовый картридж, содержащий один или несколько путей очистки, сконструирован для удаления NO из продукционного газа, полученного в одной или нескольких плазменных камерах. Также обеспечивается соединитель для доставки продукционного газа в устройство доставки пациенту.
[006] В некоторых вариантах осуществления одноразовый картридж содержит фильтр на входе, выхлопной очиститель и/или один или несколько выхлопных фильтров. В некоторых вариантах осуществления система также содержит один или несколько фильтров, расположенных так, чтобы принимать обогащенный по NO воздух из одного или нескольких путей очистки, и сконструированных для фильтрации обогащенного по NO воздуха. В некоторых вариантах осуществления устройство доставки пациенту выбирают из группы, состоящей из назальной канюли, трубки, расположенной около уха, и трубки, вставленной в трахею.
[007] В некоторых вариантах осуществления система используется с устройством, выбранным из группы, состоящей из аппарата для реанимации, устройства искусственной вентиляции легких, дефибриллятора, вспомогательной желудочковой системы (VAD), системы спонтанной вентиляции с помощью непрерывного положительного давления в дыхательных путях (CPAP), системы двухфазной вентиляции с положительным давлением в дыхательных путях (BiPAP), неинвазивного устройства искусственной вентиляции легких с положительным давлением (NIPPV), применения с назальной канюлей с высоким расходом и подогревом, небулайзера, экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЕСМО); кардиопульмонарной обводной системы, автоматической системы CPR, системы доставки кислорода, системы концентратора кислорода, системы получения кислорода и/или автоматического наружного дефибриллятора (AED). В некоторых вариантах осуществления система используется с генератором кислорода или концентратором кислорода для повышения получения оксида азота.
[008] В некоторых вариантах осуществления контроллер сконструирован для контроля формы сигнала переменного тока путем контроля его частоты и цикла нагрузки. В некоторых вариантах осуществления контроллер измеряет резонансную частоту контура высокого напряжения и регулирует частоту и цикл нагрузки сигнала переменного тока для максимизации возбуждения контура высокого напряжения. В некоторых вариантах осуществления резонансная частота определяется в течение всего срока службы системы для соответствия изменениям условий окружающей среды, износа системы и/или отклонений от нормативов в процессе производства. В некоторых вариантах осуществления резонансная частота автоматически определяется при включении системы. В некоторых вариантах осуществления резонансная частота автоматически определяется в начале каждого лечения пациента. В некоторых вариантах осуществления резонансная частота хранится в памяти между использованиями, так что поиск резонанса не требуется при включении системы.
2
[009] В некоторых вариантах осуществления пользовательский интерфейс позволяет пользователю взаимодействовать с системой, видеть информацию о системе и получении оксида азота и регулировать параметры, связанные с получением оксида азота. В некоторых вариантах осуществления пользовательский интерфейс содержит подсвеченные индикаторы для состояния аварийной ситуации, состояния зарядки аккумулятора, подключения внешнего питания, оставшегося срока службы картриджа, обнаружения потока О, соединения GSM и/или получения NO.
[0010] В некоторых вариантах осуществления система также содержит микрофон для приема голосовых входных данных от пользователя. В некоторых вариантах осуществления система также содержит одну или несколько антенн для GSM, Bluetooth, Wi-Fi и/или другой связи. В некоторых вариантах осуществления система также содержит источник газа-реагента в виде резервуара, находящегося в связи посредством текучей среды с одной или несколькими плазменными камерами. В некоторых вариантах осуществления источник газа-реагента представляет собой насос. В некоторых вариантах осуществления система является портативной для использования вне больницы.
2
[ООП] В некоторых вариантах осуществления обеспечивается пригодная для ношения система получения оксида азота и содержит путь потока реагента, сконструированный для обеспечения высвобождения сжатого газа-реагента с конкретными расходами в одну или несколько плазменных камер, и один или несколько электродов, расположенных в одной или нескольких плазменных камерах, 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 газе-реагенте. Контроллер измеряет резонансную частоту контура высокого напряжения и регулирует частоту и цикл нагрузки сигнала переменного тока для максимизации возбуждения контура высокого напряжения. Одноразовый картридж содержит один или несколько путей очистки, сконструированных для удаления NO из продукционного газа, получаемого в одной или нескольких плазменных камерах. Также обеспечивается соединитель для доставки продукционного газа в устройство доставки пациенту.
[0012] В некоторых вариантах осуществления система встроена в устройство, выбранное из группы, состоящей из аппарата для реанимации, устройства искусственной вентиляции легких, дефибриллятора, вспомогательной желудочковой системы (VAD), системы спонтанной вентиляции с помощью непрерывного положительного давления в дыхательных путях (CPAP), системы двухфазной вентиляции с положительным давлением в дыхательных путях (BiPAP), неинвазивного устройства искусственной вентиляции легких с положительным давлением (NIPPV), применения с назальной канюлей с высоким расходом и подогревом, небулайзера, экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЕСМО); кардиопульмонарной обводной системы, автоматической системы CPR, системы доставки кислорода, системы концентратора кислорода, системы получения кислорода и автоматического наружного дефибриллятора (AED). В некоторых вариантах осуществления система является портативной для использования вне больницы.
2
[0013] В некоторых вариантах осуществления обеспечивается пригодная для ношения система получения оксида азота, которая содержит путь потока газа-реагента, сконструированный для обеспечения высвобождения сжатого газа-реагента с конкретными расходами в одну или несколько плазменных камер, один или несколько электродов, расположенных в одной или нескольких плазменных камерах, сконструированных для получения продукционного газа, содержащего оксид азота, используя поток газа-реагента через одну или несколько плазменных камер, и контроллер, сконструированный для регулирования количества оксида азота, получаемого в газе-реагенте. Одноразовый картридж содержит один или несколько путей очистки, сконструированных для удаления NO из продукционного газа, получаемого в одной или нескольких плазменных камерах, и генератор кислорода или концентратор кислорода используют для повышения выхода оксида азота. Обеспечивается соединитель для доставки продукционного газа в устройство доставки пациенту.
[0014] В некоторых вариантах осуществления система встроена в устройство, выбранное из группы, состоящей из аппарата для реанимации, устройства искусственной вентиляции легких, дефибриллятора, вспомогательной желудочковой системы (VAD), системы спонтанной вентиляции с помощью непрерывного положительного давления в дыхательных путях (CPAP), системы двухфазной вентиляции с положительным давлением в дыхательных путях (BiPAP), неинвазивного устройства искусственной вентиляции легких с положительным давлением (NIPPV), применения с назальной канюлей с высоким расходом и подогревом, небулайзера, экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЕСМО); кардиопульмонарной обводной системы, автоматической системы CPR и автоматического наружного дефибриллятора (AED). В некоторых вариантах осуществления система является портативной для использования вне больницы.
2
[0015] Также обеспечивается способ получения NO при помощи портативной, пригодной для ношения системы и предусматривает обеспечение пути потока газа-реагента, расположенного в пригодном для ношения корпусе. Путь потока газа-реагента высвобождает сжатый газ-реагент с конкретными расходами в одну или несколько плазменных камер. Способ также предусматривает получение продукционного газа, содержащего оксид азота, используя поток газа-реагента через одну или несколько плазменных камер при помощи одного или нескольких электродов, которые расположены в одной или нескольких плазменных камерах. Контроллер регулирует количество оксида азота, генерируемое в газе-реагенте, а одноразовый картридж, содержащий один или несколько путей очистки, удаляет NO из продукционного газа, полученного в одной или нескольких плазменных камерах. Продукционный газ подается в устройство доставки пациенту при помощи соединителя.
[0016] В некоторых вариантах осуществления система получения NO может быть встроена в другие системы. В варианте осуществления пациенты, у которых отказывают левые или правые отделы сердца, могут использовать вспомогательную желудочковую систему (VAD) для обеспечения помощи в перекачивании крови, и систему получения NO можно использовать вместе с системой VAD или встроенную в нее для снижения работы по перекачиванию крови через легкие. Это сниженная работа по перекачиванию может снижать размер VAD, требования к аккумуляторам VAD и улучшать насыщение кислородом пациента. В варианте осуществления устройство получения NO можно использовать с AED. Люди с остановкой сердца страдают от кислородного голодания тканей, включая сердце (инфаркт миокарда или сердечный приступ) и мозга (инсульт). Введение NO при CPR может повышать насыщение кислородом крови, при этом улучшая возможность возобновления сердцем дыхания при дефибрилляции или запуска самого сердца. Устройство получения NO может быть сконструировано как подсистема в аппарате реанимации (например, дефибриллятор, AED, устройство искусственной вентиляции легких, мешок для искусственной вентиляции легких при помощи ручных приспособлений, устройство для непрямого массажа сердца вручную, автоматическое устройство для непрямого массажа сердца) или в дополнение к нему. В варианте осуществления систему получения NO можно использовать как диагностический прибор в лаборатории катетеризации для тестирования вазореактивности. В варианте осуществления система получения NO может использоваться вместе с CPR для улучшения насыщения кислородом крови. Например, система получения NO может быть встроена в автоматическую систему CPR, совместно используя тот же аккумулятор, пользовательский дисплей, систему сигнализации, громкоговоритель и микропроцессор. В варианте осуществления система получения NO может быть разработана для работы с CPR вручную, при этом устройство может обнаруживать пассивное дыхание как результат непрямого массажа сердца и добавлять NO во вдыхаемый воздух. В варианте осуществления устройство может совпадать с защитным барьером для искусственного дыхания «рот в рот», выступая в качестве физического барьера между ртами для предотвращения распространения заболевания, в то же время добавляя NO в газ, протекающий к пациенту. Устройство может генерировать NO, когда спасатель вдыхает воздух пациенту, путем обнаружения наличия спасателя и/или потока воздуха, направляемого пациенту. В варианте осуществления систему получения NO можно использовать при активности пациента, а не непрерывно. Например, система получения NO может использоваться пациентами с медицинским состоянием или атлетами, которые используют устройство для усиления результативности, такими как альпинисты, пилоты самолетов и велосипедисты, путем увеличения потребления кислорода, особенно на большой высоте. В варианте осуществления генератор NO можно также использовать вместе с или встроенным в устройство искусственной вентиляции легких или систему, которая доставляет положительное непрерывное давление в дыхательных путях (СРАР) и обеспечивает двухфазную вентиляцию с положительным давлением в дыхательных путях (BiPAP), для повышения потребления кислорода. В варианте осуществления систему получения NO можно использовать с или встроенную в устройство неинвазивной вентиляции с положительным давлением (NIPPV) и/или применения с назальной канюлей с высоким расходом и подогревом. В варианте осуществления систему получения NO можно использовать вместе с или встроенную в небулайзер для повышения потребления кислорода и поглощения лекарственного средства. В варианте осуществления систему получения NO можно использовать вместе с экстракорпоральной мембранной оксигенацией (ЕСМО) или кардиопульмонарным обводом для снижения необходимости в антикоагулянтах (например, гепарине).
Краткое описание фигур
[0017] Настоящее раскрытие дополнительно описано в подробном раскрытии, которое идет 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:
[0018] фиг. 1 представляет вариант осуществления нестационарной системы получения NO;
[0019] фиг. 2 представляет вариант осуществления нестационарной системы получения NO;
[0020] фиг. 3 представляет вариант осуществления нестационарной, портативной системы получения NO;
[0021] фиг. 4 представляет множество видов варианта осуществления нестационарного устройства получения NO;
[0022] фиг. 5А представляет вариант осуществления нестационарного устройства получения NO с картриджем очистителя, расположенным на боку устройства;
[0023] фиг. 5В представляет вариант осуществления нестационарного устройства получения NO с картриджем очистителя, расположенным на дне устройства;
2
[0024] фиг. 5С представляет вариант осуществления нестационарного устройства получения NO с соединениями с канюлей и О сверху устройства и пользовательским интерфейсом на боку;
[0025] фиг. 5D представляет вариант осуществления нестационарного устройства получения NO с очистителем на боку устройства;
[0026] фиг. 5Е представляет вариант осуществления нестационарного устройства получения NO со вставкой очистителя, соединениями для газа и пользовательским интерфейсом, расположенными на одной поверхности устройства;
[0027] фиг. 6 представляет типичный вариант осуществления системы получения NO с пользовательским интерфейсом на одной поверхности и картриджем очистителя, съемно присоединенным к другой поверхности;
[0028] фиг. 7 представляет вариант осуществления нестационарной системы получения NO;
[0029] фиг. 8А представляет вариант осуществления назальной канюли для использования с нестационарной системой получения NO;
[0030] фиг. 8В представляет вариант осуществления назальной канюли с зубцами для использования с нестационарной системой получения NO;
[0031] фиг. 9 представляет типичный вариант осуществления назальной канюли с трехстворчатыми клапанами на конце назальных зубцов;
[0032] фиг. 10 представляет типичную назальную канюлю с двумя каналами в каждом зубце;
[0033] фиг. 11 представляет типичную назальную канюлю с зубцом для рта;
[0034] фиг. 12 представляет сечение различных вариантов осуществления назальной канюли в надутом и ненадутом состояниях;
[0035] фиг. 13 представляет вариант осуществления конструкции конуса носовой канюли для использования с системой получения NO;
[0036] фиг. 14 представляет вариант осуществления канюли и трубки с перфорированным каналом для воздуха;
[0037] фиг. 15 представляет вариант осуществления канюли и трубки с перфорированным каналом для воздуха;
[0038] фиг. 16 представляет вариант осуществления нестационарного устройства получения NO;
[0039] фиг. 17 представляет вариант осуществления канюли и трубки с перфорированным каналом для воздуха и очистителем;
2
[0040] фиг. 18 представляет вариант осуществления канюли с двумя каналами, с материалом-поглотителем для NO в одном канале канюли;
[0041] фиг. 19 представляет вариант осуществления системы получения NO, расположенной в док-станции;
[0042] фиг. 20А и фиг. 20В представляют варианты осуществления пневматического пути через пригодный для ношения генератор NO, который может работать под высоким давлением;
[0043] фиг. 21 представляет вариант осуществления набора клапанов, где регулирование расхода осуществляется первым и вторым клапанами;
[0044] фиг. 22 представляет вариант осуществления пригодной для ношения системы получения NO;
[0045] фиг. 23 представляет вариант осуществления картриджа для использования с системой получения NO;
[0046] фиг. 24 показывает вариант осуществления пневматического пути в портативном устройстве получения NO;
[0047] фиг. 25 показывает вариант осуществления пневматического пути в портативном устройстве получения NO;
[0048] фиг. 26 показывает вариант осуществления пневматического пути в портативном устройстве получения NO;
[0049] фиг. 27 представляет вариант осуществления одноразового картриджа скруббера и соответствующих пневматических компонентов для портативной системы получения NO;
[0050] фиг. 28 показывает одноразовый картридж скруббера фиг. 27;
[0051] Фиг. 29 изображает вариант осуществления картриджа очистителя;
[0052] фиг. 30 представляет вариант осуществления набора электродов для получения NO в системе получения NO;
[0053] фиг. 31 представляет вариант осуществления набора электродов для получения NO в системе получения NO;
[0054] фиг. 32 представляет вариант осуществления набора электродов для получения NO в системе получения NO;
[0055] фиг. 33 показывает различные варианты осуществления электродов с элементами для достижения дна;
[0056] фиг. 34 представляет вариант осуществления набора электродов, который позволяет поток воздуха через зазор между электродами;
[0057] фиг. 35 представляет вариант осуществления набора электродов;
[0058] фиг. 36 изображает вариант осуществления, где встроены электроды, трансформатор высокого напряжения и плазменная камера;
[0059] фиг. 37 представляет вариант осуществления портативного устройства получения NO с коллектором, закрепленным на одной боковой стенке кожуха устройства;
[0060] фиг. 38 представляет вариант осуществления портативного устройства получения NO с коллектором, закрепленным на одной боковой стенке кожуха устройства;
[0061] фиг. 39 представляет вариант осуществления портативного устройства получения NO с коллектором, закрепленным на задней стенке кожуха устройства;
[0062] фиг. 40 представляет вариант осуществления портативного устройства получения NO с коллектором, закрепленным на задней стенке кожуха устройства;
[0063] фиг. 41 представляет вариант осуществления портативного устройства получения NO без коллектора или регулятора расхода газа, отличного от насоса;
[0064] фиг. 42 представляет электрическую и пневматическую схему системы получения NO;
[0065] фиг. 43 представляет типичный пользовательский интерфейс для использования с системой получения NO;
[0066] фиг. 44 представляет типичный экран пользовательского интерфейса для отображения индикаторов состояния, связанных со сроком службы аккумулятора, сроком службы картриджа и питанием;
[0067] фиг. 45 представляет типичный пользовательский интерфейс;
[0068] фиг. 46 представляет вариант осуществления системы получения NO, которая находится в связи с внешним устройством.
[0069] фиг. 47 изображает графики, относящиеся к обнаружению события вдоха в зависимости от увеличения перепада давления в канюле, измеренного в канале подачи NO;
[0070] фиг. 48 представляет вариант осуществления нестационарного устройства получения NO;
[0071] фиг. 49 представляет вариант осуществления нестационарного устройства получения NO;
[0072] фиг. 50 представляет вариант осуществления нестационарного устройства получения NO;
[0073] фиг. 51 представляет сечение варианта осуществления кожуха контроллера;
[0074] фиг. 52 представляет вариант осуществления портативного генератора NO, который размещает объем NO в назальной канюле перед вдохом;
[0075] фиг. 53 представляет вариант осуществления системы получения NO с вариантом осуществления набора электродов;
[0076] фиг. 54 представляет вариант осуществления кожуха устройства получения NO с открытым двигателем, установленным непосредственно на нем;
[0077] фиг. 55 представляет вариант осуществления электроники портативного устройства получения NO;
[0078] фиг. 56 представляет вариант осуществления контура пользовательского контроля и мониторинга (UCM) фиг. 55;
[0079] фиг. 57 представляет электрическую и пневматическую схему системы получения и доставки NO;
[0080] фиг. 58 представляет вариант осуществления устройства получения и доставки NO с коллектором клапанов картриджа;
[0081] фиг. 59 показывает вариант осуществления рециркуляции NO;
2
[0082] фиг. 60 представляет вариант осуществления петли рециркуляции, которая непрерывно удаляет NO из содержащего NO газа;
[0083] фиг. 61 представляет вариант осуществления системы, где рециркулированный газ протекает назад через генератор NO;
[0084] фиг. 62 показывает различные пригодные для ношения портативные устройства получения NO;
[0085] фиг. 63 представляет вариант осуществления портативного устройства получения NO, которое установлено в рюкзаке вместе с концентратором кислорода;
[0086] фиг. 64 представляет типичный вариант осуществления портативного устройства получения NO вместе с LVAD;
[0087] фиг. 65 представляет типичную блок-схему способа обеспечения того, что портативное устройство получения NO используется надлежащим образом вместе с другой терапией.
[0088] 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
[0089] 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.
[0090] Конкретные подробности даны в следующем описании для обеспечения полного понимания вариантов осуществления. Однако будет понятно специалисту в данной области, 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.
[0091] Также следует отметить, что отдельные варианты осуществления можно описывать 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.
[0092] 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.
[0093] 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 снова 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.
[0094] Во всем документе термин "насос" используется для представления компонента, который может генерировать поток и/или напор давления в газе. Примеры включают, помимо прочего, нагнетатели, центробежные насосы, поршневые насосы, мембранные насосы, ультразвуковые насосы, пьезонасосы, вентиляторы и пр. Конструкции, требующие потока газа-реагента, могут также принимать поток газа-реагента из внешнего источника под давлением, исключая необходимость во внутреннем компоненте-насосе.
2
2
3
[0095] Во всем документе термин "очиститель" используют для представления компонента, который удаляет одно или несколько из СО, NO или О из газовой смеси. Он также называется взаимозаменяемо в настоящем документе "скруббером". Примеры включают, помимо прочего, натронную известь, noXon и цеолит.
[0096] Во всем документе термин "канюля" используют для описания патрубка для переноса содержащих NO продукционных газов из генератора NO пациенту. Для целей настоящего документа другие типы подающих патрубков, такие как дыхательные маски, маски СРАР, маски Bi-PAP, катетеры Scoop, транстрахеальные катетеры с одним каналом, транстрахеальные катетеры с множеством каналов и подобные, рассматриваются синонимами.
2
[0097] Настоящее раскрытие относится к системам и способам 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 в больнице или 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/или очистители для получения газа, используемого для получения NO и/или для очистки и/или фильтрации выходящих газов перед вдыханием пациентом. В некоторых вариантах осуществления система может использовать концентратор кислорода для повышения выхода оксида азота, снижения скорости образования NO и приветствовать активность генератора кислорода в качестве независимого устройства.
[0098] Фиг. 1 и 2 показывают варианты осуществления нестационарных систем получения NO. Фиг. 1 показывает вариант осуществления портативной нестационарной системы 10 получения NO, которая содержит устройство доставки, такое как канюля 12, для доставки продукционного газа, содержащего NO, пациенту и которая содержит фильтр/очиститель 28. Контроллер 14 сконструирован для контроля получения NO при помощи плазменной камеры 16, используя различные датчики. Контроллер 14 содержит CPU 18 с СИДами и кнопками для связи с ними пользователя, контур 20 высокого напряжения, источник 22 питания, индуктивное 24 зарядное устройство и контроллер 26 насоса. Фиг. 2 показывает вариант осуществления портативной нестационарной системы 30 получения NO, которая содержит устройство доставки, такое как канюля 32, и одноразовый заменяемый картридж 34, который содержит в себе очиститель.
[0099] В некоторых вариантах осуществления типичная портативная система получения NO содержит компоненты для ввода газа-реагента и доставки к плазменной камере. Плазменная камера содержит один или несколько электродов, которые сконструированы для получения при помощи контура высокого напряжения продукционного газа, содержащего желаемое количество NO, из газа-реагента. Система содержит контроллер в электрической связи с контуром высокого напряжения и электродами, который сконструирован для регулирования концентрации NO в продукционном газе, 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 также находится в связи с пользовательским интерфейсом, который позволяет пользователю взаимодействовать с системой, видеть информацию о системе и получении NO и регулировать параметры, связанные с получением NO.
[00100] Фиг. 3 представляет вариант осуществления нестационарной, портативной системы 40 получения NO. Система 40 содержит контроллер 42 и одноразовый картридж. База 44 или док-станция может использоваться для удержания контроллера и может быть сконструирована для зарядки аккумулятора контроллера.
[00101] Фиг. 4 показывает различные виды типичного варианта осуществления нестационарной системы 50 получения NO. Как обсуждалось выше, система сконструирована портативной и компактной для обеспечения простоты использования и транспортировки. В некоторых вариантах осуществления размер и мобильность системы позволяют использовать систему вместе с другими устройствами искусственного дыхания или встраиваться в них. Различные варианты расположения картриджа 52а, 52b, 52с показаны на фиг. 4.
2
[00102] В некоторых вариантах осуществления верхняя часть устройства предназначена для пользовательского интерфейса, включая кнопки и дисплей для информации. Соединения канюли и кислорода сделаны на верхней кромке на боку кожуха. Картридж 62 очистителя может располагаться в нескольких местах, включая на боку устройства 60 (фиг. 5А). Картридж 66 очистителя может располагаться на дне 66 устройства 64 (фиг. 5В). В некоторых вариантах осуществления соединения канюли и О находятся сверху устройства 68, пользовательский интерфейс 70 находится на боку (фиг. 5С), а очиститель 72 может быть на боку (фиг. 5D) или дне. В некоторых вариантах осуществления вставка очистителя, газовые соединения и пользовательский интерфейс все расположены на одной поверхности 76 устройства 74 (фиг. 5Е).
[00103] Фиг. 6 изображает вариант осуществления устройства 80 получения NO с пользовательским интерфейсом 82 на одной поверхности и картриджем очистителя, съемно присоединенным к другой поверхности. В некоторых вариантах осуществления кислород из внешнего источника 84 протекает через удаляемый картридж. Соединение 86 канюли с двумя каналами на картридже обеспечивает независимые выходы для кислорода и содержащего NO газа. В некоторых вариантах осуществления кислород соединяется непосредственно с устройством 80. Точки 88а, 88b привязки на кожухе обеспечивают соединение наплечного ремня, рюкзака, пояса или других средств для ношения устройства. Вспомогательные компоненты 90, показанные справа на фигуре, включают адаптеры для автомобильных прикуривателей, выводы в стене и внешние аккумуляторные блоки.
[00104] Фиг. 7 показывает вариант осуществления внутренних компонентов портативного устройства 100 получения NO.
[00105] Устройства доставки пациенту
[00106] Полученный NO в виде обогащенного по NO продукционного газа можно доставлять пациенту различными способами. В некоторых вариантах осуществления NO доставляется через назальную канюлю. В некоторых вариантах осуществления газы выходят из массы отверстий вблизи носа пациента и смешиваются в пространстве между канюлей и носом. Канюля может иметь множество конструкций. В некоторых вариантах осуществления отверстия канюли 110 расположены под носом без использования зубцов, как показано на фиг. 8А. В некоторых вариантах осуществления канюля 120 может содержать зубцы 122а, 122b, которые могут располагаться в части носа пациента, как показано на фиг. 8В. Зубцы 122а, 122b могут служить в качестве смесительных камер и направлять поток в нос. Будет понятно, что зубцы канюли могут также быть направлены в рот. Зубцы могут содержать один канал или множество каналов.
2
2
2
2
2
[00107] В некоторых вариантах осуществления устройство может содержать канюлю с двумя каналами - с одним каналом для NO и одним каналом для О. В некоторых вариантах осуществления два газа смешиваются в основании носа перед выходом из канюли. В некоторых вариантах осуществления NO и О подаются в независимые каналы и доставляются через назальные зубцы с двумя каналами, так что О и NO доставляются в каждую ноздрю, и смешивание происходит в ноздре. Это позволяет доставку обоих медицинских газов пациенту в случае, когда состояние одной ноздри нарушено (частично или полностью заблокирована). Эта конструкция также обеспечивает, что NO подвергается повышенным уровням О насколько возможно поздно, при этом минимизируя образование NO.
2
2
[00108] Фиг. 9 изображает типичную назальную канюлю 130 с трехстворчатыми клапанами 132, 134 на конце назальных зубцов 136, 138. Клапан открывается, когда NO проталкивается пациенту. Клапаны закрываются при выдохе, предотвращая поступление выдыхаемых газов и влаги в канюлю. Фиг. 10 изображает типичную назальную канюлю 140 с двумя каналами 146а, 146b, 148а, 148b в каждом зубце 142, 144. В каждом зубце NO доставляется через один канал, а О доставляется через второй канал. Обнаружение дыхания можно осуществлять через любой канал. Фиг. 11 изображает типичную назальную канюлю 150 с зубцом 152 для рта. Каждый из трех зубцов 152, 154, 156 может иметь два канала для доставки О и NO независимо.
[00109] В некоторых вариантах осуществления контроллер устройства получения NO сконструирован для доставки NO в пульсирующем режиме, синхронизированном с дыханием пациента. Зубцы назальной канюли, вставленные в ноздри пациента, могут расширяться в диаметре при потоке инспирации. Надутый зубец может занимать большую часть ноздри, чем когда зубец не надут, что позволяет надутому зубцу частично блокировать поток воздуха в ноздрю и отдавать предпочтение содержащему NO газу из назальной канюли. Когда площадь сечения зубца уменьшается при выдохе, ненадутый зубец не представляет значительного препятствия выдыхаемым газам. Увеличение площади сечения зубца может осуществляться путем недеструктивной деформации материала зубца в радиальном направлении. При достаточном потоке эластомерные материалы будут деформироваться для увеличения площади сечения. Площадь сечения также увеличивается путем упругой деформации по окружности (окружная деформация) назального зубца при закачивании газов в нос.
[00110] Фиг. 12 показывает различные варианты осуществления сечений назальной канюли в ненадутом и надутом состояниях. Три типичных сечения назальных зубцов 160, 162, 164 показаны в расслабленном состоянии при выдохе пациента. Зубец 166 показывает сечение зубца в надутом состоянии. Круглая форма сечения надутого зубца 166 может быть надутым сечением всех трех зубцов 160, 162, 164 в надутом состоянии, когда NO закачивается пациенту. Будет понятно, что назальные зубцы могут иметь любое сечение, и что сечение надутого зубца может иметь любую форму, поскольку надутое состояние зубца всегда увеличивает блокирование носа при доставке NO пациенту, при этом снижая захват атмосферного воздуха.
[00111] В некоторых вариантах осуществления клапан на конце назального зубца канюли предотвращает вход выдыхаемых газов и связанной влаги в зубец. Это может способствовать предотвращению конденсации влаги в назальной канюле. В некоторых вариантах осуществления пассивный клапан в форме створчатого клапана или клапана «утиный нос» может снижать блокирование выдыхаемых газов через нос, поскольку он имеет меньшее сечение, когда газ не протекает через него. В некоторых вариантах осуществления активный клапан расположен на дистальном конце назального зубца. В некоторых вариантах осуществления содержащий NO газ нагнетается в канюле за клапаном между вдохами и высвобождается при обнаружении вдоха активно открывающимся клапаном. В некоторых вариантах осуществления активируемый давлением выпускной клапан пассивно открывается, когда давление канюли превышает давление открытия клапана. Давление в канюле регулируется, так что пассивный клапан открывается синхронно с вдохом.
[00112] Когда пациент вдыхает газ из назальной канюли, воздух из окружающей среды захватывается и добавляется в поток, при этом разбавляя доставленный газ. Типичная назальная канюля 170 с элементами для предотвращения разбавления доставленного газа показана на фиг. 13. В некоторых вариантах осуществления назальную канюлю 170 с уникальными назальными зубцами 172, которые имеют ответвление 174 вокруг них, можно использовать для снижения разбавления доставляемого газа. Ответвление 174 выступает в качестве запорного клапана, обеспечивая поток выдоха вокруг зубца, но герметизируя вокруг стенки ноздри для предотвращения захвата атмосферного воздуха.
2
2
2
[00113] Назальная канюля может также содержать элементы для идентификации устройства. В некоторых вариантах осуществления назальная канюля содержит уникальный идентификатор для ее идентификации. Уникальный идентификатор может располагаться в различных местах, включая в соединителе назальной канюли. Идентификатор может быть различных форм, включая RFID для беспроводной связи, умный чип для непосредственного электрического соединения, или умный штрих-код для оптического считывания, или любой другой механизм, который будет позволять идентификацию. В некоторых вариантах осуществления контроллер контролирует, как долго канюля используется, и записывает в запоминающее устройство для указания, что она использовалась в течение всего своего срока службы. 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).
[00114] В зависимости от размещения портативного устройства получения NO количество газа-реагента, например, атмосферного воздуха, которое получено устройством, может изменяться. Например, нестационарное устройство может размещаться в сумке или носиться под пальто пациента. В этом типе сценария устройство может не получать достаточно воздуха для использования в качестве газа-реагента для получения терапевтического количества NO. В некоторых вариантах осуществления способ доставки газа (канюля, дыхательная маска, маска СРАР и пр.) может содержать дополнительный канал для подачи воздуха, как показано на фиг. 14. Канал 182 для воздуха может иметь одно или несколько отверстий 184 (таких как перфорации), так что воздух может поступать в каналы откуда угодно вдоль длины канюли. Перфорации помогают обеспечить то, что устройство может втягивать воздух где угодно вдоль длины патрубка доставки NO (фиг. 17). Вариант осуществления канюли 180 с первым и вторым каналами 182, 186 показан на фиг. 14. Будет понятно, что любой тип отверстия вдоль любой части устройства доставки можно использовать, поскольку воздух может проходить через них в достаточных количествах для обеспечения получения желаемого количества NO.
2
2
2
2
2
2
[00115] В общем понятно, что удержание NO вдали от О насколько возможно долго минимизирует образование NO. Таким образом, устройство доставки, такое как канюля 190, как показано на фиг. 15, может содержать элементы для разделения NO и О насколько возможно долго перед доставкой пациенту. В некоторых вариантах осуществления назальная канюля 190 имеет независимый канал 192 для доставки NO пациенту, который заканчивается в небольших трубках для NO, которые проходят через каждый зубец, так что О не подавляет поток NO из-за своего большего расхода и давления, и канал 194 для О, как показано в типичной канюле 190, показанной на фиг. 15. В некоторых вариантах осуществления назальная канюля использует трубку Вентури или форсунку для втягивания NO или в поток О, или поток инспирации.
2
2
2
2
2
2
2
[00116] Есть разные точки вдоль канюли, в которых О и NO можно смешивать перед тем, как газы достигают пациента. В некоторых вариантах осуществления можно удерживать 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 в общем канале 202 насколько возможно быстро, так что время перехода к пациенту снижается. Таким образом, нестационарное устройство 200, которое вводит высокую концентрацию NO в поток О в нестационарном устройстве, может предлагать сниженные уровни NO у пациента, как показано в варианте осуществления устройства 200 получения NO, показанного на фиг. 16.
2
2
2
[00117] Обычно содержащие NO газы очищаются от NO, однако, это не обязательно, если уровни NO в продукционном газе (газ после плазменной камеры) достаточно низкие. В некоторых вариантах осуществления, содержащих очиститель, очиститель может располагаться около/в контроллере, и/или в трубке доставки, и/или вблизи от пациента. В некоторых вариантах осуществления трубка канюли заполнена материалом очистителя частично или полностью по ее длине. В некоторых вариантах осуществления трубка канюли тонкая, поскольку стойкость к перекручиванию осуществляется за счет материала очистителя в трубке, а не самой трубки. В некоторых вариантах осуществления трубка канюли имеет покрытие поглощающего NO материала очистителя полностью или частично по ее длине. В некоторых вариантах осуществления назальная канюля с предварительным очистителем, помимо очистителя NO, может использоваться.
[00118] В некоторых вариантах осуществления назальная канюля содержит очиститель, и нет очистителя в контроллере в портативном устройстве получения NO. Устройство 210 совсем не содержит картридж, так что система имеет один одноразовый компонент 212 (канюлю), а не канюлю и картридж очистителя, как показано на фиг. 17. В некоторых вариантах осуществления назальная канюля 212 может содержать очиститель около точки вдоха (например, вблизи носа).
2
2
[00119] Фиг. 18 изображает канюлю 220 с двумя каналами, имеющую первый и второй каналы 222, 224, с поглощающим NO материалом в одном из каналов 224 канюли. Кислород протекает в первом канале 222. В некоторых вариантах осуществления поглощающий NO материал представляет покрытие или облицовку на внутреннем диаметре трубки канюли. В некоторых вариантах осуществления материал очистителя состоит из частиц или гранул в канале канюли с фильтром на каждом конце. В некоторых вариантах осуществления кислород и содержащие NO продукционные газы выходят через отдельные каналы с каждым назальным зубцом.
[00120] В некоторых вариантах осуществления назальная канюля содержит очиститель около точки вдоха (например, вблизи от пациента, например, носа пациента). В некоторых вариантах осуществления очиститель расположен за ухом пациента, где трубка канюли обернута вокруг уха. В некоторых вариантах осуществления корпус очистителя расположен в основании шеи пациента как подвеска.
2
2
[00121] Конструкция канюли может также меняться. Из-за непрерывного превращения NO в NO может быть предпочтительной очистка содержащего NO газа сразу перед его поступлением пациенту. В некоторых вариантах осуществления назальная канюля может содержать очиститель под носом, поэтому газ проходит через очиститель сразу перед его поступлением пациенту. В некоторых вариантах осуществления очиститель вдоль длины трубки канюли висит как подвеска в основании шеи пользователя. В некоторых вариантах осуществления трубка назальной канюли может быть облицована или покрыта материалом очистителя. В некоторых вариантах осуществления трубка назальной канюли, покрытая материалом очистителя, содержит материал, который изменяет цвет, в качестве индикатора истощения очистителя. В некоторых вариантах осуществления изменяющий цвет материал подобен лакмусовой бумажке, изменяя цвет при изменении рН. В некоторых вариантах осуществления сам материал трубки канюли поглощает NO достаточно, чтобы не требовался дополнительный материал очистителя.
[00122] Многие пациенты чувствуют неловкость при использовании назальной канюли, поскольку она закрывает часть их лица. В некоторых вариантах осуществления NO можно также доставлять из места около уха в дыхательные пути. В некоторых вариантах осуществления трубка доставки NO проходит от уха в трахею. В некоторых вариантах осуществления NO доставляется через барабанную перепонку и проходит в дыхательные пути через евстахиеву трубу. В некоторых вариантах осуществления NO доставляется непосредственно в трахею через отверстие в основании шеи спереди.
2
2
2
2
2
[00123] В некоторых вариантах осуществления NO добавляется в поток О из концентратора кислорода в контроллере NO или сразу после него. Этот подход особенно полезен для снижения образования NO, когда используется большой объем О, при этом снижая время перехода NO от контроллера к пациенту. Таким образом, нестационарное устройство, которое вводит высокую концентрацию NO в поток О в устройстве, имеет возможность снижения уровней NO для пациента.
[00124] Док-станция и источник питания
[00125] В некоторых вариантах осуществления обеспечивается базовая или док-станция. Базовая станция может использоваться для обеспечения зарядки аккумулятора устройства получения NO. Зарядка может осуществляться при помощи электрического соединения или индуктивного соединения. Базовая станция может соединяться с внешними устройствами, используя различные техники, включая, помимо прочего, телефонную линию, кабель подключения к телевизору, соединение Wi-Fi и соединение сотовой сети. В варианте осуществления устройство получения NO и/или зарядная станция может выдавать информацию на поверхности. Например, зарядная станция может выдавать состояние заряда аккумулятора на потолок спальни.
2
[00126] Базовая станция может содержать различные датчики. В некоторых вариантах осуществления базовая станция может содержать один или несколько датчиков анализа газов для проверки калибровки устройства получения NO. Когда устройство получения NO соединено, базовая станция может протягивать содержащий NO воздух в базовую станцию для анализа уровней NO и/или уровней NO для гарантирования безопасной работы. В некоторых вариантах осуществления базовая станция может выполнять калибровку на контроллере путем соединения с соединением канюли. Зарядка аккумулятора может обеспечивать время для калибровки, хотя калибровка проводится независимо от зарядки аккумулятора. Газы для анализа можно получать из соединителя картриджа к контроллеру, Т-образного соединения, которое разделяет поток выходящих из контроллера газов для обеспечения одновременной доставки газа в канюлю и анализа газов, или специального отверстия для газа для целей калибровки. Измерения можно осуществлять при помощи электрохимических элементов, однако, оптические и хемилюминесцентные средства также можно использовать. Базовая станция может принимать питание или от выхода питания переменного тока, или соединения с питанием постоянного тока. Например, можно использовать 12 В переменный ток, поскольку это напряжение может находиться в автомобилях. Базовая станция может использоваться для загрузки данных из устройства получения NO. Загруженные данные могут храниться в базовой станции или экспортироваться при помощи интернета, Wi-Fi, проводного соединения или сети сотовой связи или оптических средств в отдельное место хранения.
[00127] Различные источники можно использовать для обеспечения питания устройства получения NO. Некоторым пользователям может требоваться использование генератора NO в любое время днем или ночью. Этим пользователям может также быть необходимо носить устройство в среде, где присутствует жидкость, такой как душ. Для снижения риска проникновения жидкости в некоторых вариантах осуществления устройство получения NO сконструировано с корпусом, который имеет минимум отверстий. Например, устройство может быть водонепроницаемым. Зарядка аккумулятора может осуществляться различными путями, но в варианте осуществления аккумулятор может заряжаться посредством индуктивных средств через стенку кожуха. Различные другие контакты можно использовать для зарядки устройства, включая, помимо прочего, герметизированные, позолоченные контакты. В некоторых вариантах осуществления базовая станция или док-станция может обеспечиваться как гнездо для генератора NO для размещения при зарядке.
[00128] Фиг. 19 показывает вариант осуществления мобильного устройства 230 получения NO, расположенного в док-станции или базовой станции 232. Док-станция 232 может содержать элементы для обеспечения сообщения состояния устройства или элемент освещения для обнаружения док-станции в темноте. Док-станция 232 может также содержать дверцу, которая закрывает нишу элементов одноразового использования.
[00129] В некоторых вариантах осуществления зарядка аккумулятора может осуществляться посредством электрического соединения в кожухе, которое является влагонепроницаемым. Воздух для возбуждения плазмы подается через микрофильтр, такой как Gore-Tex, для предотвращения проникания жидкости. В некоторых вариантах осуществления микрофильтр является гидрофобным для дополнительного предотвращения проникания жидкой воды. Впускное отверстие для воздуха может иметь дополнительный фильтр для улавливания больших частиц. Оно может быть защищено вентиляционной решеткой и/или влагоотделителем.
[00130] В некоторых вариантах осуществления вспомогательная док-станция может вставляться в прикуриватель автомобиля или другое электрическое соединение в транспортном средстве. Док-станция может находиться в стандартном держателе для чашки в автомобиле или висеть на двери автомобиля. Для того, чтобы повесить ее на дверь автомобиля, док-станция может иметь элемент, который вставляется между внутренней поверхностью стекла окна автомобиля и уплотнением стекла. Один или несколько магнитов в корпусе генератора и дополнительной док-станцией помогают пользователю в установке генератора в док-станции.
[00131] Понятно, что способность доставки питания от базовой станции к генератору NO должна превышать сумму мощности зарядки аккумулятора и рабочей мощности генератора NO, так что аккумуляторы могут заряжаться. Время работы аккумулятора может изменяться, но в варианте осуществления целевое время работы аккумулятора составляет 12 часов. Время зарядки должно быть меньше, чем время работы аккумулятора, например, 12 часов, поэтому пользователь может использовать одно устройство, в то же время заряжая второе устройство.
2
2
2
[00132] В некоторых вариантах осуществления устройство получения NO не содержит свой собственный аккумулятор. Напротив, устройство может быть электрически подключено к отдельному устройству, такому как генератор О, и получать питание от аккумулятора или источника питания устройства. В некоторых вариантах осуществления генератор NO может быть встроен в корпус генератора О, и генератор NO может совместно использовать аккумулятор, память, микроконтроллер, аварийный зуммер, пользовательский интерфейс, корпус и другие компоненты генератора О. Будет понятно, что генератор NO также может быть встроен или интегрирован с другими устройствами, включая, помимо прочего, VAD, небулайзер, увлажнитель, аппарат CPR, аппарат Bi-PAP, аппарат CPAP, струйную канюлю с подогревом и увлажнением и/или AED.
[00133] Источники воздуха
2
2
2
[00134] В некоторых вариантах осуществления система может использовать концентратор кислорода. Пациентов с легочной гипертензией лечат высокими уровнями кислорода (О). Существуют устройства, которые обрабатывают атмосферный воздух для увеличения содержания кислорода путем отделения содержания азота. Эти устройства являются портативными и питаются от аккумулятора. Это совместное использование NO с концентратором О или баками для кислорода будет снижать потребность в О и/или увеличивать подвижность пациента.
[00135] Получение NO оптимизируют, когда плазма возбуждается в стехиометрическом отношении 50/50 кислорода к азоту. Уровни кислорода в атмосфере составляют 21%, но концентратор кислорода можно использовать для повышения процента кислорода в воздухе. В некоторых вариантах осуществления выходной поток из концентратора кислорода можно использовать как газ-реагент и направлять через устройство получения NO, так что получение NO оптимизируется. Это может снижать размер аккумулятора в несколько раз в течение заданного количества рабочего времени.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
[00136] Источники газа-реагента могут изменяться, помимо выходного потока концентратора О. В некоторых случаях пациент подключается к баку со 100% кислородом и концентратору кислорода, который дает 100% кислород. В некоторых вариантах осуществления нестационарное устройство получения NO может смешивать газ с высоким содержанием О с атмосферным воздухом для снижения концентрации О и повышения концентрации N до оптимальных уровней в плазменной камере или использовать чистый воздух. NO превращается в NO быстрее в присутствии высоких концентраций кислорода. Таким образом, устройство может содержать элементы для удержания NO и О по отдельности насколько возможно долго. В некоторых вариантах осуществления воздух нагнетается в камеру в устройстве получения NO, содержащем материал с аффинностью к N, такой как цеолит. Когда в камере сбрасывают давление при помощи газа-реагента, выходящие газы имеют большую концентрацию кислорода, чем атмосферный воздух, при этом давая большие уровни NO при воздействии плазмы. N, загруженный в материал с аффинностью к N, периодически выпускают в атмосферу. В некоторых вариантах осуществления N выпускают в атмосферу при выдохе пациента. В некоторых вариантах осуществления N выпускают в атмосферу при вдохе пациента. В некоторых вариантах осуществления N прокачивают через плазменную камеру без плазмы к пациенту при выдохе пациента, так что есть чередующаяся серия импульсов содержащих NO продукционных газов, за которыми следуют газы, которые содержат небольшие количества NO или не содержат его совсем и большие количества N, чем исходный газ-реагент.
2
[00137] События вдохов происходят быстро, требуя быстрой реакции системы для доставки импульса NO. В некоторых случаях, например, когда желательно синхронизировать импульс с началом вдоха, импульс может начинаться в течение 50 миллисекунд от начала вдоха. Это быстрее, чем временные рамки, в течение которых сам насос может ускоряться от остановки до доставки болюса содержащего NO газа в трубке, которая будет проводить его в нос. Для достижения быстрой реакции в некоторых вариантах 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 один или несколько каналов канюли. В одном варианте осуществления канал в канюле представляет специальный 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 через скруббер совсем, если уровни NO достаточно низкие. Резервуар разделяет работу насоса от доставки обогащенного по NO газа. Насос хранит механическую потенциальную энергию, помещенную в сжатый газа в резервуаре. Этот заряд потенциальной энергии может высвобождаться быстрее из резервуара, чем небольшой насос может непосредственно доставлять. В одном варианте осуществления большой насос доставляет газ с высокой скоростью, однако, он имеет большую механическую инерцию, которая мешает его способности изменять его производительность достаточно быстро. Оба решения, насос и/или насос и резервуар могут обеспечивать большой диапазон расходов, в то же время сохраняя быстрое время реакции. Резервуар не обязательно должен быть конкретной емкостью под давлением. Любой объем в пневматическом контуре между насосом и клапаном или клапанами регулирования расхода может служить в качестве резервуара. В одном варианте осуществления с резервуаром резервуар имеет объем 150 мл.
[00138] В некоторых вариантах осуществления нестационарное устройство получает воздух из атмосферы. Воздух втягивается в устройство насосом и обрабатывается одним или несколькими механическими фильтрами, одним или несколькими очистителями и/или одним или несколькими углеродными фильтрами. Как минимум, нестационарное устройство получения NO фильтрует поступающий воздух перед получением NO. Размер механического фильтра может меняться, но в варианте осуществления он имеет размер пор порядка приблизительно 0,22 микрона для предотвращения входа бактерий. Очиститель может быть изготовлен из множества материалов, но в варианте осуществления представляет собой натронную известь. Угольный фильтр используют для удаления органических соединений из воздуха перед входом в плазменную камеру.
2
2
2
2
[00139] Фиг. 20А показывает вариант осуществления пневматического пути через пригодный для ношения генератор NO, который может работать под высоким давлением, что приводит к меньшему времени реакции, чем системы, основанные только на насосе. В системе, показанной на фиг. 20А, атмосферный воздух или другой газ-реагент втягивается в систему через фильтр 240 насосом 242. Сжатые газы проходят через плазменную камеру 244, где электроды высокого напряжения дают электрические разряды, которые диссоциируют молекулы N и О с образованием NO и некоторого количества NO. Затем продукционный газ протекает через регулятор 246 расхода, который может быть сконструирован для регулирования уровня потока, который фактически доставляется пациенту. При некоторых условиях лечения уровни расхода изменяются непрерывно, когда болюсы содержащего NO газа доставляются, обычно синхронно с вдохом пациента. Из регулятора 246 расхода газы протекают через скруббер 248 для удаления NO из продукционного газа и фильтр 250 перед доставкой пациенту.
2
[00140] В некоторых вариантах осуществления после фильтра 252 и насоса 254 регулятор 256 расхода может также располагаться перед плазменной камерой 258, при этом регулируя расход газов-реагентов, а не продукционных газов, как показано на фиг. 20В. Этот подход обеспечивает преимущество, заключающееся в отсутствии воздействия регулятора расхода на содержащие NO газы и укорачивании пневматического пути от плазменной камеры до скруббера, поскольку длина пути связана с временем перехода, и большее время перехода приводит к большему образованию NO. В некоторых вариантах осуществления регулятор расхода может быть в виде одного или нескольких пропорциональных клапанов. Между вдохами один или несколько пропорциональных клапанов можно использовать для обеспечения накопления давления в системе, облегчая доставку коротких импульсов высокого давления. В некоторых вариантах осуществления один или несколько пропорциональных клапанов не могут полностью закрываться, так что система может доставлять NO пациенту в случае отказа пропорционального клапана. Помимо активности регулятора расхода, регулирование расхода насоса с помощью дросселя обеспечивает дополнительное регулирование расхода.
[00141] Фиг. 21 показывает вариант осуществления, где регулирование расхода осуществляется первым и вторым клапанами 260, 262. Этот подход предлагает преимущества, заключающиеся в сокращении массы и энергопотреблении относительно подхода с пропорциональным клапаном. Необязательный обводной путь также показан. Эффективный размер отверстия первого и второго клапанов может быть идентичным или может отличаться в зависимости от требуемых уровней расхода. Этот подход обеспечивает скачкообразный подход к доставке потока пациенту, а не непрерывно меняющийся подход, предлагаемый пропорциональным клапаном. Варианты осуществления, включающие более двух клапанов, могут обеспечивать дополнительные дискретные уровни потока для системы. В некоторых вариантах осуществления одно или несколько отверстий постоянного сечения используют для регулирования потока воздуха через систему.
[00142] Фиг. 22 показывает вариант осуществления пригодного для ношения генератора 270 NO с комбинацией 272 впускного скруббера/фильтра, воздушным насосом 274, контуром 276 управления и высокого напряжения, одним или несколькими электродами 278, выпускным скруббером/фильтром 280, аккумулятором 282 и кожухом 284. Впускные и выпускные скрубберы/фильтры могут заменяться независимо. Скрубберы/фильтры имеют суженный конец или штуцер, который впрессован в эластомерное кольцо для удержания и герметизации. Противоположный конец скруббера/фильтра удерживается одним или несколькими пружинными зажимами, которые захватывают наружные поверхности скруббера/фильтров. Пользователь вставляет один конец скруббера/фильтра в уплотнение из эластомера и вращает корпус скруббера/фильтра в направлении кожуха контроллера, так что он "защелкивается" в положении при помощи одного или нескольких пружинных зажимов, удерживающих его на месте, или просто вдавливает скруббер/фильтр в устройство, так что он защелкивается на месте, а затем прижимает для его высвобождения. Скруббер/фильтры могут необязательно быть закрыты крышкой для защиты их от смещения при использовании.
2
2
[00143] Комбинации скруббера/фильтра имеют конечный срок службы из-за конечной способности материала скруббера поглощать NO и забивания фильтров частицами. Это представляет риск того, что пациент может не заменять вовремя скруббер/фильтр, при этом повышая риск воздействия NO. В одном варианте осуществления устройство получения NO побуждает пользователя заменить скруббер/фильтр, когда он отключает устройство от зарядки утром. В другом варианте осуществления устройство генерирует звуковой аварийный сигнал в моменты времени, приводящие к полному истощению скруббера/фильтра, так что пользователь может заменить скруббер/фильтр вовремя.
2
2
2
2
2
2
2
2
[00144] Крышка скруббера/фильтра имеет соответствующие отверстия для обеспечения входа и выхода газа, по мере необходимости. В варианте осуществления устройство может также содержать полностью встроенное молекулярное сито, которое удаляет некоторую часть N из поступающего воздуха для оптимизации отношения N к О для повышения выхода NO, улучшения КПД и снижения необходимости в очистке от NO. В некоторых вариантах осуществления молекулярное сито может располагаться после плазменной камеры для удаления конкретного газа, такого как N, при этом увеличивая долю NO и О в выходящих газах. В некоторых вариантах осуществления молекулярное сито удаляет некоторую часть или весь О после плазменной камеры для замедления превращения NO в NO.
[00145] Картриджи
[00146] Картридж для использования с нестационарной системой получения NO может содержать различные элементы и конструкции. Система может использовать различные типы картриджей, которые можно использовать для различных применений. Например, в картриджах может изменяться размер очистителя в зависимости от ожидаемой длительности использования и требуемых уровней NO. Картриджи могут иметь одно или несколько пневматических соединений в зависимости от применения. В варианте осуществления одно пневматическое соединение может быть для присоединения назальной канюли с одним каналом к устройству. В варианте осуществления два пневматических соединения можно использовать для устройства, которое добавляет NO в существующий поток газа. Первое пневматическое соединение может быть для потока газа в систему, а второе пневматическое соединение может быть для выхода NO + газ. В некоторых вариантах осуществления три пневматических соединения можно использовать для устройства, которое измеряет расход потока поступающего газа, но не добавляет NO в поток газа. Первое пневматическое соединение может быть для поступающего газа. Второе пневматическое соединение может быть для выходящего газа для пациента. Третье пневматическое соединение используется для содержащего NO газа для пациента. Устройство может получать атмосферный воздух через пневматическое соединение сверху картриджа или через решетку на боку контроллера или картриджа.
[00147] Пневматические соединения могут быть ориентированы концентрически, в линию, многоугольником или некоторой другой форме. В одном варианте осуществления все пневматические соединения устанавливаются одним движением пользователя при помощи встроенного пневматического соединителя.
[00148] В некоторых вариантах осуществления распределение газов может происходить в картридже. Таким образом, нет проблем с очисткой в контроллере, и контроллер может не содержать никаких отверстий в кожухе, которые могут способствовать пропусканию жидкости или частиц.
[00149] Фиг. 23 показывает вариант осуществления картриджа 290, который содержит встроенный фильтр 292 для воздуха, насос 294, набор 296 электродов и очиститель 298 (вид картриджа с торца справа). Воздух протекает в картридж 290 и через фильтр для воздуха в насос. Насос, который может содержать два клапана 300а, 300b одностороннего действия (например, «утиный нос», клапан-мигалка, шариковый, трехстворчатый или подобный) и мембрану, может приводиться в действие различными способами, включая, помимо прочего, использование соленоида, мембраны, рычага или другого механизма в контроллере. Воздух выходит из насоса в плазменную камеру с набором электродов и протекает через выходной очиститель. Выходной очиститель может содержать фильтр для улавливания возможных частиц электродов и частиц очистителя.
2
[00150] Картридж нестационарного устройства получения NO может иметь различные конструкции. В некоторых вариантах осуществления нестационарное устройство имеет одноразовый картридж, который может содержать один или несколько следующих элементов: фильтр на входе, очиститель на входе, угольный фильтр на входе, выхлопной очиститель и выхлопной фильтр. В некоторых вариантах осуществления соединитель для устройства доставки пациенту (например, назальная канюля) может быть соединен с картриджем/одноразовой частью устройства, а не контроллером многократного использования. Это снижает число пневматических соединений с контроллером и может снижать возможность соединения пользователем канюли или другого устройства доставки непосредственно с контроллером без очистителя для удаления NO. Соединение канюли с картриджем может отличаться от соединения картриджа с контроллером. В некоторых вариантах осуществления корпус картриджа является многоразовым, и только фильтровальные элементы и/или материал скруббера заменяются.
2
2
[00151] Фиг. 24 изображает типичный пневматический путь 310 в портативном устройстве получения NO. Заштрихованные части являются удаляемыми и одноразовыми. В некоторых вариантах осуществления удаляемые/одноразовые элементы расположены в одном одноразовом картридже. В изображенном варианте осуществления атмосферный воздух или другой газ-реагент прокачивается через одноразовый фильтр 312, а затем через постоянный фильтр 314 в устройстве. Воздух затем протекает в насос 316. Давление, отдаленное от насоса, измеряется датчиком 318 абсолютного давления. Это давление используют для подтверждения активности насоса и измерения давления резервуара при использовании резервуара 320. Резервуар 320 служит в качестве накопителя, который может обеспечивать быстрый поток воздуха высокого давления. В некоторых вариантах осуществления сам насос может в достаточной мере доставлять поток воздуха для лечения, делая резервуар необязательным. В некоторых вариантах осуществления воздушный насос прокачивает через отверстие или один или несколько клапанов. Датчик 324 давления за пределами показанного пропорционального клапана 322 используется для измерения давления в плазменной камере. Датчик 326 расхода перед плазменной камерой 328 используется для регулирования с обратной связью для обеспечения точного расхода воздуха через плазменную камеру. Регулирование с обратной связью можно использовать как входные данные для одного или нескольких из следующего: работа/скорость насоса, положение клапана, давление резервуара. Плазменная камера 328 вмещает один или несколько электродов, используемых для возбуждения плазмы в воздухе. Необязательные датчики 330, 332 барометрического давления и температуры, соединенные с плазменной камерой, обеспечивают дополнительные входные данные для алгоритма управления. Необязательный третий фильтр 324 в потоке воздуха расположен в контроллере для обеспечения дополнительной защиты от загрязнителей, поступающих в контроллер. Оксид азота и воздух затем протекают через скруббер 336 от NO, который состоит из одного или нескольких фильтров, поглощающего NO скруббера и другого фильтра. NO плюс воздух затем протекают через запорный клапан 338, датчик 340 перепада давления, используемый для обнаружения дыхания, другой необязательный фильтр 342 и соединение с трубкой доставки (например, назальная канюля, катетер или другая трубка).
2
2
[00152] Фиг. 25 и 26 изображают дополнительные типичные пневматические пути в портативном устройстве получения NO. Пневматический путь 350 фиг. 25 показывает атмосферный воздух или другой газ-реагент, втягиваемый через постоянный фильтр 352 в устройство. Воздух затем протекает в насос 354. Давление, отдаленное от насоса, измеряется датчиком 356 абсолютного давления. Это давление используют для подтверждения активности насоса и измерения давления резервуара 320. Датчик 362 давления за пределами показанного пропорционального клапана 360 используется для измерения давления в плазменной камере. Датчик 364 расхода перед плазменной камерой 366 используется для регулирования с обратной связью для обеспечения точного расхода воздуха через плазменную камеру. Необязательные датчики барометрического давления и температуры, соединенные с плазменной камерой, обеспечивают дополнительные входные данные для алгоритма управления. Фильтр 368 в потоке воздуха расположен в контроллере для обеспечения дополнительной защиты от загрязнителей, поступающих в контроллер. Оксид азота и воздух затем протекают через скруббер 370 от NO, который состоит из одного или нескольких фильтров, поглощающего NO скруббера и другого фильтра. NO плюс воздух затем протекают через запорный клапан 372, датчик 374 перепада давления, используемый для обнаружения дыхания, другой фильтр 376 и соединение с трубкой доставки.
2
2
[00153] Пневматический путь 380 фиг. 26 показывает атмосферный воздух или другой газ-реагент, втягиваемый через постоянный фильтр 382 в устройство. Воздух затем протекает в насос 384. Давление, отдаленное от насоса, измеряется датчиком 386 абсолютного давления. Воздух протекает через коллектор 388 клапанов картриджа. Датчик 390 давления используется для измерения давления в плазменной камере. Датчик 392 расхода перед плазменной камерой 394 используется для регулирования с обратной связью для обеспечения точного расхода воздуха через плазменную камеру. Необязательные датчики барометрического давления и температуры, соединенные с плазменной камерой, обеспечивают дополнительные входные данные для алгоритма управления. Фильтр 396 в потоке воздуха расположен в контроллере для обеспечения дополнительной защиты от загрязнителей, поступающих в контроллер. Оксид азота и воздух затем протекают через скруббер 398 от NO, который состоит из одного или нескольких фильтров, поглощающего NO скруббера и другого фильтра. NO плюс воздух затем протекают через запорный клапан 400, датчик 402 перепада давления, используемый для обнаружения дыхания, другой фильтр 404 и соединение с трубкой доставки.
2
[00154] Фиг. 27 изображает вариант осуществления одноразового картриджа 410 скруббера и соответствующих постоянных пневматических компонентов для портативной системы получения и доставки NO. Сверху на фигуре представлен коллектор 412 многократного использования с поверхностью 414 контакта набора электродов и присоединенным пропорциональным клапаном 416. Нижняя часть фигуры показывает одноразовый картридж 410 скруббера, который содержит соединения 418 для О, камеру 420 очистителя, защелку 422 картриджа, один или несколько каналов 424 соединения канюли и вентиляционные отверстия 426 для охлаждения контроллера. Фиг. 28 изображает одноразовый картридж 410 скруббера фиг. 27 отдельно, без коллектора многократного использования.
2
2
2
2
[00155] Фиг. 29 изображает вариант осуществления картриджа 430 очистителя. Картридж очистителя принимает продукционный газ и кислород от устройства через независимые пневматические соединения 434. Продукционные газы очищаются в корпусе 436 картриджа путем протекания через натронную известь или другой селективный поглощающий NO материал. После очистки продукционные газы отфильтровываются и сливаются с О перед выходом из системы в одно соединение 432 канюли. В некоторых вариантах осуществления содержащие О и NO продукционные газы выходят в отдельных соединениях. Картридж очистителя показан внутри воздухонепроницаемого полупрозрачного чехла 438, который защищает материал очистителя от удара и СО при транспортировке и хранении.
2
[00156] В некоторых вариантах осуществления контроллер может детектировать наличие картриджа при помощи любого механизма, включая, помимо прочего, электронные, оптические, радио или механические средства. В варианте осуществления контроллер не активирует получение NO, пока картридж отсутствует. В варианте осуществления контроллер может определять, превысил ли картридж или нет свой срок службы, путем считывания информации из картриджа, используя, например, штрих-код на картридже и/или делая запрос запоминающему устройству (например, метке RFID), расположенному на картридже. В некоторых вариантах осуществления контроллер отмечает время, которое картридж вставлен, и ограничивает срок службы картриджа установленным количеством времени от вставки картриджа и/или установленного количества молекул NO, прошедших через картридж. Картридж может также иметь входы для источников других газов (таких как О) для измерения расхода или для смешивания с воздухом для синтеза NO или для доставки пациенту (например, гелий).
[00157] Электроды
[00158] 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. 30 показывает электрод 440 высокого напряжения, который можно изготовить и легко установить. Фиг. 30 показывает вариант осуществления набора электродов с глухим отверстием 442 (пунктирная линия внизу). Композитные электроды 444, 446 могут быть вставлены на концах (справа и слева). В некоторых вариантах осуществления набор электродов фиг. 30 может быть изготовлен, создавая композитные электроды путем сплавления подложек иридия (или другого благородного металла или сплава) с металлическим валом (например, медь). Кольцевые уплотнения 448 могут быть вставлены в каждый конец рукава. Рукав может быть сконструирован из РЕЕК, 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 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 варианте осуществления концевая шайба может механически защелкиваться на конце стеклянного рукава, как показано на фиг. 31, которая показывает вариант осуществления набора электродов 450 с концевыми шайбами, которые защелкиваются на рукаве и привариваются к электродам.
[00159] 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. В другом варианте осуществления существуют два пневматических соединения для набора электродов с одной и той же стороны для облегчения установки и удаления.
[00160] 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.
[00161] Фиг. 32 показывает вариант осуществления набора 460 электродов, содержащего рукав 462, композитный электрод 464 (вал из меди с накладкой из иридия), кольцевые уплотнения 466 и концевые шайбы 468. Набор 460 электродов можно вставлять в контроллер с электрическими контактами высокого напряжения, находящими в контакте с каждой стороны набора электродов, и ниппелем 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. 33 показывает варианты осуществления электродов с элементами для достижения дна.
[00162] В варианте осуществления поток воздуха через набор электродов проходит через зазор между электродами. Фиг. 34 показывает вариант осуществления набора 470 электродов, показывающий впускные отверстия для воздуха (нижнее левое и верхнее правое). Воздух протекает в набор электродов с одной стороны и вытекает с противоположной. Фиг. 35 показывает вариант осуществления набора 480 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.
[00163] Поток воздуха в наборе электродов может быть от одной стороны к другой, как показано на фиг. 35. В варианте осуществления поток может быть от одной стороны к соседней. В варианте осуществления 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.
[00164] Фиг. 36 изображает вариант осуществления, где встроены электроды, трансформатор высокого напряжения и плазменная камера. Это обеспечивает выгоду от снижения объема и массы этих компонентов, а также укорачивания длины проводников высокого напряжения, при этом снижая электромагнитное излучение. В другом варианте осуществления электроды и трансформатор помещены вместе с образованием одного блока, который соединен с возможностью удаления с плазменной камерой.
[00165] Фиг. 36 изображает встроенный трансформатор/набор электродов/плазменную камеру 490. Вводы 492 первичной обмотки расположены сверху на трансформаторе. В одном варианте осуществления первичные обмотки изготовлены из многожильного провода. Выводы вторичной обмотки электрически соединены с электродами 494. Трансформатор 496 и электроды помещены в изоляционный материал с зазором между электродами, поддерживаемым изоляционным материалом. Помещенные трансформатор и электроды соединены при помощи воздухонепроницаемого уплотнения с плазменной камерой 504. Плазменная камера имеет впускное отверстие 498 для газа-реагента и выпускное отверстие 500 для продукционного газа. Датчик 502 температуры помещен в изоляционный материал или иным образом термически соединен с трансформатором для системы получения и доставки NO для обнаружения перегрева трансформатора и реакции соответственным образом при помощи одного или нескольких из генерирования аварийного сигнала, снижения мощности, подаваемой на трансформатор, перехода на резервный трансформатор, увеличения скорости охлаждающего вентилятора или других средств для приостановки повышения температуры.
[00166] Конструкции коллектора
2
2
2
2
2
2
[00167] Фиг. 37 изображает вариант осуществления, где коллектор 512 закреплен на одной из боковых стенок кожуха 510 устройства. На этом изображении устройства воздух всасывается с наружной стороны кожуха 510 через фильтр 514 в насос 516. Насос 516 доставляет воздух в резервуар 518 для повышения давления в резервуаре. Резервуар соединен с газовым коллектором 512 последовательно при помощи пропорционального клапана 520. Пропорциональный клапан регулирует расход воздуха в плазменную камеру 522. Электроды в плазменной камере приводятся в действие контуром 524 высокого напряжения в кожухе. После прохождения через плазменную камеру газ подается через фильтр, скруббер и второй фильтр 526. После фильтра-скруббера-фильтра 526 газ затем возвращается в коллектор, где он выходит через фитинг с канюлей или другим устройством доставки. Газовый коллектор также содержит соединение на вводе и соединение на выводе для обеспечения параллельного использования источника кислорода. В одном варианте осуществления параметр в линии О измеряется в качестве индикатора дыхания и/или доставки О. Параметр может быть одним или несколькими из следующего: давление линии О, расход линии О, температура линии О, деформация стенки трубки для О или другие параметры. Устройство питается от аккумулятора. В некоторых вариантах осуществления аккумулятор является встроенным, тогда как он является удаляемым в других вариантах осуществления. Система также может получать питание из внешнего источника, такого как внешний блок аккумуляторов, автомобильный источник питания (прикуриватель), преобразователь мощности переменного тока и подобные.
[00168] Фиг. 38 изображает вариант осуществления, где коллектор 532 закреплен на одной из боковых стенок кожуха 530 устройства. Воздух всасывается с наружной стороны кожуха через фильтр 534 в насос 536. Насос 536 доставляет воздух в регулятор 538 расхода, который определяет время и длительность доставки сжатого воздуха в газовый коллектор 532. В одном варианте осуществления регулятор расхода газа состоит из одного или нескольких клапанов, которые регулируются контроллером 540. Контроллер состоит из электронного аппаратного обеспечения с контролем программными средствами, однако, варианты осуществления без контрольного программного обеспечения также рассматривались. Газовый коллектор направляет поток в плазменную камеру 542. Плазменная камера приводится в действие контуром 544 высокого напряжения в кожухе. После прохождения через плазменную камеру газ проходит в заменяемый скруббер 546 на внешней поверхности кожуха 530. После скруббера газ возвращается в коллектор, где он затем проходит через соединитель в канюлю или другое устройство доставки. Газовый коллектор также имеет набор впускных и выпускных отверстий для обеспечения параллельного использования с доставкой кислорода. Устройство питается от аккумулятора 548 в кожухе 530.
[00169] Фиг. 39 изображает вариант осуществления, где коллектор 552 закреплен на задней стенке кожуха 550 устройства. На этом изображении устройства воздух всасывается с наружной стороны кожуха через фильтр 554 в насос 556. Насос подает воздух во встроенный резервуар 558 под давлением. Резервуар представляет собой объем в коллекторе. Высвобождение газа из резервуара регулируется пропорциональным клапаном 560. Пропорциональный клапан регулирует поток в плазменную камеру 562. Электроды в плазменной камере (не показана) приводятся в действие контуром 564 высокого напряжения, соединенным с контроллером 566 в кожухе. После прохождения через плазменную камеру газ проходит в заменяемый набор 568 фильтр-скруббер-фильтр. После скруббера газ затем возвращается в коллектор, где он выходит из системы через фитинг и в патрубок доставки, такой как назальная канюля. Газовый коллектор имеет набор впускных и выпускных отверстий для обеспечения параллельного использования с терапией при помощи кислорода. Аккумулятор 569 является удаляемым в этом варианте осуществления.
2
2
[00170] Фиг. 40 изображает вариант осуществления с коллектором 552, закрепленным на задней стенке кожуха 570 устройства. Воздух втягивается через фильтр 574 в удаляемый набор 576 картриджей в насос 578. Насос направляет воздух в ряд клапанов 580, установленных на коллекторе, которые регулируют расход доставки сжатого воздуха в газовый коллектор. Газовый коллектор 572 направляет поток в плазменную камеру 582, которая отделена от коллектора. Электроды в плазменной камере приводятся в действие контуром 584 высокого напряжения, который регулируется контроллером 586 в кожухе. После прохождения через плазменную камеру газ подается через пневматические муфты в удаляемый картридж, где газ проходит через материал скруббера и фильтр. После скруббера газ затем возвращается в устройство через пневматическую муфту в коллектор 572, где он выходит из устройства через фитинг для трубки доставки пациенту. Эта фигура изображает вариант осуществления, который не сопрягается с потоком О, поэтому фитинги для О не требуются. Устройство питается от одного удаляемого аккумулятора 588.
[00171] Фиг. 41 и 42 изображают вариант осуществления без коллектора или регулятора расхода газа, отличного от насоса 590. Воздух втягивается через фильтр 592 в удаляемый набор 594 картриджей в насос 590. Насос направляет воздух в плазменную камеру 596. Электроды в плазменной камере приводятся в действие контуром 598 высокого напряжения, который регулируется контроллером 600 в кожухе. После прохождения через плазменную камеру газ подается через пневматические муфты в удаляемый картридж 594, где газ проходит через материал скруббера и фильтр. После скруббера газ затем возвращается в кожух 602 устройства и выходит из устройства через фитинг для трубки доставки пациенту. Устройство питается от одного удаляемого аккумулятора 604.
[00172] Пользовательский интерфейс и возможность связи
[00173] Пользовательский интерфейс можно использовать для отображения различной информации, относящейся к работе устройства, и информации о пациенте. В некоторых вариантах осуществления нестационарное устройство 610 получения NO может иметь пользовательский интерфейс, который может содержать различные элементы, как показано на фиг. 43. В некоторых вариантах осуществления пользовательский интерфейс содержит кнопку 612 увеличения количества NO. В некоторых вариантах осуществления пользовательский интерфейс содержит кнопку 612 снижения количества NO. В некоторых вариантах осуществления пользовательский интерфейс содержит аварийную кнопку, которая может использоваться для уведомления внешнего источника (например, личный состав спасательной службы) об опасной для жизни ситуации, и система может связываться с внешним миром по одному или нескольким из проводного или беспроводного соединения с базовой станцией, сетью сотовой связи или Wi-Fi подключением к интернету. В некоторых вариантах осуществления пользовательский интерфейс содержит кнопку 614 питания, которая может включать/выключать устройство. В некоторых вариантах осуществления пользовательский интерфейс содержит кнопку повышения, которую можно использовать для повышения выхода NO относительно текущих уровней в течение установленного количества времени, например, 5 минут, индикатор 616 уровня заряда аккумулятора и индикатор срока службы картриджа.
2
2
2

[00174] Пользовательский интерфейс 620 может содержать один или несколько световых индикаторов на основе СИД, как показано на фиг. 44, которые используются для указания различной информации, включая, помимо прочего, питание 626, состояние 622 аккумулятора и оставшийся срок 624 службы картриджа. В некоторых вариантах осуществления срок службы картриджа можно определять по различным индикаторам, включая, помимо прочего, число образовавшихся молекул NO, число образовавшихся молекул NO, объем воздуха, содержащего СО, протекающего через картридж, усилие насоса (отражающее состояние закупоривания фильтра), календарное время от вставки, время работы от вставки, уровни NO в выхлопном газе и цвет индикатора срока службы картриджа (например, Draegersorb).
2
[00175] Фиг. 45 изображает другой типичный пользовательский интерфейс 630. В некоторых вариантах осуществления пользовательский интерфейс 630 может содержать отдельные кнопки для режима 632 без звука аварийной сигнализации, голосовых инструкций 634 и питания 636. Нажатие кнопки голосовых инструкций инструктирует устройство о генерировании звуковых инструкций через громкоговоритель (также показанный на пользовательском интерфейсе). В некоторых вариантах осуществления голосовые инструкции используются для идентификации аварийных ситуаций, инструктирования пользователя, как реагировать на аварийный сигнал, и инструктирования пользователя при процедуре запуска устройства, помимо других инструкций пользователю. Пользовательский интерфейс может также содержать подсвеченные индикаторы для аварийной ситуации 638, состояния 640 заряда аккумулятора, подключения 642 внешнего источника питания, оставшегося срока 644 службы картриджа, детектирования 646 потока О, связи 648 GSM и получения 650 NO. Панель пользовательского интерфейса также содержит микрофон 652 для записи ввода пользователем данных голосом и зуммер 654. В некоторых вариантах осуществления панель пользовательского интерфейса также содержит одну или несколько антенн для GSM, Bluetooth, Wi-Fi и другой связи. В некоторых вариантах осуществления пользовательский интерфейс можно поднимать для открытия паза вставки картриджа очистителя. В некоторых вариантах осуществления кнопку питания нажимают коротко один раз для включения устройства и удерживают в течение нескольких секунд для выключения устройства.
[00176] Система может также содержать аварийные сигналы для уведомления пользователя о различных типах информации. Например, аварийные сигналы можно использовать для отказа устройства, такого как отсутствие детектируемой плазмы, или ограничения времени в сидячем положении, которое уведомляет пользователя, что он должен двигаться. Световая полоса на наружной стороне устройства получения NO показывает состояние устройства. Например, зеленый или синий свет может указывать, что нет аварийных ситуаций. Низкий заряд аккумулятора может сделать световою полосу желтой. Небольшое время, оставшееся до конца срока службы картриджа, может сделать световою полосу желтой. Очень низкий заряд аккумулятора, очень малое время до конца срока службы картриджа или отсутствие активности плазмы может сделать световую полосу красной. Аварийные сигналы могут включать голосовые инструкции, звонок, визуальные индикаторы (лампочки) и гаптические события (вибрации).
[00177] Система может быть дистанционно сконфигурирована внешним устройством (например, смартфоном, планшетом или соединенным с интернетом вещей (IoT) устройством). Настраиваемые установки включают одно или несколько из следующего: установки подкачивания, приращения дозы, пределы дозы, пределы аварийных сигналов, алгоритм обучения (длительность, шаг увеличения NO) и/или установки для сна пациента.
[00178] Фиг. 46 показывает вариант осуществления системы, которая использует удаленное устройство 660 в качестве графического пользовательского интерфейса, интерфейса для врача и первичного интерфейса для пациента. Будет понятно, что любое внешнее устройство с экраном или дисплеем можно использовать для связи с устройством получения NO и обеспечивать пользовательский интерфейс для отображения пользователю информации от устройства 662 получения NO. Примеры удаленного устройства включают планшетный компьютер, смартфон, компьютер автомобиля или смарт-часы.
2
2
[00179] В некоторых вариантах осуществления устройство получения NO может быть сконструировано без какого-либо программного обеспечения, так что устройство может содержать источник питания (например, аккумулятор), один или несколько контуров высокого напряжения, схему синхронизации, один или несколько электродов, насос и очиститель. Система может доставлять или фиксированный поток воздуха с фиксированной концентрацией NO, или импульсы NO. Например, 1 л/мин воздуха с 20 частями на миллион NO можно использовать. Эта обтекаемая конструкция может также содержать зуммер и красный свет для уведомления пользователя о том, что плазма не детектируется. В варианте осуществления отсутствие активности плазмы можно детектировать, когда температура коллектора становится ниже порогового уровня температуры. В некоторых вариантах осуществления устройство не содержит механический насос для воздуха, а напротив, воздух можно протягивать через систему посредством эффекта Бернулли, эффекта Вентури, другого процесса смешивания или специального клапана для смешивания от прохождения О, когда он протекает к пациенту. В некоторых вариантах осуществления контроллер доставки NO может иметь очень минималистический пользовательский интерфейс, состоящий только из состояния аккумулятора, уровня NO и индикатора аварийной ситуации. Контроллер может связываться с вторичным устройством, например, смартфоном. Вторичное устройство можно использовать для обеспечения графического пользовательского интерфейса, приема входных данных пациента, приема входных данных от врача, хранения данных, связи с пациентом, контроля других физиологических параметров (например, частоты дыхания и/или частоты сердечных сокращений), связи с врачом, и/или связи с персоналом службы экстренной помощи, и/или сообщения физиологических параметров и входных данных пользователя в устройство получения NO. В некоторых вариантах осуществления оптическое волокно размещено или в канюле, или непосредственно рядом с ней. Оптическое волокно проходит в ноздрю пациента и используется для измерения SpO, частоты дыхания, частоты сердечных сокращений и других физиологических факторов оптическими средствами. В некоторых вариантах осуществления дыхание детектируется на дистальном конце оптического волокна путем детектирования изменений в отражающей способности конца волокна, поскольку влага от выдыхаемых газов конденсируется на конце волокна при выдохе пациента.
2
2
2
2
[00180] В некоторых вариантах осуществления устройство получения NO используется со смарт-часами. Смарт-часы обеспечивают пригодный для ношения удаленный пользовательский интерфейс, который облегчает взаимосвязь пользователя с устройством получения NO и/или концентратором О, когда устройство получения NO и концентратор нелегко достать (например, устройство получения NO в рюкзаке). Физиологические данные и данные активности пациента, измеренные смарт-часами или введенные в смарт-часы пользователем, можно использовать для контроля терапии при помощи NO и О. Например, когда повышение активности пользователя детектируется смарт-часами (например, повышение частоты сердечных сокращений, ускорения, указывающие на передвижение, и пр.), смарт-часы могут связываться с устройствами NO и О для повышения доставляемой концентрации NO и О, соответственно.
[00181] Аналогичная возможность связи может осуществляться приложением на смартфоне/планшете. Больший дисплей смартфона/планшета может обеспечивать дополнительную информацию, такую как данные о тенденциях, пульт управления, шагомер и пр. Больший процессор и повышенная возможность связи смартфона или планшета может улучшать лечение при помощи более сложных алгоритмов, связи с облаком, удаленной помощи и других элементов. Данные о лечении, физиологические данные и данные активности могут храниться на удаленном устройстве, таком как смарт-часы, смартфон или планшет, или самом устройстве получения NO. В некоторых вариантах осуществления приложение для Web-браузера представляет панель управления для пользователя, включая настройки текущего лечения, историю устройства, журнал активности, тенденции, историю аварийных ситуаций, оставшийся срок службы скруббера и другую информацию, относящуюся к пациенту и лечению. Приложение для браузера может работать на компьютере, смартфоне, планшете, смартфоне или другом подобном устройстве. Информация для приложения для Web-браузера может сообщаться непосредственно устройству, на котором работает приложение, или может доставляться через косвенные средства, такие как сеть сотовой связи, интернет или облако.
[00182] В некоторых вариантах осуществления система получения NO обеспечивает один или несколько из следующих элементов посредством облака: информация по обслуживанию, данные об использовании устройства, физиологические данные пациента, данные о работе устройства, данные активности пациента и/или данные от других подключенных устройств. В некоторых вариантах осуществления облако используется для обеспечения сервисных данных, например: аналитики, обновлениях продукта, центрированных алгоритмов, усовершенствованиях продукции и/или AI/интеллектуального анализа данных. Устройство получения и доставки NO может также соединяться с социальными сетями. В некоторых вариантах осуществления устройство и/или дополнительные устройства можно использовать для добавления/удаления членов/ролей, чтобы делиться информацией, делиться уведомлениями, делиться аварийными сигналами, делиться опытом пациента и указаниями для лечения, и/или выполнять голосовые/видеозвонки.
[00183] В некоторых вариантах осуществления устройство получения NO поддерживает голосовой ввод и голосовой вывод. Например, пользователь может сказать "повышение NO" для повышения дозы NO или "прекращение NO" для остановки лечения. Устройство может также предупреждать пользователя при помощи голосовых инструкций об аварийном состоянии, таком как "замена картриджа очистителя" или "20 минут осталось до разрядки аккумулятора".
2
[00184] В одном варианте осуществления устройство получения NO имеет режим обучения, когда пользователь начинает использовать устройство. В режиме обучения устройство получения NO может автоматически изменять параметры лечения, такие как концентрация NO, длительность импульса NO и время подачи импульса NO для получения характеристик физиологической реакции пациента на основе SpO, частоты дыхания, частоты сердечных сокращений и пр. для оптимизации доставляемой дозы. В некоторых вариантах осуществления устройство получения NO может измерять напряжение пациента и повышать выход NO соответственно.
2
2
[00185] В некоторых вариантах осуществления устройство получения NO и/или его дополнительные компоненты могут детектировать перенапряжение пациента и выдавать предупреждение. В некоторых вариантах осуществления напряжение детектируется на основе данных акселерометра. В некоторых вариантах осуществления напряжение определяется по частоте сердечных сокращений. В некоторых вариантах осуществления напряжение детектируется по частоте дыхания. В некоторых вариантах осуществления напряжение детектируется по уровню SpO. В некоторых вариантах осуществления напряжение детектируется по комбинации одного или нескольких из измерений акселерометра, частоты сердечных сокращений, частоты дыхания, частоты дыхания и/или SpO.
[00186] В некоторых вариантах осуществления устройство получения NO имеет режим тренировки/оценки/плацебо. В этом режиме пользовательский интерфейс, режимы лечения и аварийные сигналы полностью работают, за исключением активности плазмы, которая выключена. Параметры пациента можно записывать в тренировочном режиме для помощи в клинических оценках поведения пациента, физиологических параметров пациента и использования устройства.
2
[00187] В некоторых вариантах осуществления устройство получения NO поддерживает режим отлучения. В некоторых вариантах осуществления режима отлучения уровень NO, доставляемый пациенту, автоматически снижается в течение установленного периода времени. В некоторых вариантах осуществления доставляемая доза урезается вполовину каждые 10 минут, пока доза не станет <1 части на миллион, перед автоматическим прекращением лечения устройством. Режим отлучения может прервать пользователь или врач в любое время прямыми или косвенными (беспроводной, удаленный контроль) средствами в случае, когда пациент плохо реагирует на скорость снижения дозы. Режим отлучения можно также осуществлять в диалоговом режиме с пользователем, при этом устройство служит в качестве таймера и напоминает пользователю/врачу о снижении дозы через заранее определенное установленное время. В некоторых вариантах осуществления отлучение полностью автоматическое, таким образом доза снижается на основе измеренных физиологических параметров, таких как SpO, частота дыхания, частота сердечных сокращений и подобные. В случае, когда физиологические параметры указывают, что установка новой дозы не допускается, система может автоматически возвращаться на предыдущую дозу или дозу перед этой. В другой форме отлучения устройство дозирует поднабор вдохов, а не снижает концентрацию NO на каждый вдох. В некоторых вариантах осуществления отлучение включает как снижение концентрации NO, так и снижение числа вдохов, которые дозируются, в заданное количество времени.
[00188] Контроль получения NO
2
2
2
[00189] Контроль получения и лечения при помощи NO может достигаться различными путями, так что активность плазмы относительно электродов можно регулировать для контроля количества NO, получаемого в продукционном газе. В некоторых вариантах осуществления уровень активности плазмы можно определять по справочной таблице на основе различных переменных, включая, помимо прочего, давление окружающей среды, давление плазменной камеры, концентрацию О, расход О, целевой уровень NO, уровень SpO, уровень расхода воздуха, уровень потока инспирации, давление инспирации, температуру в носу. Пульсирующее возбуждение плазмы можно синхронизировать с вдохами пациента, но не обязательно синхронизировать с вдохами пациента для полезного клинического эффекта. Из-за довольно долгого периода полураспада NO (порядка минут) он может находиться в легком в течение нескольких вдохов. Пациентам может не требоваться вдыхание свежего NO в легкие на каждый вдох, и устройство получения NO может не генерировать NO на каждый вдох. В некоторых вариантах осуществления устройство получения NO может работать периодически с другой частотой или произвольной частотой, независимо от дыхания пациента, и все еще обеспечивать терапевтический эффект. Например, получение NO может быть включено в течение 5 секунд, а затем выключено на 15 секунд с целью обеспечения NO на каждый третий или четвертый вдох или любое число вдохов.
[00190] Устройство получения NO может работать в следующих дополнительных режимах:
2
• синхронизированный режим с пульсирующей доставкой NO синхронно с доставкой О;
2
• независимый (от О) режим с пульсирующей доставкой NO синхронно с дыханием пациента;
• постоянный режим с постоянным расходом и концентрацией NO;
• режим дозирования на минутный объем, где доза, доставляемая на каждый вдох, изменяется, так что число молекул NO в минуту достигает целевого значения;
• режим дозирования на минутный объем, где вдохи пропускаются, если скорость дозирования превышает целевую скорость в течение числа секунд х;
• дозирование на минутный объем с комбинацией изменяющейся дозы на вдох и пропусканием вдохов;
• режим с изменяемой концентрацией, где концентрация в импульсах изменяется. В одном варианте осуществления концентрация изменяется на основе последнего дозирования в течение установленного периода времени. В одном варианте осуществления концентрация изменяется в зависимости от активности пациента. Следует отметить, что концентрация может изменяться в дополнение к другим параметрам импульса, таким как синхронизация импульсов, длительность, расход и пр. В одном варианте осуществления параметры импульсов и концентрация изменяются, так что средняя концентрация может доставляться в течение времени.
[00191] В некоторых вариантах осуществления схема дозирования основана на одном или нескольких из следующих параметров касательно пациента или условий окружающей среды: время суток, обратная связь от пациента, диапазоны частоты дыхания пациента и/или рост/идеальная масса тела пациента. В некоторых вариантах осуществления дозирование прописывается как некоторое число моль NO на массу здорового тела в единицу времени (предписание (Rx)=мкг/кг/ч).
[00192] При условии, что частота дыхания пациента имеет довольно постоянную частоту (например, 10 вдохов в минуту) и постоянный дыхательный объем (например, 500 мл), может быть получена приблизительная целевая доза на вдох в мкг/вдох или моль/вдох (например, 8 мкг/вдох). Число моль NO, доставляемых в импульсе продукционного газа, зависит от концентрации NO (X), объемного расхода  продукционного газа и длительности импульса (Δt). Из этого следует, что  где N = число моль, доставляемых в импульсе, X = концентрация содержащего NO газа,  = объемный расход содержащего NO газа, a Δt = длительность импульса. Отметим, что ≈I используют, поскольку эффекты изменения давления и температуры предполагаются как незначительные.
2
[00193] На основе этого понимания доставки дозы можно составлять схемы с множеством доз. В некоторых вариантах осуществления только концентрация (X) содержащего NO газа изменяется, тогда как концентрация и объемный расход остаются постоянными. Этот подход предлагает преимущество, заключающееся в простоте и уровнях шума (постоянный расход газа), поскольку только активность плазмы необходимо изменять. В некоторых вариантах осуществления только объемный расход  изменяют при импульсе, тогда как концентрация и длительность остаются фиксированными. В некоторых вариантах осуществления только длительность импульса (Δt) изменяется, тогда как объемный расход и концентрация остаются фиксированными. Дополнительные преобразования существуют, если более одной переменной изменяется в один момент. Например, в некоторых вариантах осуществления как концентрация, так и объемный расход могут изменяться для доставки желаемой дозы в установленное количество времени. В некоторых вариантах осуществления концентрация удерживается постоянной, а объемный расход и длительность импульса изменяются для дозирования на вдохе. В некоторых вариантах осуществления объемный расход удерживается постоянным (постоянная скорость насоса), а концентрация и длительность импульса изменяются. В другом варианте осуществления все три переменные изменяются для дозирования вдохов пациента. Одним преимуществом изменения всех трех переменных является то, что контроль оптимальной дозы изменяется от уровня активности пациента и частоты дыхания. Например, когда пациент спит, вдохи длинные и редкие. Система получения и доставки NO может генерировать низкие концентрации NO в течение длинных импульсов для дозирования длинных вдохов. В отличие от этого, когда пациент активен и его вдохи короче, система получения и доставки NO может повышать концентрацию и укорачивать длительность импульса для обеспечения того, что доза доставляется в течение вдоха. Следует отметить, что короткие импульсы могут требовать высоких расходов и высоких концентраций NO, что может быть некомфортным для пациента и вызывать более быстрое образование NO.
2
[00194] Время импульса дозы может быть в любое время в течение или перед событием вдоха. Импульсы, возникающие до вдоха или в момент вдоха, обычно требуют алгоритмов с прогнозированием, которые рассчитывают, когда будет происходить следующий вдох на основе времени начала ряда предыдущих вдохов. Импульсы доз, возникающие после начала вдоха, могут основываться на фактическом детектировании вдоха. Длительность импульса может изменяться от десятков миллисекунд до всей длительности вдоха. В одном варианте осуществления длительность импульса на вдох нацелена на половину длительности вдоха. В одном варианте осуществления длительность вдоха основана на длительности самого последнего ряда вдохов. В одном варианте осуществления длительность импульса вдоха представляет установленный отрезок времени, такой как  секунды. В другом варианте осуществления система получения и доставки NO нацелена на дозирование в течение части вдоха (1/2, например), но имеет верхний предел времени. Дозирование до вдоха или во время вдоха может вводить содержащий NO газ пациенту перед началом потока газа. В этом случае содержащий NO газ может выходить из носа и входить в атмосферный воздух. Аналогично, импульсы с высокими расходами, что часто является случаем с короткими импульсами, может превышать расход вдоха, при этом теряя NO в окружающую среду. В одном варианте осуществления система получения NO инициирует длинный импульс NO после обнаружения вдоха и доставляет импульс приблизительно до конца вдоха с расходом намного ниже расхода вдоха, при этом обеспечивая, что доставленный NO поступает пациенту. Одним преимуществом подхода с длинным импульсом для системы получения и доставки NO является то, что уровни концентрации NO ниже в импульсе для заданного предписания дозы/вдох, при этом снижая образование NO.
[00195] В некоторых вариантах осуществления импульс доставки NO начинается через 50 миллисекунд после детектирования вдоха и длится 200 миллисекунд. В некоторых вариантах осуществления импульс доставки NO длится в течение длительности вдоха.
[00196] Предписание дозы может обеспечиваться устройству получения и доставки NO рядом средств, включая, помимо прочего: пользователь (медработник) вводит информацию о предписании, информация о предписании считывается с ярлыка, информация о предписании направляется в устройство. Предписание может генерироваться на основе различных факторов, включая, помимо прочего: пол пациента, рост пациента, идеальная масса тела пациента, текущая масса тела пациента, оценка дыхательного объема, фактический измеренный дыхательный объем, переносимость пациентом расхода назальной канюли и параметры дозы/доставки, влияющие на форму импульса.
[00197] В некоторых вариантах осуществления количество полученного NO можно регулировать на основе предписания медицинского персонала, включая врача. Это может обеспечить снижение числа ошибок, связанных с человеческим фактором, в дозировке NO и/или улучшении контроля качества. Предписание может обеспечивать способы дозирования/доставки. Существует множество путей, которыми может быть выражено предписание, включая, помимо прочего, на основе времени суток, обратной связи от пациента, диапазонов частоты дыхания и роста/массы пациента. Существует множество путей, которыми предписание может быть представлено в устройство, включая, помимо прочего, ввод пользователем (например, медперсоналом) информации о предписании, информация о предписании считывается с ярлыка, и информация о предписании направляется в устройство.
[00198] Когда частота и/или расходы дыхания находятся вне поддерживаемого диапазона, устройство может выдавать аварийный сигнал. В одном варианте осуществления устройство использует автоматический/асинхронный (с вдохами) режим доставки. Асинхронный режим дыхания может продолжаться в течение указанного количества времени, или пока не будут детектированы вдохи, или пока вдохи не вернутся в поддерживаемый диапазон. В случае, когда частоты и/или расходы дыхания остаются вне диапазона после исходного периода простоя, один вариант осуществления системы увеличивает уровень аварийного сигнала.
2
[00199] В некоторых клинических состояниях, когда очень короткий импульс содержащего NO газа следует доставлять пациенту, и/или расстояние от устройства получения NO до пациента очень длинное, устройство получения NO может размещать дозу импульса содержащего NO газа в трубке доставки между устройством и пациентом перед доставкой. В одном варианте осуществления генератор NO генерирует объем содержащего NO газа и продвигает объем газа в объем пространства между устройством и пациентом, но не весь путь до пациента. Объем пространства может быть резервуаром в системе или самой трубкой канюли, например. В одном варианте осуществления используется канюля длиной 7 футов с внутренним объемом 24 мл. При обнаружении события вдоха генератор NO проталкивает объем содержащего NO газа на оставшееся расстояние в нос пациента. Фактическое время доставки импульса NO может быть связано с другими физиологическими и нефизиологическими событиями, такими как конец выдоха, количество времени от последнего вдоха или средний период вдоха для последних "n" вдохов, например. Очистка содержащего NO газа может происходить в устройстве получения NO и/или где угодно по длине трубки доставки, включая саму трубку и очень близко к пациенту. Для медленных частот дыхания система получения и доставки NO может минимизировать уровни NO в продукционном газе путем получения и размещения импульса NO в трубке доставки как можно позже. Это выполняется путем начала создания импульса доставки NO в такой момент времени, что он будет размещаться в трубке сразу перед вдохом, на основе времени предыдущего события вдоха. В одном варианте осуществления устройство получения NO работает, поэтому завершение размещения импульса NO совпадает с концом выдоха пациента. Доставка размещенного объема пациенту может выполняться путем повышения скорости насоса и/или сброса давления из источника давления. В одном варианте осуществления резервуар газа под давлением сбрасывает давление путем открытия пропорционального клапана для проталкивания объема содержащего NO газа пациенту в корректное время. В одном варианте осуществления высвобождение объема содержащего NO газа прогнозировано доставляется на основе расчета времени предыдущих вдохов. В другом варианте осуществления высвобождение содержащего NO газа происходит в ответ на событие, такое как обнаружение вдоха или конец выдоха.
2
[00200] В некоторых вариантах осуществления устройство получения NO делает непрерывную серию импульсов содержащего NO газа и не содержащего NO газа. Время перехода между устройством и пациентом обычно известно, так что содержащие NO импульсы достигают носа пациента синхронно с событиями вдоха. Не содержащие NO импульсы выдуваются из трубки между вдохами, так что содержащие NO газы непрерывно перемещаются, снижая время простоя, что может повышать образование NO. Серию импульсов можно регулировать путем изменения расхода серии импульсов, ширины каждого импульса и концентрации NO в каждом импульсе для реакции на изменения частоты дыхания пациента и уровня активности. В некоторых вариантах осуществления расход насоса обычно постоянный в присутствии постоянной инспираторной активности, и только параметры плазмы изменяют для регулирования концентрации NO. В некоторых вариантах осуществления расход насоса изменяется в течение всего дыхательного цикла.
2
2
[00201] Различные входные данные лечения можно использовать для регулирования работы устройства. В некоторых вариантах осуществления уровень получения NO устанавливается пользователем в пределах, установленных врачом. В некоторых вариантах осуществления пользователь не контролирует уровень дозы. В некоторых вариантах осуществления система может автоматически повышать получение NO на основе указаний повышенной активности пациента от измерений датчиков. Примеры могут включать акселерометр в генераторе NO, который может измерять повышенную активность пользователя, измеренный уровень SpO у пациента, прием инициирующего сигнала дыхания от устройства доставки О и датчик дыхания, который может детектировать повышенную частоту дыхания, показательную для повышенной активности.
[00202] Различные способы можно использовать по отдельности или совместно для детектирования дыхания, такие как датчик деформаций на коже пациента, микрофон, датчик давления в линии доставки NO, датчик давления в специальном канале от устройства к носу, датчик температуры под носом, датчик давления под носом, датчик расхода под носом пациента, оптический датчик в потоке воздуха из носа, акселерометр на груди пациента, датчик смещения на пациенте, датчик деформаций на груди пациента или другие средства. В одном варианте осуществления микрофон помещают на шею пациента. В некоторых вариантах осуществления датчик деформаций 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 Wi-Fi, Bluetooth, инфракрасной связи, RF или некоторыми другими средствами с контроллером. В некоторых вариантах осуществления давление измеряют в канале, который доставляет NO пациенту. В некоторых вариантах осуществления алгоритм игнорирует сигнал давления во время импульса доставки NO, затем контролирует событие вдоха, когда пациент выдыхает. Фиг. 47 изображает обнаружение события вдоха в зависимости от увеличения перепада давления в канюле, измеренного в канале подачи NO. Повышение давления происходит, когда происходит вдох (верхний левый график). Снизу справа показана сигнал перепада давления канюли при доставке NO с большим отклонением в одном направлении, а затем противоположном направлении. В некоторых вариантах осуществления обнаружение вдоха происходит снова после доставки NO. В некоторых вариантах осуществления обнаружение вдоха происходит снова после доставки NO плюс переменная задержка для предотвращения ложного распознавания сигнала. В некоторых вариантах осуществления переменная задержка является долей периода вдоха, измеренного последовательно или перед вдохами. В некоторых вариантах осуществления длительность задержки составляет 25% периода вдоха. В некоторых вариантах осуществления обнаружение вдоха не начинается снова, пока перепад давления канюли не вернется на уровень, который равен такому для предыдущих событий вдоха в течение установленного периода времени, причем уровень давления основан на таковом последних вдохов. В некоторых вариантах осуществления устройство получения NO работает в режиме непрерывной доставки, так что перепад давления канюли больше относительно инспираторной активности пациента. В некоторых вариантах осуществления доставка NO непрерывная, поэтому система не игнорирует искажения, вызванные доставкой дозы. Отклонения давления в этой линии являются показательными для вдыхания. В одном случае перекачивание в линии может быть с постоянной скоростью, однако, изменения давления из-за вдыхания можно также детектировать при переменных скоростях насоса. В некоторых вариантах осуществления активность насоса рассчитана по времени, чтобы происходить в другое время относительно обнаружения вдоха, чтобы предотвратить то, что активность насоса мешает обнаружению. В некоторых вариантах осуществления накопитель можно использовать для амортизации волн давления от насоса и улучшать отношение сигнала к шуму измерения давления в линии NO.
[00203] Сигнал обнаружения вдоха может изменяться в зависимости от анатомии пациента, состояния заболевания пациента, активности пациента (сон относительно активного) или других связанных с пациентом факторов. Таким образом, система получения NO может требовать настройки алгоритма обнаружения вдохов для каждого отдельного пациента. В некоторых вариантах осуществления пороговое значение перепада давления регулируется для каждого пациента как часть настройки устройства. Пороговое значение перепада давления может быть динамически регулируемым устройством на основе активности пациента, времени суток (бодрый относительно сна), установки в зарядном устройстве (указывая на более сидячую активность) или другие факторы, которые могут влиять на событие вдоха.
2
2
[00204] Частота дыхания пациента может изменяться при усилии. Более быстрые частоты дыхания будут приводить к избыточной доставке NO, если система получения NO доставляет одинаковое количество NO с каждым вдохом. Следует отметить, что глубина вдоха (т.е. дыхательный объем) также может изменяться и обычно зависит от частоты дыхания. Для того, чтобы лечение при помощи NO было эффективным, концентрация NO в легких пациента (бронхиолах, и/или альвеолах, и/или других частях легкого) должна быть на терапевтических уровнях периодически, если не постоянно, из-за того факта, что NO имеет физиологические эффекты, которые сохраняются в ткани в течение некоторого времени и снижаются согласно физиологическому периоду полураспада NO. В одном варианте осуществления система получения NO дозирует поднабор вдохов, используя комбинацию одного или нескольких из частоты дыхания, дыхательного объема, физиологического периода полураспада NO, концентрации вдыхаемого О, целевой дозы, последней информации о дозировании и/или скорости окисления NO для определения, на какие вдохи дозировать. В другом варианте осуществления NO доставляется с каждым вдохом, но параметры импульса изменяются на основе одного или нескольких из частоты дыхания, оцененной доли захвата, физиологического периода полураспада NO, скорости окисления NO и/или уровней вдыхаемого О для достижения целевой концентрации NO в легком. В одном варианте осуществления количество NO, доставляемое на вдох, регулируется на основе частоты дыхания, так что общая предписанная норма доставки достигается путем доставки дискретных частей в каждый вдох или поднабор вдохов без вычисления или компенсации изменений дыхательного объема. В одном варианте осуществления система получения NO доставляет соответствующий импульс на каждый доставляемый импульс и имеет максимальное число вдохов, которые она будет дозировать в единицу времени. В другом варианте осуществления, включающем сопоставимые дозы 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. В другом варианте осуществления объем импульса сопоставимый, но концентрация NO изменяется для достижения желаемой дозы. В другом варианте осуществления длительность импульса сопоставимая, но один или несколько из расхода и концентрации импульса изменяются для достижения желаемой дозы. В другом варианте осуществления расход импульса сопоставимый, но одно или несколько из длительности и концентрации импульса изменяются для достижения требуемой дозы. В другом варианте осуществления целевое количество доставки на вдох фиксированное на основе предполагаемых параметров дыхания, и периодические «подпиточные» импульсы используют, содержание NO в которых изменяется для компенсации фактического измеренного характера дыхания.
[00205] Элементы можно также добавлять в устройство доставки для обнаружения дыхания. В некоторых вариантах осуществления провод проходит вверх по одной трубке и вниз по другой трубке назальной канюли. Между ноздрями есть небольшой термистор. Один путь получения такого термистора состоит в использовании кусочка майлара с распыленным алюминием на нем. Дыхание детектируется путем рассмотрения изменений сопротивления термистора, указывающих 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 зубец 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 зубца с контроллером. В некоторых вариантах осуществления термопара под носом может обеспечиваться. В некоторых вариантах осуществления устройство доставки NO может содержать канал NO канюли, который 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 устройство доставки NO обеспечивается, где давление линии NO измеряется в контроллере около точки соединения канюли, так что дыхание пациента можно измерять при помощи давления.
2
2
2
2
[00206] Есть различные техники, которые можно использовать для обнаружения дыхания. В некоторых вариантах осуществления устройство 670 доставки NO, как показано на фиг. 48, может содержать канюлю с каналом для NO, который раздваивается, когда он достигает контроллера. Один канал соединяется с очистителем 672, а другой канал соединяется с глухим отверстием с датчиком давления для детектирования дыхания. В некоторых вариантах осуществления устройство доставки NO может измерять давление линии NO в контроллере около точки соединения канюли, так что дыхание пациента можно измерять при помощи давления. Обнаружение дыхания можно также выполнять вместе с использованием концентратора О. Устройство доставки NO с Т-образным соединением, которое принимает О из источника О, направляет О пациенту (через канюлю) и имеет датчик давления в контроллере на дне глухого отверстия, как показано на фиг. 48.
2
2
2
2
2
[00207] В некоторых вариантах осуществления устройство 680 доставки NO может содержать соединение 682 на вводе О и отдельное соединение 684 на выходе О, как показано на фиг. 49. Между двумя соединениями система измеряет давление и/или расход для детектирования активности концентратора кислорода. В этом варианте осуществления NO и О имеют отдельные соединения на выходе. Может быть одна точка выхода с объединенными NO и О. В некоторых вариантах осуществления обеспечено устройство 690 доставки NO, которое работает вместе с концентратором О, который содержит механизм, такой как считыватель RFID, для связи с устройством доставки NO, как показано на фиг. 50.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
[00208] Уровень NO можно также регулировать на основе активности источника О. Источник О может изменяться, например, система на основе бака или концентратор О. Например, устройство получения NO может контролировать поток О в канале доставки О и повышать уровни NO в линейной пропорции (или некоторым другим алгоритмом) в потоке О. В некоторых вариантах осуществления О из концентратора О может протекать через одноразовый компонент устройства получения NO, где он измеряется датчиком расхода. В некоторых вариантах осуществления О протекает через часть многократного использования генератора NO, и датчик расхода О состоит или из датчика перепада давления с ограничением потока, термоанемометра или другого датчика с намеченным использованием измерения расхода. В варианте осуществления система может иметь прямое электрическое или беспроводное соединение с генератором О и принимать входные данные об уровнях получения О. В некоторых вариантах осуществления система получения NO может измерять деформацию в линии О канюли для понимания уровня доставки О и режима (пульсирующий относительно постоянного). В некоторых вариантах осуществления радиальное смещение линии О может измеряться ультразвуковым датчиком для детектирования уровней расхода и схем доставки О. Например, трубка для кислорода назальной канюли может проталкиваться в паз на боку корпуса. В некоторых вариантах осуществления линия от концентратора О вставляется в паз на боку корпуса. Датчик давления, деформации, ультразвуковой, силы, смещения, микрофон или оптический датчик можно использовать для детектирования искажений стенки трубки для О. Величина искажений может повышаться путем помещения небольшого ограничения потока (выпуклости, например) на пути потока кислорода для создания некоторого противодавления за ограничением. Датчик деформации/смещения/давления стенки будет детектировать активность потока из источника О и позволять генератору NO синхронизировать доставку NO с источником кислорода. Одним преимуществом этого подхода является то, что линия О проходит непрерывно из источника О или в канюлю, или назальные зубцы без соединителя. Другим преимуществом является то, что корпус устройства получения NO не требует никаких отверстий, которые могут позволять жидкости или другому загрязнению входить в герметичный корпус. Паз может быть горизонтальным или вертикальным и может быть механическим держателем для трубки для кислорода. Приводимое в действие магнитом соединение к источнику питания может также расширяться для добавления большего и более мощного магнита, чтобы удерживать основание на генераторе.
2
2
2
2
2
2
[00209] Фиг. 51 представляет вариант осуществления сечения кожуха 700 контроллера. Кожух 700 может содержать трубку 702 доставки О, такую как назальная канюля (представленная в сечении). Кожух 700 может также содержать различные датчики 704, включая, помимо прочего, датчик давления, акустический датчик, датчик смещения, датчик деформаций, оптический датчик и/или ультразвуковой датчик, которые могут детектировать изменения давления/расхода в линии для О. В одном варианте осуществления ряд параллельных линий, соосных с линией для О, расположены на расстоянии по окружности линии для О, и оптический датчик измеряет расстояние между линиями для обнаружения импульсов О. Связь с устройством-источником О может быть посредством прямого электрического соединения, сотовыми, радиочастотными, оптическими, акустическими, ультразвуковыми или некоторыми другими беспроводными средствами.
[00210] Может быть проблемой для системы получения и доставки NO детектировать дыхание, получать NO и доставлять NO в режиме реального времени. Это происходит из-за того, что необходимо время для детектирования вдоха, время, необходимое для инициации потока NO, и время перехода от генератора к пациенту. Фиг. 52 изображает вариант осуществления портативного генератора NO, который сохраняет объем NO в назальной канюле 710 перед вдохом. В этом варианте осуществления устройство готовит NO при выдохе 712 пациента. Когда детектируется вдох, устройство проталкивает импульс пациенту, очищая назальную канюлю 714. Затем устройство повторяет процесс путем помещения другого объема NO в назальную канюлю.
[00211] Воздействие окружающей среды может также влиять на получение NO. Например, устройство получения NO может работать на большой высоте или небольшой высоте из-за его способности менять получение NO на основе измерения давления окружающей среды и/или давления плазменной камеры.
2
[00212] В некоторых вариантах осуществления устройство получения NO содержит очиститель фильтра на входе, воздушный насос и набор электродов. В некоторых вариантах осуществления набор электродов может быть рассчитан на весь срок службы устройства, который может изменяться, но в варианте осуществления может составлять до 5 лет. Это может снижать сложность устройства и может экономить время пользователя на замену электродов. В некоторых вариантах осуществления электроды могут быть частью картриджа или отдельным набором, требующим периодической замены. В некоторых вариантах осуществления автомобильные наборы электродов можно использовать. Фиг. 53 показывает вариант осуществления пригодного для ношения генератора 720 NO с автомобильным набором 722 электродов, который может также содержать очиститель выхлопного фильтра, датчик давления, аккумулятор, кожух, док-станцию и датчик кислорода, который можно использовать для измерения уровней О в воздухе, в котором возбуждается плазма.
2
2
[00213] Возможно, что устройство содержит элементы для предотвращения перегрева. 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. В некоторых вариантах осуществления воздух, используемый для получения NO, может протекать через теплообменники для охлаждения электроники. В некоторых вариантах осуществления кожух устройства получения NO изготовлен из теплопроводного материала, такого как алюминий. Тепловыделяющие компоненты могут быть рассредоточены в кожухе и установлены в кожухе, так что тепло проводится к поверхности кожуха равномерно, при этом позволяя теплу покидать систему без повышения температуры поверхности кожуха контроллера свыше безопасных уровней. В некоторых вариантах осуществления зарядный ток устройства регулируется, так что дополнительное тепло, вызванное зарядкой аккумулятора, не перегревает устройство. В некоторых вариантах осуществления зарядный ток аккумулятора регулируется внутренней температурой кожуха, так что более быстрые зарядные токи используют, когда термически допустимо.
2
[00214] Многие внутренние компоненты устройства получения NO могут быть встроены в кожух устройства. Например, коллектор, который направляет газ-реагент, продукционный газ и О через устройство, может быть встроен в кожух, при этом снижая объем устройства, массу устройства и время сборки. В одном варианте осуществления открытый двигатель 730 установлен прямо на кожухе 734 устройства получения NO для снижения массы из-за отдельного кожуха двигателя (фиг. 54). В одном варианте осуществления кожух 734 устройства получения и доставки NO также служит в качестве кожуха для насосного компонента 732, дополнительно снижая массу и объем.
[00215] Контур управления
2
[00216] В некоторых вариантах осуществления электроника устройства получения и доставки NO имеет три первичные группировки, как показано на фиг. 55: 1) получение и доставка NO (GDN) 740, 2) пользовательский контроль и мониторинг (UCM) 742 и 3) контроль питания и схема обеспечения безопасности (PCW) 744. Контуры получения и доставки NO принимают входные установки лечения из UCM и данные датчиков, которые соответствуют лечению (расходу О, например). Контур GDN контролирует объемный расход газов-реагентов посредством скорости насоса, и/или пропорционального клапана, и/или двойных клапанных распределений. GDN также контролирует активность плазмы, включая одно или несколько из длительности, энергии, цикла нагрузки и частоты плазмы. Для заданной предписанной дозы GDN контролирует одно или несколько из объемного расхода, длительности импульса и концентрации NO на основе предписанной дозы и параметров дыхания пациента (время вдоха, длительность вдоха, частота дыхания, детектируемость вдоха и пр.).
[00217] В некоторых вариантах осуществления контур 742 пользовательского контроля и мониторинга (UCM), как показано на фиг. 55, принимает входные данные от пользовательского интерфейса и контролирует различные индикаторы на дисплее, как показано на фиг. 56. UCM 742 также контролирует аварийную сигнализацию устройства и может генерировать аварийные сигналы и голосовые инструкции при необходимости. Взаимодействие с внешними устройствами, такими как вспомогательные устройства, облако, сеть GSM и пр., управляются при помощи UCM 742. Контур 744 контроля питания и схемы обеспечения безопасности (PCW) контролирует зарядку аккумулятора и разрядку аккумулятора для подачи постоянного напряжения на другие контуры. PCW 744 также содержит контур схемы обеспечения безопасности, который контролирует программное обеспечение UCM, PCW и GDN для обеспечения надлежащей работы и имеет способность инициировать перезагрузку любой подсистемы, когда система работает. В одном варианте осуществления PCW содержит большой конденсатор, который может приводить в действие пьезоэлектрический зуммер в случае отказа всей системы. В одном варианте осуществления контуры UCM, GDN и PCW встроены в одну печатную плату, но другие группировки могут рассматриваться на основе их соединения вокруг других менее гибких компонентов в кожухе. Соединения с платами обычно спаяны, а не используют соединители, для минимизации размера и массы.
2
2
2
[00218] Фиг. 57 изображает электрическую и пневматическую схему 760 системы получения и доставки NO. Электрические соединения показаны как пунктирные линии. Пневматические соединения показаны как сплошные линии. Компоненты в удаляемом фильтре/картридже очистителя расположены в зеленых прямоугольниках. Плазменная камера показана как оранжевый прямоугольник. Контур 762 получения и доставки NO (GDN) используют для регулирования лечения на основе одного или нескольких измеренных параметров, включая: расход О, давление О, абсолютное давление окружающей среды, давление плазменной камеры, тип канюли, обнаружение дыхания от различных датчиков давления (сверху справа) и/или датчик расхода газа-реагента. Контур 764 пользовательского контроля и мониторинга (UCM) принимает входные данные от пользователя из пользовательского интерфейса 768, GDN 762 и контакта 766 с канюлей. UCM связывается с модулем связи, который управляет соединениями GSM, RFID, Bluetooth и/или WiFI. Поступающий газ проходит через удаляемый фильтр 770 перед прохождением через фильтр 772 и насос 774. Давление резервуара 776 контролируется до целевого давления на основе измерения давления резервуара. Воздух выходит из резервуара через пропорциональный клапан 778. Уровень открытия пропорционального клапана регулируется на целевом уровне на основе обратной связи от датчика расхода плазменной камеры. Продукционные газы проходят через второй фильтр перед проходом через одноразовый фильтр/очиститель/фильтр 780 и запорный клапан 782. Датчик 784 перепада давления в пневматическом пути используют для обнаружения дыхания пациента. Кислород протекает через отдельный пневматический путь, защищенный фильтрами 786, 788 на каждом конце. В пути кислорода поток и давление детектируются и используются как входные данные для синхронизации импульсов NO в некоторых вариантах осуществления. О и NO выходят из системы справа диаграммы и поступают в канюлю или другой тип трубки для доставки газов пациенту.
[00219] Фиг. 58 изображает вариант осуществления устройства получения и доставки NO с коллектором клапанов картриджа. Атмосферный воздух втягивается через фильтр 790 и насос 792, показанный сверху слева на фигуре. Насос 792 накапливает давление в пневматическом пути и может модулироваться на основе измерения датчика давления ниже по потоку относительно насоса. Ряд из одного или нескольких двойных клапанов 794 высвобождают поток из насоса с различными количествами в зависимости от того, как много клапанов открыто. Положение клапана регулируется контуром 796 получения и доставки NO (GDN) на основе одного или нескольких из различных возможных алгоритмов лечения. За клапанами воздух проходит через плазменную камеру 798, фильтр и фильтр/картридж очистителя 800 перед выходом из кожуха устройства через фильтр и в канюлю.
2
2
2
2
2
[00220] Возможно, что пользователь соединяется со стационарным концентратором О, когда находится дома, и использует линию, такую как 50 футовая (15 м) линия, для приема О. Время перехода NO в 50 футовой линии может быть достаточно долгим, так что образуются 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 ближе к пациенту. Специальное соединение может содержать специальную резьбу, RFID, штрих-код или другие элементы.
[00221] Настройки лечения, пределы аварийных сигналов и пределы лечения все могут быть переменными и могут устанавливаться, например, врачом. Настройки можно делать различными путями, включая, помимо прочего, посредством использования удаленного устройства (например, мобильного телефона), встроенного пользовательского интерфейса или путем поворота винта/рукоятки или другого механизма, соединенного с потенциометром.
[00222] Рециркуляция NO
[00223] 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 NO газ впрыскивают в поток контура инспирации (фиг. 59).
[00224] В некоторых вариантах осуществления может обеспечиваться рециркуляция газа между источником 810 NO и точкой впрыска 812 (фиг. 59). Это можно использовать со всеми типами систем получения NO, описанными в настоящем документе, включая амбулаторные системы и острые применения, например, с удаленным инжектором NO.
2
2
2
2
[00225] При стандартных 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
[00226] 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 их 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
[00227] В зависимости от конкретной конструкции пневматического контура и конкретных 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
[00228] 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
[00229] Фиг. 60 показывает вариант осуществления контура 820 рециркуляции, который непрерывно удаляет NO при помощи скруббера 822 из хранилища содержащего NO газа. Клапан открывается для впрыска содержащего NO газа, направленного генератором NO. В некоторых вариантах осуществления клапан открывается на вдох пациента.
2
2
[00230] Фиг. 61 показывает вариант осуществления системы, где рециркулированный газ протекает назад через генератор 830 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.
2
2
[00231] 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. В некоторых вариантах осуществления часть газов в контуре рециркуляции вытекает из контура и через датчики анализа газа в системе для контроля одного или нескольких из уровней NO, NO и О в продукционном газе. В некоторых вариантах осуществления образцы газа вытягиваются из ветви траектории возвращения контура рециркуляции. В некоторых вариантах осуществления образцы продукционных газов отбираются после скруббера.
[00232] Возможность ношения
2
2
[00233] Фиг. 62 изображает различные пути, как может носиться система. Наружная поверхность может иметь различные формы. В некоторых вариантах осуществления наружная форма может иметь вогнутую кривизну для комфорта при ношении на поясе 840 или наплечном ремне 850. Кожух может содержать точки установки для соединения с наплечным ремнем. В варианте осуществления устройство 860 может быть установлено на генераторе 862 О или баках 864 для О, чему способствует вогнутая форма устройства. В некоторых вариантах осуществления устройство установлено в рюкзаке 870 вместе с концентратором кислорода (фиг. 63). Газ из концентратора кислорода протекает в устройство получения NO, а затем пациенту. В одном варианте осуществления соединение канюли включает один соединитель с двумя каналами. В другом варианте осуществления соединение канюли включает два отдельных соединителя с одним каналом.
2
2
[00234] Фиг. 46 также показывает датчик 661, носимый на теле. Системы получения NO могут содержать один или несколько датчиков для контроля состояния и показателей жизнедеятельности пациента. Примеры носимых на теле датчиков включают датчики, которые измеряют движение (например, линейное или угловое смещение, скорость, ускорение, толчок), ЭКГ, температуру тела, частоту сердечных сокращений, звук сердца, частоту дыхания, SpO, кровяное давление, СО и другие физиологические параметры. Носимый на теле датчик связывается с устройством получения NO или удаленным устройством беспроводными и/или проводными средствами и может служить в качестве входных данных для контроля лечения, системы сигнализации или журнала данных.
[00235] Предохранительные устройства
2
2
2
2
[00236] Различные предохранительные устройства могут быть включены в устройство получения NO. В варианте осуществления предохранительные устройства можно использовать, когда устройство простаивает некоторое время, поскольку NO в трубке доставки может превратиться в NO. Перед возобновлением использования трубку можно освободить от NO без накачивания NO пациенту. Например, насос доставки NO может работать обратным ходом для вытягивания NO от пациента и в очиститель. Насос может работать в течение некоторого количества времени или в течение некоторого числа оборотов насоса, что может быть связано с объемом линии доставки NO. В одном варианте осуществления длительность активности продувки насоса определяется длиной канюли, которая вводится в контроллер или считывается им. После удаления NO из трубки насос может возвращаться на прямой поток и можно начинать возбуждение плазмы. В варианте осуществления система может предотвращать размещение NO в линии доставки NO, когда лечение не проводится. Насос может работать в течение периода времени после остановки возбуждения плазмы, при этом продувая линию доставки NO воздухом и выталкивая весь NO пациенту. В другом подходе линии можно продувать или выдувать весь газ перед началом лечения.
2
2
[00237] В одном варианте осуществления продукционный газ анализируется при помощи одного или нескольких датчиков газа перед выходом из устройства получения NO и входом в канюлю. Эти выходящие газы можно анализировать на содержание NO, NO и О, например. В другом варианте осуществления специальный канал в канюле используется для вытягивания образца продукционных газов из канала доставки в датчики анализа газа для анализа.
[00238] Устройству получения NO важно знать, что поток газа-реагента проходит через резервуар с плазмой. В одном варианте осуществления устройство получения NO использует одно или несколько из следующих средств для обеспечения потока газа-реагента: измерение тока двигателя насоса, энкодер, связанный с насосом и/или работой насоса, датчик давления, который детектирует поток газа-реагента в пути потока газа-реагента, один или несколько датчиков давления в плазменной камере или в жидкостной связи с потоком газа-реагента, термистор в потоке газа-реагента и/или термоанемометр в потоке газа-реагента.
2
2
[00239] Одной проблемой, которая может возникать с доставкой NO на основе канюли, является перекручивание линии доставки, вероятно замедляя или прекращая доставку NO пациенту. В некоторых вариантах осуществления система может использовать один или несколько из следующих индикаторов для детектирования перекрученной линии: давление линии NO, давление линии О, ток насоса для NO, расход линии NO, расход линии О, точность сигнала дыхания и активность плазмы (подавляемое высоким давлением).
[00240] Другой проблемой, которая может возникать с нестационарным устройством получения NO, который доставляет через канюлю, является дыхание через рот. Разговор и храпение могут также представлять респираторные события, подобные дыханию через рот. 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 получения и доставки NO 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 если система не может детектировать дыхание в носу, тогда пациент, вероятно, дышит через рот.
2
[00241] Другие предохранительные устройства также 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 они отключают устройство от зарядного устройства 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
2
2
2
[00242] В одном варианте осуществления система получения и доставки NO может обеспечивать обратную связь с пользователем и/или системой доставки О в отношении лечения при помощи доставки О. Например, в одном варианте осуществления расход О через систему доставки NO измеряется. В случае, когда импульсы О не согласуются с дыханием пациента или совсем не происходят, система получения NO может генерировать аварийный сигнал пользователю. В одном варианте осуществления система получения и доставки NO обеспечивает сигнал обнаружения дыхания для системы доставки О.
2
[00243] В одном варианте осуществления система получения NO может подавать аварийный сигнал пользователю, если есть доказательство того, что текущий уровень дозирования NO неправильный. Например, низкие уровни SpO или высокая частота сердечных сокращений может указывать на то, что пациент не получает достаточно NO. В этом случае устройство может предупреждать пользователя. В одном варианте осуществления уровень дозы NO изменяется автоматически, в приемлемых пределах, чтобы увидеть, может ли регулирование дозы NO улучшать физиологический параметр.
[00244] В некоторых вариантах осуществления устройство получения и доставки NO изменяет уровень дозы с течением времени на основе физиологической реакции пациента на NO. В некоторых вариантах осуществления высокая доза NO доставляется пациенту в начальный период времени для расширения сосудов легкого пациента, а затем более низкая доза NO для поддержания расширения сосудов легких.
[00245] В некоторых вариантах осуществления портативное устройство 880 получения NO можно контролировать, так что его можно использовать только вместе с другой терапией, включая, помимо прочего, устройство 882 для механической поддержки левого желудочка (LVAD), как показано на фиг. 64. Этот признак можно использовать для обеспечения надлежащего использования с регуляторной точки зрения и может также способствовать обеспечению согласия при клиническом исследовании для обеспечения того, что множественные терапии используются вместе. Устройство получения NO может быть сконструировано для определения, что совместимая терапия присутствует, различными путями. В некоторых вариантах осуществления беспроводная связь между устройством получения NO и дополнительным устройством может достигаться при помощи Bluetooth, Wi-Fi, инфракрасной или другой техники связи. Это также может позволять активную связь между устройствами для распределения информации о лечении и обеспечении того, что оба устройства активны. В некоторых вариантах осуществления устройство получения NO может содержать функцию для сканирования ярлыка на дополнительном устройстве перед работой. В некоторых вариантах осуществления чип RFID может быть помещен на дополнительное устройство, так что устройство получения NO может распознавать чип RFID. В некоторых вариантах осуществления чип RFID может быть помещен в дополнительное устройство, так что устройство получения NO может распознавать чип RFID.
[00246] Фиг. 65 показывает типичный вариант осуществления технологического процесса для обеспечения того, что портативное устройство получения NO используется надлежащим образом вместе с другой терапией. В некоторых вариантах осуществления регистрация может поддерживаться, которая содержит информацию, содержащую, помимо прочего, устройства, данные связи с устройством, число пациентов, которых лечат, и текущее состояние. При использовании для обеспечения надлежащего использования портативного устройства получения NO, которое можно использовать только вместе с другой терапией, врач, который несет основную ответственность за прописывание пациенту терапии при помощи NO, может связываться с центральным хранилищем информации для обработки запроса, чтобы проверить и/или зарегистрировать связанные устройства (стадия 890). Это может обеспечивать, что выполняются одно или несколько условий:
• пациент является авторизованным пользователем терапии, и врач хочет начать терапию при помощи NO. Например, в случае использования портативного устройства получения NO с LVAD, это может основываться на гемодинамических данных, подтверждающих стойкое повышение сопротивления легочных сосудов (PVR), несмотря на помещение LVAD (LVAD-ePVR);
• множество (например, два) портативных устройств получения NO (например, основное и резервное устройство) с уникальными идентификаторами устройства (UDI) доступны в медицинском учреждении;
• UDI LVAD пациента доступен;
• при необходимости, регуляторный предел пациентов (например, 8000 пациентов), которых лечат при помощи портативного устройства получения NO в конкретном году, не был достигнут.
[00247] Если удовлетворяются все требуемые условия, врач может регистрировать портативные устройства получения NO и UDI LVAD, а также один или несколько идентификаторов пациента, со средствами защиты конфиденциальности согласно HIPAA. Врач может генерировать электронный рецепт для пациента, который направляется в аптеку. Ярлык рецепта для портативного устройства получения NO может создаваться при некоторых условиях, включая, помимо прочего, то, что действительный рецепт генерируется врачом, и данные связи устройства были доступны (стадия 892).
[00248] Врач или другой медицинский работник, например, специалист по техобслуживанию аппаратов искусственной вентиляции легких, может научить пациента обращению с портативным устройством получения NO и может активировать устройства в первый раз (стадия 894). В некоторых вариантах осуществления портативные устройства получения NO запрашивают действительный ярлык рецепта и считывают ярлык рецепта, ищут действительную дату истечения срока действия и клинические показания, которые должны быть LVAD, связанным с повышенным PVR. Портативное устройство получения NO считывает данные сопоставления устройств (UDI для устройства). Если необходимая информация действительна, устройство признается годным и терапия может начинаться. Если любой элемент требуемой информации не соответствует, устройство подает аварийный сигнал, и терапия не может начинаться. Если при терапии любые элементы требуемой предписанной информации становятся недействительными (например, проходит дата истечения срока годности рецепта), устройство будет подавать аварийный сигнал, и терапия будет приостанавливаться. Как только терапия прекращается по любой причине, врач может прекратить терапию и освободить портативные устройства получения NO для использования с новым пациентом (стадия 896).
[00249] При использовании начало лечения при помощи автономного, нестационарного генератора NO может включать стадии обеспечения того, что аккумулятор контроллера полностью заряжен, и удаления свежего картриджа из герметичной упаковки. Картридж устанавливается в контроллер путем ориентации его при помощи соединения назальной канюли вверх и плоской стороной к дисплею пользователя. Картридж вжимается в контроллер, пока пользователь не почувствует тактильный и/или слышный "щелчок". Назальная канюля соединяется с соединителем сверху картриджа, и контроллер включается. Будет понятно, что канюля и картридж также могут быть цельными. Контроллер может проходить через процесс загрузки и проверки картриджа. Если картридж используется или просрочен, пользовательский дисплей контроллера может выдавать аварийный сигнал. При успешном завершении загрузки и проверки картриджа, все индикаторы на пользовательском интерфейсе могут быть зелеными, и устройство может автоматически начинать доставку NO.
2
[00250] При использовании начало лечения при помощи системы получения NO и концентратора кислорода может включать стадии обеспечения того, что аккумулятор контроллера полностью заряжен, и удаления свежего картриджа из герметичной упаковки. Картридж устанавливается в контроллер путем ориентации его при помощи соединения назальной канюли вверх и плоской стороной к дисплею пользователя. Картридж вжимается в контроллер, пока пользователь не почувствует тактильный и/или слышный "щелчок". Способ носки устройства получения NO выбирают и устанавливают. Например, контроллер может быть прикреплен к баллону с кислородом или генератору кислорода, и устройство получения NO может носиться на поясе или на наплечном ремне. Сторона кислорода канюли с двумя каналами соединена с источником кислорода, и трубка для кислорода вдавливается в канавку трубки для кислорода в кожухе устройства получения NO до полной вставки. Сторона NO канюли с двумя каналами соединена с выходом генератора NO. Зубцы канюли размещаются в носу пациента, и левая и правая трубки проходят вокруг соответствующего уха. Любая избыточная длина трубки канюли наматывается и закрепляется на генераторе NO при помощи прикрепленного ремешка. Концентратор О включается, и его настройки регулируются на желаемых выходах. Устройство получения NO включается, и настройки доставки NO выбираются (например, синхронная, асинхронная или постоянная доставка NO). Желаемый выход NO в частях на миллион и расход также выбирают.
[00251] В некоторых вариантах осуществления плоский призматический литий-ионный аккумуляторный блок используют для обеспечения компактной упаковки устройства.
[00252] В некоторых вариантах осуществления нестационарное устройство получения NO разработано для автоматического повышения выхода NO при обнаружении активности в заранее запрограммированных пределах. Кнопки +/- можно использовать для регулирования дозы NO в заранее запрограммированных пределах. Кнопку "повышение" можно использовать для короткого болюса NO. Одноразовые картриджи идентифицируются специальным запоминающим устройством. В одном варианте осуществления один или несколько из следующих параметров вводят в запоминающее устройство одноразового компонента: длина канюли, внутренний диаметр канюли, объем канюли, рост пациента, идеальная масса тела и/или текущая масса. Система не будет работать без картриджей из OEM.
[00253] 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 во множестве других систем или применений. Различные альтернативы, модификации, изменения или усовершенствования в них могут быть затем сделаны специалистами в данной области.