給予患者藥用氣體的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】一種將藥用氣體釋放至患者的方法和系統(tǒng)。該方法和系統(tǒng)不依賴患者的呼吸模式提供給患者已知所需量的藥用氣體。優(yōu)選的藥用氣體為CO和NO，兩者都按載氣中的濃度提供。氣體控制系統(tǒng)決定藥用氣體釋放給患者，從而得到被釋放藥用氣體的已知所需量(如分子、毫克或其他定量單位)。一旦完成多次呼吸期間已知所需量藥用氣體的釋放，系統(tǒng)可終止藥用氣體的任何進一步釋放，或者可激活報警器以警告使用者已釋放已知量。該系統(tǒng)也具有報警功能以警告使用者系統(tǒng)可能有故障。
【專利說明】給予患者藥用氣體的系統(tǒng)和方法
[0001]本申請是申請?zhí)枮?00680043340.6(國際申請?zhí)枮镻CT/US2006/035450)、申請日為2006年9月13日、發(fā)明名稱為“給予患者藥用氣體的系統(tǒng)和方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002]背景
[0003]本發(fā)明涉及一種給予患者藥用氣體的方法和系統(tǒng)，更詳細地講，涉及一種將預(yù)定量一氧化碳CO或一氧化氮NO導(dǎo)入患者的方法和系統(tǒng)。
[0004]發(fā)明背景
[0005]給予患者藥物的常規(guī)或傳統(tǒng)方法是:以患者每單位體重所用藥物量(通常為重量)計(如mg/Kg)處方劑量，并且在一段時間內(nèi)釋放特定的劑量，或者在特定的時間間隔內(nèi)重復(fù)。這使得使用者控制藥物用量并確保被釋放的藥物量與患者體重成比例。減少由于患者體重不同患者對藥物響應(yīng)的患者間差異，即7Kg嬰兒不會接受與SOKg成人相同的藥物用量。
[0006]近來，已有許多氣體被證實在人體和動物中具有藥理活性。實例包括一氧化氮(NO)Zapol等US5, 485，827和最近的一氧化碳(CO)Otterbein等(US公開的專利申請第2003/0219496號)。在Otterbein專利申請中，CO被描述為在包括腸梗阻和血管疾病的許
多醫(yī)學(xué)病癥中具有藥理活性。
[0007]在這些情況中，需 要釋放一氧化碳氣體至患者肺泡中，在肺泡中氣體能夠穿越肺泡膜進入血流中，從而使其作用見效。在這些情況中對患者而言，使用的當(dāng)前劑量為在特定的時間段內(nèi)以特定濃度的CO (ppm)呼吸。CO精確劑量對這些治療非常重要，因為CO與血中的血紅蛋白反應(yīng)形成碳氧血紅蛋白，這意味著血紅蛋白不能再攜帶氧至身體組織。如果給予過多CO，患者可能顯示出通常已知的CO毒性作用。
[0008]至于CO的釋放量，在治療水平和引起碳氧血紅蛋白超過安全水平的水平之間有個窄治療窗(tight window)。迄今為止，CO在特定時間段內(nèi)以患者/動物呼吸的氣體中的恒定濃度形式被釋放。例如，在Otterbein公布的參考文獻3中，(實施例2，第13頁)為治療腸梗阻釋放給小鼠的治療劑量為250ppm COl小時。
[0009]然而，給予CO的方法可與被釋放至動物/人肺泡中的實際劑量的較大差異有關(guān)。這種差異是因為被釋放給動物/患者的CO量取決于許多變量，包括但不限于患者潮氣量、呼吸率、穿過肺泡的擴散速率和換氣/灌流(V/Q) t匕。
[0010]釋放至患者肺胞的CO量可由理想氣體定律確定，如以下方程式所示:
[0011]N = P.V/ (Ru.T) (I)
[0012]其中:
[0013]N為氣體的摩爾數(shù)(摩爾)
[0014]P為氣體的絕對壓力(焦耳/m3)
[0015]V為特殊氣體的體積(m3)
[0016]Ru為通用氣體常數(shù)，8.315 (焦耳/ (g摩爾.°K)
[0017]T為絕對溫度(°Κ)[0018]如果我們假定大氣壓力為101，315焦耳/m3，溫度為20 V (293°K)，體積以IhL(XIO^V)表示，那么方程式(I)簡化為:
[0019]N = 4.16Χ10-5.V (摩爾) (2)
[0020]方程式(2)可用于計算一段時間內(nèi)釋放至患者肺泡體積的氣體摩爾數(shù)，當(dāng)給定特定濃度時，使用如下方程式:
[0021 ] Nco = RR.t.Cc0.10-6.4.16 X 1(T5.Va (3)
[0022]其中:
[0023]
Cco 為 CO 濃度(ppm)
Va為肺泡體積(mL)
RR為呼吸率(BPM)
t為時間(分鐘)(mill)
[0024]例如，如果人腸梗阻所用 CO劑量為250ppm COl小時(60分鐘)，肺泡體積為300mL,患者呼吸率為12次呼吸/分鐘(bpm)，那么那段時間內(nèi)釋放至患者肺泡中的CO氣體(摩爾)量為:
[0025]Nco = 12.60.250.KT6.4.16 X 10-5.300 = 2.25 X I(T3 (摩爾)
[0026]使用28的CO克分子量，該式可轉(zhuǎn)換成被釋放藥物的質(zhì)量(Μω)，如以下方程式所示:
[0027]M00 = Nc0.28 = 63 X 1(T3 (g) = 63 (mg) (4)
[0028]然而，盡管該式作為假定的特定設(shè)置，患者的自發(fā)呼吸率根據(jù)情況可從每分鐘呼吸或許8次至20次發(fā)生廣泛變化，患者每次呼吸的肺泡體積也可根據(jù)代謝需要從所述200至400mL發(fā)生顯著改變。這些變量在相同的時間段內(nèi)對被釋放給患者的氣體藥物的量有顯著影響。例如，如果患者呼吸率為8bpm，肺泡體積為200mL，則被釋放至患者肺泡的CO劑量會為27.8 (mg)。同樣地，如果患者呼吸率為20bpm，肺泡體積為400mL，則被釋放至患者肺泡的劑量會為139.2(mg)，在被釋放藥物的量上顯示五倍的差別。
[0029]在CO實例中，這意味著患者得到的以克計量的氣體藥物用量可基本上根據(jù)患者通氣模式而改變。至于以恒定濃度和時間計的劑量，這些變量的影響可意味著患者個體可獲得相當(dāng)高或低劑量的CO(克)，會導(dǎo)致碳氧血紅蛋白高的不安全水平或者劑量太低而沒有效果。盡管不是所有被釋放至肺泡的氣體藥物都會被身體血流所吸收(由于變量如心輸出量和氣體擴散系數(shù))，但是控制被釋放至肺泡的氣體的量可除去差異的主要來源。
[0030]此外，需要給予患者預(yù)定用量的NO，如“無血紅蛋白細胞限制鐮狀細胞疾病中一氧化氮的生物利用度”中所述，自然藥物(Nature Medicine)，卷8，12期，2002年12月，1383頁，以及以下等。該文章描述使用吸入的NO與無血紅蛋白細胞反應(yīng)形成血漿正鐵血紅蛋白(methemaglobin),從而減弱血衆(zhòng)中無血紅蛋白細胞消耗內(nèi)源性產(chǎn)生NO的能力(圖5,第1386頁)。被釋放至患者血液的NO量需要與患者血楽:中無血紅蛋白細胞的量相當(dāng)。釋放至鐮狀細胞患者樣本中的NO量為80ppm N01.5小時。然而，患者個體產(chǎn)生的正鐵血紅蛋白量有差異，如圖4b中誤差線所示。因此，在類似于CO實例的情形中，需要釋放給患者已知量的NO以提供所需治療效果，此外由于患者個體呼吸模式的不同去除釋放的任何差異是重要的。
[0031]因此，最好具有一種將藥用氣體(如一氧化碳和一氧化氮)引入患者肺泡中的系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法允許精確控制已知量的待釋放藥用氣體，并且不會受患者呼吸模式的影響而改變。
[0032]發(fā)明概述
[0033]因此，本發(fā)明涉及一種給予藥用氣體如一氧化碳和一氧化氮的系統(tǒng)和方法，其使得臨床醫(yī)師確定和控制待釋放至患者的氣體的所需用量。該方法確定給予患者藥用氣體的所需用量，然后不考慮患者呼吸模式給予所需用量的藥用氣體。如果處方以藥物總量說明，那么當(dāng)已給予患者所需總量時該方法終止藥用氣體的給予。
[0034]因此，通過本發(fā)明方法，藥用氣體的量以已知所需用量的方式釋放給患者，已知所需用量可以各種計量單位表示，例如但不限于以微克(yg)、毫克(mg)、克(g)等表示的藥物重量；以納摩爾(nM)、微摩爾(μΜ)、毫摩爾(mM)、摩爾(M)等表示的藥物摩爾數(shù)；或已知濃度或分壓，以微升(UL)、毫升(mL)、升(L)等表示的藥物體積。藥用氣體的所需用量也可用一段時間內(nèi)每單位時間的量表不，如2小時的mg/小時。
[0035]本發(fā)明也包括給予藥用氣體如一氧化碳或一氧化氮的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括入口手段，所述入口手段可與藥用氣體源連接并通過患者裝置將氣體釋放至患者。所述患者裝置可為將藥用氣體真正引入患者的任何裝置如鼻導(dǎo)管、氣管內(nèi)導(dǎo)管、面罩等。也有氣體控制系統(tǒng)，控制藥用氣體從氣源經(jīng)患者裝置引入的用量。并且因此，該系統(tǒng)提供給患者已知用量的氣體。
[0036]因此，本發(fā)明使使用者設(shè)定待釋放至患者肺泡中的氣體藥物的所需用量，然后允許系統(tǒng)在多次呼吸期間釋放該氣體藥物直至處方量氣體已被釋放。
[0037]在還一個實施方案中，所述系統(tǒng)和方法可以只提供視覺和/或聽覺報警器，以便在已給予患者預(yù)定總量的藥用氣體而實際上沒有終止給藥的時候警告使用者。因此，警告使用者給予的預(yù)定所需總量在多次呼吸期間現(xiàn)在已釋放給患者，以便使用者能夠采取適當(dāng)行動，包括嚴密監(jiān)護患者。
[0038]根據(jù)如下詳述并結(jié)合本文附圖，本發(fā)明的這些和其他特征和優(yōu)勢將變得更加顯而易見。
[0039]附圖簡述
[0040]圖1和2為實施本發(fā)明的儀器面板視圖，其顯示不同使用者選項；
[0041]圖3為自發(fā)呼吸患者使用本發(fā)明的示意圖；和
[0042]圖4為通過呼吸機呼吸的患者使用本發(fā)明的示意圖。
[0043]發(fā)明詳述
[0044]在如下詳述中，CO用作藥用氣體，但描述對NO也可有效?，F(xiàn)在參照圖1，其顯示實施本發(fā)明所用儀器的正視圖。從圖1可見，具有可為儀器部分的面板10，面板上有輸入設(shè)定鈕(knobs)和顯示器，使使用者能夠設(shè)定和監(jiān)測釋放給患者的CO量。
[0045]確定待釋放的CO所需量的方法是通過在輸入設(shè)定鈕12輸入設(shè)定量，該設(shè)定量顯示在設(shè)定顯示器8上。圖1中所示單位為毫克/千克，即單位是以每千克患者理想體重的劑量測量的。沿著該輸入鈕，還有一個輸入鈕14，由此使用者可輸入患者的理想體重(千克)，其數(shù)量也顯示在設(shè)定顯示器8上。用這些輸入鈕，使用者可按患者體重成比例地設(shè)定待給予患者的藥用氣體的用量，從而減少由于患者體重不同對藥用氣體響應(yīng)的患者間差異，也就是說不會給予7千克嬰兒與80千克成人相同用量的藥用氣體。
[0046]面板10也具有監(jiān)控顯示器6，其可顯示待釋放CO的總劑量(mg)(如16所示)，按劑量/kg乘以患者理想體重(kg)計算。
[0047]一旦已在裝置設(shè)定好氣體藥物的所需用量，系統(tǒng)就可確定在每次呼吸中待釋放藥用氣體的量、時間的量和/或呼吸次數(shù)，從而開始釋放所需總量的藥物。監(jiān)控顯示器6也能顯示在CO被釋放給患者時CO被釋放劑量的累計總量(running total) (mg)(如17所示),以便使用者能夠監(jiān)控治療進度。當(dāng)釋放更多藥用氣體時這可在每次呼吸時更新。
[0048]如所述，圖1中例舉的單位為米制單位，然而，可見在實施本發(fā)明中可使用質(zhì)量和體積的其他單位，即盎司和立方英寸，可使用面板的其他設(shè)計，隨后會理解。
[0049]參考圖2，其顯示與圖1所示相似的儀器用面板10，但是舉例說明不同的使用者設(shè)定選項。通過輸入設(shè)定鈕13，待釋放給患者的所需用量CO按釋放速度處方給藥，待釋放CO的單位為mg/hr。在該選項中，裝置也允許通過輸入設(shè)定鈕15設(shè)定治療的持續(xù)時間(小時)。如果必須，經(jīng)輸入設(shè)定鈕15的輸入設(shè)定可設(shè)定為連續(xù)，其中每小時的劑量會連續(xù)供給直至使用者改變設(shè)定。用這些輸入設(shè)定，儀器可計算并顯示待給予患者的藥用氣體的所需用量。
[0050]同樣如圖1所示，面板10也具有能顯示待釋放CO總劑量(mg)的監(jiān)控顯示器6(如16所示)，總劑量通過劑量/hr乘以總持續(xù)時間(hr.)而計算。一旦已在裝置設(shè)定好藥用氣體的所需用量，系統(tǒng)就可確定在每次呼吸中待釋放藥用氣體的量、時間的量和/或呼吸次數(shù)，從而開始釋放所需總量的藥物。如前所述，監(jiān)控顯示器6能顯示在CO被釋放給患者時CO被釋放劑量的累計總 量(mg)(如17所示)，以便使用者能監(jiān)控治療進度。當(dāng)釋放更多藥用氣體時這可在每次呼吸時更新。
[0051]可以理解，圖1和2舉例說明設(shè)定藥用氣體治療的所需用量和持續(xù)時間的許多選項中的兩個。這些選項并不窮盡所有的，還有其它所述設(shè)定選項，或者它可根據(jù)如下詳述理解。
[0052]一旦已在裝置設(shè)定好氣體藥物的所需用量，氣體控制系統(tǒng)就可確定在每次呼吸中待釋放藥用氣體的量、時間的量和/或呼吸次數(shù)，從而開始釋放所需用量的藥用氣體。
[0053]氣體控制系統(tǒng)可使用許多不同的方法確定每次呼吸的量和多長時間釋放該劑量，以便釋放所需用量的藥用氣體就不依賴于患者的呼吸模式:
[0054]a)使用者可設(shè)定每次呼吸期間待釋放藥用氣體的用量(Mranw)，氣體控制系統(tǒng)計算釋放藥用氣體總量(MJ所需的呼吸次數(shù)(η--)，SP
[0055]η 呼吸=Mco/M⑶呼吸 (5)
[0056]一旦已確定所需的呼吸總次數(shù)(n?^)，其值可經(jīng)顯示器16顯示在面板12上，告知使用者呼吸次數(shù)。
[0057]b)使用者可設(shè)定給予藥用氣體總量所需的呼吸次數(shù)(η--)，系統(tǒng)計算待釋放氣體每次呼吸的量(M_?s)。
[0058]Mc。呼吸=Mco/n 呼吸(mg) (6)
[0059]一旦已確定待釋放氣體每次呼吸的量(Mamft)，其值可顯示在面板10上，告知使用者所用量。[0060](c)使用者可設(shè)定待釋放藥物治療結(jié)束所需的持續(xù)時間。然后通過計算每分鐘的量確定每次呼吸的量，然后通過監(jiān)測患者每分鐘呼吸的呼吸率來計算呼吸的量?？梢栽诿看魏粑笾貜?fù)該計算，以便患者呼吸率的任何改變都不會影響被釋放氣體藥物的總量。[0061]d)如果藥用氣體所需用量以每kg患者理想體重所用劑量(μ g/kg)和患者理想體重(Kg)的形式輸入，則可以患者理想體重(IBW)、每Kg的設(shè)定劑量(Mkg)和患者監(jiān)測的呼吸率(RR)或其組合的函數(shù)確定每次呼吸的量(Mronw)；
[0062]Mconfns= f(IBff, Mkg, RR)，然后可按如下計算呼吸次數(shù)；
[0063]η 呼吸=Mco/Mc。呼吸 (7)
[0064]一旦已確定每次呼吸的量(Mamft)和釋放所需的呼吸次數(shù)(n?^)，其值可顯示在面板10上，告知使用者裝置已選定的量。
[0065]e)不輸入患者的理想體重(IBW)，而可輸入患者的身高和性別(根據(jù)它們可確定IBff)。
[0066]f)如果將每單位時間的藥用氣體所需量輸入至裝置中，以當(dāng)前監(jiān)測呼吸的呼吸率(由呼吸觸發(fā)傳感器測定)計，裝置可計算每次呼吸釋放給患者的量。為了保證即使患者的呼吸模式隨時間改變也維持每單位時間的量，當(dāng)可得到新的呼吸率信息時，在每次呼吸之后可重新計算每次呼吸的量。
[0067]g)也有其他方式改變每次呼吸釋放的藥用氣體的量，以保證即使患者的呼吸率改變也維持每單位時間的量。另一個實例是裝置具有兩種不同釋放量/呼吸，即高的量和低的量。基于過去次數(shù)的呼吸內(nèi)每單位時間計算的釋放量，裝置選擇使用哪種方式。如果每單位時間的量大于所需量，裝置使用低的量/呼吸，直至情況自身修正；同樣地，如果每單位時間的量運行低，則裝置轉(zhuǎn)換成高的量/呼吸。
[0068]裝置也可有程序限制，限定可選擇的Μω_最大值和最小值，以便系統(tǒng)不會不適當(dāng)?shù)剡x擇太高或太低的值。這些限制可按患者理想體重或患者尺寸的其他指標(biāo)如患者身高或患者的呼吸率而改變設(shè)定。
[0069]對于本發(fā)明系統(tǒng)而言，上述信息足以將劑量釋放給患者和確定每次呼吸的量、給藥時間或其他參數(shù)，從而開始給予CO和當(dāng)使用者設(shè)定的藥用氣體所用量已被釋放給患者時終止給藥。
[0070]現(xiàn)在來看圖3，圖3為患者自發(fā)呼吸時實施本發(fā)明可用系統(tǒng)的示意圖。從圖可見，有患者裝置18，其經(jīng)氣體導(dǎo)管19將來自氣體釋放系統(tǒng)22的一定劑量的藥用氣體釋放給患者41。如圖所示，患者裝置18可為實際上將藥用氣體導(dǎo)向患者的多種裝置的任何一種，可為鼻導(dǎo)管、面罩、氣管內(nèi)導(dǎo)管等。
[0071]圖3實施方案中，有通過氣體供應(yīng)罐20的藥用氣源，氣體供應(yīng)罐20 —般在載氣中含有藥用氣體。例如，當(dāng)藥用氣體為一氧化碳時，傳統(tǒng)上商用載氣為空氣。一氧化碳和空氣的供應(yīng)以3000ppm的濃度提供，然而也可選擇1000-5000ppm濃度的CO/空氣。如果NO為藥用氣體，傳統(tǒng)上載氣為氮氣，一般可用濃度范圍為IOOppm至1600ppm。
[0072]因此，供應(yīng)罐20有罐壓力計21和將罐壓力降至氣體釋放系統(tǒng)22的工作壓力的調(diào)節(jié)器23。藥用氣體經(jīng)入口 24進入氣體釋放系統(tǒng)22，入口 24可經(jīng)導(dǎo)管在釋放系統(tǒng)22和供應(yīng)罐20之間提供準(zhǔn)備連接(ready connection)。氣體釋放系統(tǒng)22有保證無污染物能干擾系統(tǒng)安全操作的濾器25和檢測供壓是否適當(dāng)?shù)膲毫鞲衅?7，其后包括氣體截止閥26，該截止閥26控制藥用氣體進入釋放系統(tǒng)22且如果釋放系統(tǒng)22已結(jié)束藥用氣體釋放給患者則提供安全控制。如果釋放如此結(jié)束，截止閥26可立即關(guān)閉，報警器42發(fā)出聲音警告使用者氣體釋放系統(tǒng)已關(guān)閉。如此，截止閥26可為電磁閥，操作直接來自包括微處理器的中央處理器的信號。
[0073]截止閥26的下游為流量控制系統(tǒng)，控制藥用氣體經(jīng)患者裝置18流向患者的流量。在所示實施方案中，流量控制系統(tǒng)包含高流量控制閥28和低流量控制閥30，高和低流量控制閥28、30的正下游分別為高流量口 32和低流量口 34，高和低流量閥28、30與高和低流量口 32、34的目的和使用會在稍后說明。氣流傳感器36也位于藥用氣體流向患者裝置18的流程中，且如所示，為流量控制系統(tǒng)的下游，然而氣流傳感器36可供選擇地位于流量控制系統(tǒng)的上游。
[0074]接著，具有患者觸發(fā)傳感器38。當(dāng)患者在吸氣期間呼吸時，則在患者裝置18位于的鼻或其他區(qū)域中以及因此在患者裝置18本身中產(chǎn)生小的負壓?；颊哂|發(fā)傳感器38檢測該壓降并提供患者吸入開始的信號指示。類似地，當(dāng)患者呼氣時，患者裝置18中出現(xiàn)正壓，患者觸發(fā)傳感器38檢測該正壓并提供呼氣開始的信號指示。這使得患者觸發(fā)傳感器38不僅能確定患者的呼吸率，而且能確定吸氣和呼氣時間。
[0075]最后，具有與患者觸發(fā)傳感器38、高和低流量閥28、30、氣體截止閥26以及其他組件連通的CPU40，以便達到本發(fā)明的目的和意圖。CPU40可包括處理元件如微處理器，執(zhí)行氣體釋放系統(tǒng)22所用方程式的所有解決方案以釋放預(yù)定量藥用氣體給患者。CPU40連接至面板10，在此使用者可輸入設(shè)定和監(jiān)控治療。
[0076]現(xiàn)在可解釋用于自發(fā)呼吸的本發(fā)明釋放系統(tǒng)22的使用。當(dāng)通過患者觸發(fā)傳感器38釋放系統(tǒng)22檢測到吸氣已開始時，則有信號提供給CPU40將一定劑量的藥用氣體(Majnf?)釋放至患者的吸入氣流中，優(yōu)選在吸氣周期的第一個1/2周期期間。基于系統(tǒng)已設(shè)定的藥用氣體所需量并按前述a)至g)所作計算，確定每次呼吸的量。
[0077]呼吸期間被釋放氣體的實際體積取決于由供應(yīng)罐20提供的載氣中藥用氣體的濃度。CO的典型源濃度(Cco) 為3000ppm(范圍為500至5000)。當(dāng)CO源為3000ppm時，結(jié)合方程式2、3、4和6，提供每次呼吸的劑量(Mronw)的每次呼吸源氣體體積(Vd)可用如下方程式給出:
[0078]Vd = Mco 呼吸 / (28.Cc0.4.16 X I(Tn) (8)
[0079]假設(shè)
[0080]Mco = 60X10_3(g)
[0081]Cco = 3000 (ppm)
[0082]η 呼吸=600
[0083]則Vd = 28.6 (mL)
[0084]為了釋放每次呼吸源氣體的體積(Vd)即藥用氣體和載氣，釋放系統(tǒng)22打開流量控制閥如高流量閥28或低流量閥30使氣體流向患者，直至已釋放每次呼吸的體積(Vd)。高流量口 32和低流量口 36的存在限定在高或低流量閥28、30打開期間氣體流量為固定設(shè)定水平，以便釋放系統(tǒng)22可確定高或低流量閥28、30應(yīng)打開以釋放每次呼吸的體積(Vd)所需的時間。同樣，作為另一個選項，流量可由氣流傳感器36確定以監(jiān)控流向患者裝置18和由此流向患者的氣體流量，當(dāng)所需預(yù)定量的藥用氣體已釋放給患者時可關(guān)閉適當(dāng)?shù)母呋虻土髁靠刂崎y28、30。
[0085]可見，為了提供足夠覆蓋所有可能劑量的范圍，多級流量閥即高流量閥28和低流量閥30與對應(yīng)的多級口 -高流量口 32和低流量口 34的使用可并聯(lián)使用以提供高和低范圍的氣體流量。例如，經(jīng)低流量閥30的低流量氣流可設(shè)定為lL/min，經(jīng)高流量控制閥28的高流量氣流可設(shè)定為6L/min。選擇特定氣體流量閥的流量范圍以保證在至少1/2的吸氣時間可將每次呼吸的氣體體積(Vd)釋放給患者。
[0086]例如，如果患者以每分鐘呼吸12次的頻率呼吸，且1: E比為1: 2，則吸氣時間將為1.66秒，一半將為0.83秒。
[0087]釋放28mL Vd所需時間⑴可按如下計算:
[0088]t = Vd.60/ (Q.1000)(秒) (9)
[0089]當(dāng)Q(高流量閥28打開時的氣體流量)=6L/min時
[0090]t = 0.28 (秒)
[0091]因此該時間很好地在0.83秒的1/2吸氣時間內(nèi)。
[0092]釋放系統(tǒng)22也可包括監(jiān)控和報警特征，如果釋放系統(tǒng)22工作不正常可警告使用者。那些報警條件可由CPU40和報警器42決定，特殊的故障條件可激活該報警器以警告使用者。報警器42可為可聽、可視或兩者的報警器，報警條件可為任何一種或者所有以下的條件:
[0093]未檢測到呼吸
[0094]低的源氣體壓力
[0095]每次呼吸的體積(Vd)釋放不準(zhǔn)確
[0096]每次呼吸的體積(Vd)過多釋放
[0097]每次呼吸的體積(Vd)釋放不足
[0098]在某些條件下，例如當(dāng)釋放系統(tǒng)22過多釋放藥用氣體時，CPU40可向氣體截止閥26發(fā)出信號并立即終止藥用氣體的任何進一步釋放，也激活報警器42。
[0099]當(dāng)預(yù)定所需量藥用氣體已完全釋放給患者時，也可供選擇地使用報警器42將藥用氣體向患者的供應(yīng)實際上關(guān)閉。在這種情況下，作為終止藥用氣體進一步供應(yīng)給患者的替代方法，釋放系統(tǒng)22可通過CPU40激活報警器42，以警告使用者已釋放全部預(yù)定所需量的藥用氣體。然后使用者可確定是否手動使釋放系統(tǒng)22失活，或在更注意地控制患者狀況下繼續(xù)釋放藥用氣體。
[0100]現(xiàn)在來看圖4，圖4顯示用于與患者連結(jié)的氣體釋放系統(tǒng)44的示意圖，該患者經(jīng)呼吸機46呼吸。在圖4實施方案中，也有包括傳統(tǒng)氣體調(diào)節(jié)器23和壓力計21的供應(yīng)罐20，將藥用氣體連同載氣供應(yīng)至氣體釋放系統(tǒng)44中的入口 24。簡要總結(jié)圖4實施方案的組件，因為它們基本上為與圖3實施方案所述相同的組件，因此在氣體釋放系統(tǒng)44中可有濾器25和壓力傳感器27。還有控制通過氣體釋放系統(tǒng)44的藥用氣體總流量的截止閥26。
[0101]高和低流量控制閥28和30控制通過氣體釋放系統(tǒng)44的藥用氣體流量，高和低流量閥28、30按圖3實施方案所述操作，并具有位于流量控制閥下游的高和低流量口 32、34。
[0102]還有氣流傳感器36和患者觸發(fā)傳感器66，兩者都與CPU40連通。然而在該實施方案中，藥用氣體通過出口導(dǎo)管70被攜帶至患者裝置72，患者裝置72也接收來自呼吸機46的呼吸氣體。因此，呼吸機46通過吸氣分支74釋放氣流，氣體通過呼氣分支76回到呼吸機46。
[0103]因此，呼吸機46的氣流可由來自氣體釋放系統(tǒng)44的藥用氣體流補充，其中氣體在患者裝置72或其近端混合以便引入患者78中。由于在多次呼吸內(nèi)所有藥用氣體仍釋放給患者，因此基本上CPU40可執(zhí)行與圖3實施方案所述對流量等的相同決定。圖4實施方案與圖3所示實施方案之間的主要差異在于患者觸發(fā)傳感器66被設(shè)計成與呼吸機46 —起運轉(zhuǎn)的方式操作。
[0104]例如，當(dāng)呼吸機46在吸氣期間提供患者氣流時，它在呼吸回路中引起正壓。正壓通過出口導(dǎo)管70傳導(dǎo)并由患者觸發(fā)傳感器66檢測，且被認為是吸氣開始。這與患者自發(fā)呼吸的圖3實施方案相反，吸氣期間在患者裝置18中產(chǎn)生負壓；該負壓被傳導(dǎo)至圖3的患者觸發(fā)傳感器38，且被認為是吸氣開始。可以理解，圖3的患者觸發(fā)傳感器38和圖4的患者觸發(fā)傳感器可為相同的壓力傳感器，氣體釋放系統(tǒng)44可設(shè)定與呼吸機或自發(fā)呼吸患者一起工作。
[0105]本領(lǐng)域技術(shù)人員會容易地認識到可對本發(fā)明釋放藥用氣體的藥用氣體釋放系統(tǒng)和方法進行許多變更和修改，這些變更和修改會得到將已知所需量藥用氣體引入患者的改進方法和系統(tǒng)，然而所有這些都在權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍和宗旨內(nèi)。因此，本發(fā)明僅由權(quán)利要求及其同等權(quán)利要求限 定。
【權(quán)利要求】
1.一種一氧化氮釋放系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 入口，該入口與包括一氧化氮的藥用氣體源連接； 出口，該出口與將藥用氣體引入患者的裝置連接； 與所述入口和出口流體連通的低流量閥，其中該低流量閥以第一流速釋放藥用氣體；與所述入口和出口流體連通并且與所述低流量閥平行的高流量閥，其中該高流量閥以比第一流速高的第二流速釋放藥用氣體；和 氣體控制系統(tǒng)，該氣體控制系統(tǒng)通過低流量閥和高流量閥中的一個或多個釋放藥用氣體的脈沖。
2.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述氣體控制系統(tǒng)在患者吸氣周期的最初一半時間內(nèi)釋放藥用氣體的脈沖。
3.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述低流量閥提供約IL/min的藥用氣體流量。
4.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述高流量閥提供約6L/min的藥用氣體流量。
5.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中高流量閥的流速與低流量閥的流速之比為約6:1。
6.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述將藥用氣體引入患者的裝置與呼吸機流體連通。
7.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述將藥用氣體引入患者的裝置包括鼻導(dǎo)管、氣管內(nèi)導(dǎo)管和面罩中的一種或多種。
8.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述藥用氣體源包含載氣中已知濃度的一氧化氮。
9.權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中所述氣體控制系統(tǒng)基于載氣中一氧化氮的濃度，控制患者呼吸期間所釋放的藥用氣體的體積。
10.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括檢測患者的吸氣周期開始的患者觸發(fā)傳感器。
11.一種將包括一氧化氮的藥用氣體給予患者的方法，所述方法包括: 提供一氧化氮釋放系統(tǒng)，該系統(tǒng)在平行的流動通路中具有低流量閥和高流量閥，其中高流量閥以比低流量閥的流速高的流速釋放藥用氣體； 檢測患者的吸氣開始；和 通過低流量閥和高流量閥中的一個或多個，在吸氣期間，將包括一氧化氮的藥用氣體脈沖釋放至患者。
12.權(quán)利要求11的方法，其中在患者吸氣周期的最初一半時間內(nèi)釋放藥用氣體的脈沖。
13.權(quán)利要求11的方法，其中所述低流量閥提供約IL/min的藥用氣體流量。
14.權(quán)利要求11的方法，其中所述高流量閥提供約6L/min的藥用氣體流量。
15.權(quán)利要求11的方法，其中高流量閥的流速與低流量閥的流速之比為約6:1。
16.權(quán)利要求11的方法，其中所述藥用氣體包含載氣中已知濃度的一氧化氮。
17.權(quán)利要求16的方法，其中在患者的呼吸期間所釋放的藥用氣體的體積基于載氣中的一氧化氮濃度。
18.權(quán)利要求11的方法，所述方法還包括測定患者的呼吸率。
【文檔編號】A61M16/10GK103463720SQ201310063016
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2006年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2005年9月21日
【發(fā)明者】F.J.蒙特戈梅里, D.P.L.巴瑟 申請人:因諾治療有限責(zé)任公司