CN105283213A - 一氧化氮的吸气合成 - Google Patents

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Abstract

一种产生一氧化氮的系统可包括设置于哺乳动物气管中的装置，该装置包括用于收集信息的呼吸传感器，所述信息涉及一个或多个与气管相关的触发事件；用于收集与气体中的氧浓度相关的信息的氧传感器；以及一对或多对用于引发一系列电弧以产生一氧化氮的电极，该用于产生一氧化氮的系统还可包括用来根据呼吸传感器和氧传感器收集的信息确定一个或多个控制参数的控制器，其中所述一系列电弧是基于控制器确定的控制参数引发的。

Description

一氧化氮的吸气合成
优先权声明
本申请要求2013年3月15日提交的美国专利申请系列第61/789,161号和美国专利申请序列第61/792,473号的权益，其全部内容通过参考纳入本文。
技术领域
本发明涉及通过吸入气流触发的一氧化氮合成。
背景技术
一氧化氮(NO)对许多生物系统至关重要，并且已知它能协调血压控制，帮助免疫系统杀死侵入细胞的寄生虫，抑制癌细胞分裂，在大脑细胞之间传送信号，促进能通过中风或亨廷顿舞蹈病(Huntington'sdisease)使人衰弱的脑细胞大量死亡。一氧化氮还能协调例如血管壁、支气管壁、胃肠道壁和尿生殖道壁中存在的平滑肌的松弛。研究表明，通过吸入肺部的方式施予一氧化氮气体，可产生局部平滑肌松弛，用于治疗成人和儿童的支气管收缩、肺动脉高压、肺炎等，而没有全身性副作用。
吸入的一氧化氮是强效局部肺部血管扩张药和支气管扩张药，可改善通气与灌注之间的匹配，从而增加受伤的肺的氧传输效率，提高动脉血氧张力。一氧化氮起效快，在数秒钟内发生作用，同时没有全身性血管扩张效应。吸入之后，它立即经肺部血管系统扩散到血流中，在血流中通过与血红蛋白结合而迅速失活。因此，吸入的一氧化氮的支气管扩张效应限于气道，而吸入的一氧化氮的血管扩张效应限于肺部血管系统。在急性和慢性肺动脉高压的治疗中，一氧化氮选择性扩张肺部血管的能力提供了医疗优点。
Zapol的美国专利第5,396,882号(通过参考纳入本文)描述了为医疗目的而在环境压力下通过电学方法由空气生成一氧化氮(NO)。如美国专利第5,396,882号所述，利用系统的空气输入口将空气连续导入电弧室。在通过电学方法生成的NO用于医疗目的之前，利用例如清除剂或者催化转化器吸收在生产NO时形成的不需要的副产物[例如二氧化氮(NO2)和臭氧(O3)]。
在含氧气氛中，NO氧化形成NO2。NO2是有毒副产物，溶解于气道分泌物或细胞时形成硝酸。在生产NO时产生较少的NO2通常是所希望的。
发明内容
在一些方面，本发明的方法包括收集信息，所述信息涉及一个或多个与呼吸系统相关的触发事件。所述方法还包括根据所收集的信息确定一个或多个控制参数。所述方法还包括根据所确定的控制参数引发一系列电弧，从而产生一氧化氮。
一些实施方式可包括如下特征中的一种或多种。
触发事件可以是温度因气体的吸入而下降。
触发事件可以是气体流动。
涉及一个或多个触发事件的信息可包括以下信息中的一种或多种：吸入开始的时间、吸入的潮气量、吸入气体的温度和反应气中的氧浓度。
触发事件发生时可产生一系列电弧。
可在触发事件发生前预定长度的时间产生该系列电弧。
脉冲串可引发该系列电弧，脉冲串可包括脉冲群，该脉冲群具有脉冲宽度不同的脉冲。
脉冲群之一的初始脉冲的脉冲宽度可宽于该脉冲群中其他脉冲的脉冲宽度。
该系列电弧可产生较低水平的二氧化氮或臭氧。
该较低水平的二氧化氮的浓度可低于所产生的一氧化氮浓度的20％,10％,6％或5％。
呼吸系统可包括气管。
呼吸系统可包括气切导管(tracheostomytube)和气管插管(endotrachealtube)。
呼吸系统可包括患者可佩戴的罩具。
在其他一些方面，本发明的装置包括用于收集信息的呼吸传感器，所述信息涉及一个或多个与呼吸系统相关的触发事件。所述装置还包括用于收集与气体中的氧浓度相关的信息的氧传感器。所述装置还包括用于根据所收集的信息确定一个或多个控制参数的控制器。所述装置还包括用于根据所确定的控制参数引发一系列电弧，从而产生一氧化氮的电极。
一些实施方式可包括如下特征中的一种或多种。
触发事件可以是温度因气体的吸入而下降。
触发事件可以是气体流过呼吸传感器。
涉及一个或多个触发事件的信息可包括以下信息中的一种或多种：吸入开始的时间、吸入的潮气量、吸入气体的温度和反应气中的氧浓度。
在触发事件发生时，电极可产生一系列电弧。
电极可在触发事件发生前预定长度的时间产生该系列电弧。
脉冲串可引发该系列电弧，脉冲串可包括多个脉冲群，该多个脉冲群具有脉冲宽度不同的脉冲。
所述多个脉冲群中的一个脉冲群的初始脉冲的脉冲宽度可宽于该脉冲群中其他脉冲的脉冲宽度。
该系列电弧可产生较低水平的二氧化氮或臭氧。
该较低水平的二氧化氮的浓度可低于所产生的一氧化氮浓度的20％,10％,6％或5％。
呼吸系统可包括气管。
呼吸系统可包括气切导管和气管插管。
呼吸系统可包括患者可佩戴的罩具。
患者可佩戴的罩具可包括用来将吸入气流与呼出气流分开的一个或多个阀。
传感器或电极可设置在气管内。
电极可包括贵金属。
电极可包括铱。
电极可包括镍。
在其他一些方面，用于产生一氧化氮的系统包括置于哺乳动物气管内的装置。所述装置包括用于收集信息的呼吸传感器，所述信息涉及一个或多个与气管相关的触发事件。所述装置还包括用于收集与气体中的氧浓度相关的信息的氧传感器。该装置中包括一对或多对电极，用于引发一系列电弧，以产生一氧化氮。用于产生一氧化氮的系统还包括用于根据呼吸传感器和氧传感器所收集的信息确定一个或多个控制参数的控制器，根据控制器确定的控制参数引发该系列电弧。
一些实施方式可包括如下特征中的一种或多种。
触发事件可以是温度因气体的吸入而下降。
触发事件可以是气体流过呼吸传感器。
涉及一个或多个触发事件的信息可包括以下信息中的一种或多种：吸入开始的时间、吸入的潮气量、吸入气体的温度和反应气中的氧浓度。
在触发事件发生时，电极可产生一系列电弧。
电极可在触发事件发生前预定长度的时间产生该系列电弧。
脉冲串可引发该系列电弧，脉冲串可包括多个脉冲群，该多个脉冲群具有脉冲宽度不同的脉冲。
所述多个脉冲群中的一个脉冲群的初始脉冲的脉冲宽度可宽于该脉冲群中其他脉冲的脉冲宽度。
该系列电弧可产生降低水平的二氧化氮或臭氧。
该较低水平的二氧化氮的浓度可低于所产生的一氧化氮浓度的20％,10％,6％或5％。
电极可包括贵金属。
电极可包括铱。
电极可包括镍。
在其他一些方面，可植入颈部软骨环间(intercartilaginousring)的装置包括用于收集信息的呼吸传感器，所述信息涉及一个或多个与呼吸系统相关的触发事件。所述装置还包括用于收集与气体中的氧浓度相关的信息的氧传感器。所述装置还包括用于根据所收集的信息确定一个或多个控制参数的控制器。在该装置中包括一对或多对电极，所述电极处在火花室内，用于根据所确定的控制参数引发一系列电弧，从而产生一氧化氮，其中火花室通过隔膜与外部环境隔开，所述隔膜可渗透一氧化氮，但不渗透二氧化氮和臭氧。
一些实施方式可包括如下特征中的一种或多种。
该装置还可包括用来从隔膜清除粘液的清扫设备。
在其他一些方面，可利用赛尔丁格(Seldinger)技术植入哺乳动物气管的装置包括用于收集信息的呼吸传感器，所述信息涉及一个或多个与呼吸系统相关的触发事件。所述装置还包括用于收集与气体中的氧浓度相关的信息的氧传感器。所述装置还包括用于根据所收集的信息确定一个或多个控制参数的控制器。该装置中包括一对或多对电极，用于根据所确定的控制参数引发一系列电弧，以产生一氧化氮。
在附图和以下描述中详细说明了本发明的一种或多种实施方式。本发明的其他特征、目的和优势通过描述、附图以及权利要求书将是显而易见的。
附图说明
图1是用于产生NO的系统的方框图。
图2A显示了NO发生器的一个示例。
图2B显示了NO发生器的一个示例。
图2C显示了NO发生器的一个示例。
图2D显示了NO发生器的一个示例。
图3描绘了脉冲串和脉冲群的示意图。
图4是呼吸传感器之一部分的一个示例的电路图。
图5描绘了来自传感器的电压时间系列的示例。
图6A显示了平均电流和平均电压与每秒火花数的关系。
图6B显示了平均功率与每秒火花数的关系。
图7A-B显示了放电频率为1个火花/秒的两个火花之间的电压和电流描记图。
图8显示了采用不同电极材料的NO和NO2浓度。
图9显示了不同反应气氧浓度下的NO和NO2浓度。
图10显示了不同反应气氧浓度下的NO和NO2浓度。
图11显示了不同反应气氧浓度下的NO和NO2浓度。
图12显示了不同氧浓度下的臭氧水平。
图13显示了不同氧浓度下的臭氧水平。
图14显示了不同氧浓度下的臭氧水平。
图15显示了不同氧浓度下的臭氧水平。
图16显示了不同反应气氧浓度下的NO和NO2浓度。
图17显示了一个灌注期中的平均肺动脉血压。
图18显示了不同FiO2下的NO和NO2浓度。
图19显示了不同FiO2下的平均肺动脉血压。
图20显示了不同FiO2下的NO和NO2浓度。
图21显示了不同FiO2下的平均肺动脉血压。
图22显示了不同潮气量下的平均肺动脉血压。
图23显示了不同潮气量下的NO和NO2浓度。
图24显示了在低压室中于各种大气压力下测量NO和NO2水平的测试装置。
图25显示了各种大气压力下的NO和NO2水平。
图26显示了一个灌注期中的平均肺动脉血压。
图27显示了呼吸NO时的平均肺动脉血压。
图28显示了吸气触发火花期间的平均肺动脉血压。
图29显示了连续发火花期间的平均肺动脉血压。
图30显示了安装在绵羊气道中的火花塞。
图31显示了在灌注肺部血管收缩药U46619期间的平均肺动脉血压。
图32显示了呼吸NO时的平均肺动脉血压。
图33显示了吸气触发火花期间的平均肺动脉血压。
图34显示了具有绵羊气道模拟器的台架测试装置。
图35显示了采用具有电路间隙的改进型迷你火花塞，在恒定的反应气流速下的NO产生情况。
图36显示了具有电路间隙的改进型迷你火花塞。
图37是流程图。
图38呈现了可用来执行本文所述的操作和技术的计算设备和移动计算设备的示例。
不同附图中的相同附图标记表示相同的元件。
发明详述
如本文所述，一氧化氮的电合成在吸气时(或吸气之前)引发，以按需原位产生一氧化氮，供医疗之用。图1显示了在呼吸系统中产生NO的系统100的示例。在一些例子中，呼吸系统包括哺乳动物气管、呼吸罩具、鼻腔插管(nasalprongs)、通气器或麻醉机等。反应气(例如空气或者含20-90％氧气的氧气-氮气混合物)进入NO发生器102，产物气(包括NO)离开NO发生器102。NO发生器102包括电极106、呼吸传感器108和控制器110。如果反应气是空气以外的气体，NO发生器102可包括氧传感器112。氧传感器112可以是用来检测反应气中的氧浓度的电极。电极106在反应气存在下产生火花，以形成NO104，如本文所述。
在一些实施方式中，NO发生器102可移动、可佩戴。例如，图2A显示了可安置在哺乳动物气管内、用于产生NO的NO发生器200的示例。该装置可用光纤气管镜置于喉中，并锚定在气管壁上。图2A描绘了气管202的横截面图，在气管202中设置有气切导管或气管插管204。NO发生器200连接到气切导管或气管插管204上。NO发生器200包括电极206和呼吸传感器208。在一些例子中，NO发生器200包括氧传感器209。NO发生器200可包括与电极206、呼吸传感器208和氧传感器209相连的控制器210。在一些例子中，控制器210与NO发生器200分开。NO发生器200可包括一个以上的呼吸传感器208。
在一些例子中，出于安全目的，电极206可做两份，以提供备件。电极206可增加一倍或两倍，以增加功率和NO产量，例如利用较大的潮气量。
电极、电源馈线和传感器线可包埋在气切导管或气管插管204的壁中。电极可设置于管中，或者放置在管壁内的小包封体或井体中。该包封体可以是火花反应室，该火花反应室用微孔隔膜包住，以防电极接触粘液或呼吸系统分泌物。隔膜也可以是半透膜(选择性渗透膜)，如DMPS，NO可以通过而水蒸气不能通过。隔膜可以是能透过NO而不能透过NO2的任何隔膜。隔膜上可放置小型内刮片，用于清除附着的粘液或呼吸系统分泌物，这些粘液或呼吸系统分泌物可能阻碍NO扩散到内腔中。刮片可外部控制。
控制器210可在使用者体内或体外。例如，控制器210可与使用者相连(例如臂带或腰带)，或者皮下植入使用者。电极206、呼吸传感器208和引线212可包埋在气切导管或气管插管204的壁内，或者置于气切导管或气管插管204的内部或者附连到气切导管或气管插管204的外部。引线212可通过惰性材料绝缘。引线212可与电极206和呼吸传感器208相连。在一些例子中，引线212可单独通过针刺置于气管软骨环之间(赛尔丁格技术)。
呼吸传感器208可以是例如下述传感器中的一个或多个：压力传感器、温度传感器、气流速度传感器(例如热线风速计)、潮气量传感器、腹部或胸部体积描记带(RespitraceTM)等。在一些情况下，电极206和/或呼吸传感器208至少部分被护罩214覆盖。护罩214可置于靠近气切导管或气管插管208的气囊216的位置，设计用于隔离气道，防止电击，同时保持电极206和呼吸传感器208清洁。
在一些情况下，自动或非自动的清扫设备、刷、刮片、磨砂机或其他清洁设备可与护罩214相连。护罩214还可包括过滤器，例如微孔隔膜，如聚四氟乙烯；或者可扩散但选择性渗透的隔膜，如PDMB，或者聚甲基戊烯(PMP)，使得在电极206处产生的副产物(例如NO2或O3)不能进入气道。过滤器或隔膜还可防止气道内的微粒物质或蒸气如湿气和粘液接触电极206和呼吸传感器208。
图2B显示了与气切导管或气管插管204连接的NO发生器200的另一种构造的示例。在此示例中，护罩214包括选择性渗透膜218。电极206所处区域(例如在NO发生器200内部)称作火花室。选择性渗透膜218可具有约10-50微米的厚度，可附连到支承网上。选择性渗透膜218可允许NO从NO发生器200(例如火花室)通至气道，而防止NO2和O3从NO发生器200(例如火花室)通至气道。选择性渗透膜218还可防止水蒸气从气道通至NO发生器200。在一些例子中，选择性渗透膜218可以是微孔隔膜。在此例子中，呼吸传感器208处在气切导管或气管插管204中。不过，呼吸传感器208也可处在NO发生器200中，如上文结合图2A所述。在一些例子中，清扫设备连接到NO发生器200。此清扫设备用于从选择性渗透膜218清除粘液。清扫设备可以是自动化设备。
图2C显示了用于产生NO的NO发生器220的示例，该发生器附连到患者可佩戴的罩具222上。NO发生器220可部分置于鼻腔内，例如，可置于鼻孔后部的前庭内，如同图2A所示的NO发生器200那样。罩具222可以是呼吸系统的一部分。罩具222设置于使用者面部，电极228和呼吸传感器230连至罩具222，并置于靠近使用者鼻孔处。在一些例子中，NO发生器220包括氧传感器234。NO发生器220可位于为罩具供气的吸气线240内。罩具222可包括一个或多个阀(例如吸气阀236和呼气阀238)，用于将来自吸气线240的吸入气流与通过呼气线242的呼出气流分开。控制器232可连至NO发生器220。控制器232可连至罩具222或者连至使用者。在一些例子中，电极228和呼吸传感器230可置于使用者的鼻孔内。NO发生器220的功能如上面结合图2A中的NO发生器200所述。NO发生器220可置于吸气线内。
图2D显示了用于产生NO的NO发生器250的示例，该发生器位于气管252内。在一些例子中，NO发生器250足够小，可利用赛尔丁格技术植入。NO发生器250鼻孔电极254和呼吸传感器256(例如包括热敏电阻器)。NO发生器250可用护罩258覆盖，使气道免遭电击，并保持电极254和呼吸传感器256清洁。NO发生器还可包括隔膜260。隔膜260可以是选择性渗透膜，可允许NO从NO发生器250通至气道，同时防止NO2和O3从NO发生器250通至气道。隔膜260还可防止水蒸气从气道通至NO发生器250。导线262可将电源264与NO发生器250相连。导线262可受绝缘保护，防止组织遭受电击。控制器(例如控制器266)可与NO发生器266连通。控制器266可与NO发生器250无线连通。在一些例子中，NO发生器250包括控制器266，而控制器266位于气管252内。
回头参见图2A，NO发生器200如本文所述操作，基于触发事件(例如气流的体积和时间选择，吸入气体温度的变化，或者压力变化)在哺乳动物气道中产生NO，所述触发事件在一些例子中通过呼吸传感器208检测。控制器210可操作地连至呼吸传感器208，协同触发控制器210中的电压源，将一系列电脉冲传递至电极206，从而在吸气过程中，在哺乳动物气道内产生NO。控制器210可根据呼吸传感器208收集的信息(例如与一个或多个触发事件相关的信息)确定一个或多个控制参数。控制器210可引发一系列火花，控制诸如火花持续时间、火花频率等控制参数，产生所需量的NO和最少量的NO2。在一些例子中，控制器210中的电压源可以是原电池、可充电电池或压电发电机。
控制器210可根据氧传感器(例如图1中的氧传感器112)接收到的信息确定一个或多个控制参数。例如，所确定的控制参数可基于反应气中的氧浓度。
在一些例子中，呼吸传感器208用于测量吸入气体的潮气量。控制器210可根据吸入气体体积的测量结果确定一个或多个控制参数。例如，控制参数可基于实际或预期的吸气体积。
成年人在正常情况下每分钟呼吸10-20次，每次呼吸持续3-6秒钟。通常，呼吸持续时间的约一半至三分之一是在吸气。平均而言，每次呼吸的潮气量约为500ml。对于儿童，每次呼吸通常具有更少的体积，而呼吸频率更高。
吸气的预期体积可利用前面的潮气量测量结果计算。例如，控制器210可确定下一次吸气的预期潮气量将与最近一次吸气的潮气量测量结果相同。控制器210也可对前面几次吸气的潮气量求平均值，以确定下一次吸气的预期潮气量。在一些情况下，通过罩具进行机械通气，以此对通气提供支持。在一些情况下，吸气体积和吸气时间选择可从通气设备输入控制器。
图3显示了通过控制器210触发的脉冲串300的示意图。控制器210可确定一个或多个控制参数，以产生脉冲串。图3显示了脉冲串302的脉冲群302之一的放大图。电脉冲传递至电极206，电极206产生一系列火花(有时称作电弧)。脉冲(以及所得火花)的时间通过控制器210控制，并且可以优化，以产生所需量的NO，同时产生最少量的NO2和O3。多个火花组成脉冲群，多个脉冲群组成脉冲串。因此，脉冲群302引发一系列电弧。
变量B和N控制电极206产生的总体能量。变量N设定了每个脉冲群的火花数量，而变量B设定了每秒钟的脉冲群数量。B和N的数值影响所产生的NO、NO2和O3的量。B和N的数值还影响电极206产生多少热量。B或N的数值越大，产生的NO越多，并导致电极206产生更多的热量。
变量E,F,H和P控制每个脉冲群产生的火花的时间。变量H是脉冲高时间(hightime)(例如每次电脉冲激活控制器210的电压源的时间长度)。高时间有时称作脉冲宽度。P是脉冲之间的时间长度。因此，P减去H表示没有脉冲发生的时间段(例如控制器210的电压源不工作)。较大的H值和较小的P值导致电极206产生更多的能量。当电极206产生火花时，等离子体形成。等离子体的温度与电极206产生的能量大小成正比。
导致NO和NO2产生的化学反应随等离子体温度变化。也就是说，等离子体温度越高，所产生的NO和NO2越多。然而，所产生的NO和NO2的相对比例随着不同等离子体温度变化。在一些例子中，脉冲群中的头两个脉冲所产生的火花形成等离子体。头两个火花所具有的高时间可长于脉冲群中余下脉冲所产生的火花。头两个脉冲延长的时间长度分别用变量E和F表示。头两个脉冲以外的脉冲所产生的火花需要较少的能量来维持等离子体，因而后续脉冲的高时间(用变量H表示)可以短一些，以防等离子体温度变得太高。例如，虽然较高的等离子体温度可导致更多的NO,NO2和O3产生，但就产生所需比例的NO和NO2而言，较高的等离子体温度可能并不理想。
许多因素会影响所产生的NO,NO2和O3的数量和比例。例如，电极206的材料在决定产生特定火花需要多少能量方面发挥主要作用。包含贵金属的电极可产生低NO2/NO比。在一些例子中，钨电极产生较高的NO2/NO比，镍电极产生较低的NO2/NO比，铱电极产生甚至更低的NO2/NO比，如图8所示。
所产生的每个火花产生特定量的NO。NO在吸入的气体体积中得到稀释。为确保吸入气体中NO的浓度充分达到所期望的水平以产生所需生理效应，控制器210从呼吸传感器208接收与吸入气体的潮气量相关的信息，确定控制参数，以保持合适的NO浓度。
控制器210的实施方式可以包括数字电子电路、计算机软件、固件或硬件，包括本说明书所披露的结构和它们的结构等同物，或以上一项或多项的组合。例如，该控制器210可以是基于微处理器的控制器(或控制系统)，也可以是基于机电的控制器(或控制系统)。
控制器210的指令和/或逻辑可作为一个或多个计算机程序实施，即在计算机存储介质上编码的计算机程序指令的一个或多个模块，由数据处理设备执行或者用于控制数据处理设备的操作。替代地或附加地，该程序指令可以编码于人工生成并传播的非转移性信号上，例如机器生成的电、光或电磁信号上，生成该信号来对传输到合适的接收设备的信息进行编码，供数据处理设备执行。
控制器210可以包括客户端和服务器和/或主控制器和从属控制器。客户端和服务器一般彼此远离且通常通过通信网络互连。凭借在各自计算机上运行且具有客户端－服务器相互关系的计算机程序来建立客户端和服务器之间的关系。在一些方面，控制器210代表主控制器(例如主机)，它通过通信元件(例如有线或无线元件)与NO发生器200的每个部件实现通信连接。
控制器210可与NO发生器200无线连通(例如通过蓝牙)。控制器210也可与外部设备(例如计算机、平板电脑、智能手机等)连通。然后，可利用外部设备执行控制器210的功能，或者辅助控制器210执行功能。
在一些例子中，在产生一系列火花之前或之后，控制器210可使NO发生器200的某些部件不发生作用。在一些例子中，控制器210还可包括以下特征：i)检测并终止无意产生的火花；ii)在触发一系列火花之前确认该系列火花是安全的；iii)在产生每个系列的火花之后进行校验，将时间数值与时间数值备份进行核对，以检测时间变量是否损坏；以及iv)确定时间变量备份是否损坏。
在一些例子中，NO发生器200可与鼻导管、气管插管等一起设置或引入。电极206和呼吸传感器208可以是可清洁或可更换的。在一些例子中，电极106和传感器208可从气切导管或气管插管204中取出并清洁或更换。
通过吸气在NO发生器200中产生的火花使电合成的新鲜NO紧随那团吸入的气体的前端。在一些例子中，希望仅在吸气开始时产生NO。这使新鲜产生的NO的量最小化，减少了环境污染，在没有稀释的情况下有效地将NO最快地递送到终末细支气管和肺泡气体中，NO在此可有力地扩张肺部血管(肺泡和远端气道)。在较短的时间后，NO开始氧化成NO2，NO2溶解于水中时，形成硝酸和硝酸盐。如果在使用者准备吸入NO之前很长时间就产生了NO，该NO可能在吸气时就被氧化了。硝酸和硝酸盐会损伤NO发生器200的部件以及气道和肺组织。
在一些例子中，为扩大剂量，可能需要在呼气结束时并稍早于吸气开始时产生NO。这有时称作预触发。控制器210可在触发事件发生前预定长度的时间引发该系列电弧。在存在大量吸入气体时，或者在需要高浓度的吸入NO时，这种预触发可能是必要的。控制器210可跟踪吸入气体的吸入时间和体积，并利用预先定时来估计后续吸气时间。跟踪信息可用来计算预定时间的长度，该预定时间的长度是对下次吸气何时发生的预计。在一些例子中，控制器210可大约在触发事件发生时(例如稍早于或稍晚于触发事件)引发一系列电弧。预触发可优化，以便最终在吸入气体中递送更高浓度的NO。
可通过多种途径在吸气开始时触发火花。在一些例子中，呼吸传感器208检测吸气。呼吸传感器208可包括位于气道中电极206附近的高速响应热敏电阻器。呼吸传感器208可探测温度变化(吸入的空气往往比呼出的空气稍微凉一些)。因此，较凉的吸入气体能触发一系列火花。也就是说，吸气或者部分吸气可以是触发事件。更具体地说，温度因吸入空气而下降可以是触发事件。
不同类型的电路可结合到NO发生器200及其部件中。图4显示了可用来检测吸气的呼吸传感器208之一部分的示例的电路图400。呼吸传感器208可监测气道中空气的温度。呼吸传感器可包括热敏电阻器402。热敏电阻器402的电阻在其变凉时增大，而在其受热时减小。
在此例子中，呼吸传感器208设置成分压器，其包括热敏电阻器402和另一个电阻器。另一种构造是将热敏电阻器与其他电阻器进行桥式联用。在吸气过程中，室温气体或吸入温度的气体被吸入并通过热敏电阻器402。在呼气过程中，通常比室温更暖和一些的气体(例如处于体温或接近体温的气体)通过热敏电阻器402。也就是说，在典型的操作中，热敏电阻器402的电阻在吸气中增大而在呼气时减小。热敏电阻器402的电阻变化导致分压器中间节点的电压发生变化。这种变化的电压可通过一个或多个放大器调节。
呼吸传感器208可包括输出电压的微分器，该电压与分压器的变化电压成正比。此电压可送至控制器210并转换为数字电压值。控制器210可利用数字电压值确定吸气的开始。或者，微分器的输出结果可通过放大器调节，然后输入施密特(Schmitt)触发器。施密特触发器可将电压转换为数字电压值并产生滞后现象。滞后现象有助于区分呼气时段后期看到的小幅温度下降(要忽略)和吸气时段开始时看到的较大温度下降(要考虑)。可将数字电压值送至控制器210，该控制器210能够识别吸气的开始。
图5显示了呼吸传感器208的电压时间系列500的示例。如上文所解释，在吸气期间，较凉的吸入气体通过热敏电阻器402。凉的吸入气体导致热敏电阻器的电阻增大，这进而导致分压器中间节的电压增大，如区域502所反映。在呼气过程中，接近核心体温(约37℃)的较暖和的气体通过热敏电阻器402。暖和的气体导致热敏电阻器的电阻减小，这进而导致分压器中间节的电压减小，如区域504所反映。
在一些例子中，呼吸传感器208可以是能够探测压力的管子，它毗邻电极206附近的区域。自发吸气由较低的气道和胸廓压力触发，而机械通气产生正气道压力(从而使肺充气)。因此，对吸气的压力探测[不管是正压力(机械通气)还是负压力(自发吸气)]可触发火花。在一些例子中，热线风速计或呼吸速度描记器可探测呼吸时间和体积。
在一些例子中，含电阻器的胸围带(例如水银应变计)或阻抗传感器可探测胸部(或腹部)的膨胀，从而触发火花，在吸气开始时产生NO。在一些情况下，如果患者依赖呼吸器，机械呼吸器或通气机可触发气管内或气管造口合成电脉冲(因为通气机能够知道吸气的时间、潮气量，以及吸入氧浓度)，通过定时到通气机开始吸气时的火花产生所需量的NO。
在呼吸传感器208不测量温度的情况下，呼吸传感器208可检测吸气或呼气何时发生。呼吸传感器208还能区分吸气和呼气。例如，呼吸传感器208能够检测通过呼吸传感器208的空气的气流方向，从而确定空气是被吸入还是呼出。
本文描述了NO发生器200(以及图2所示的NO发生器罩具220)得到的结果。
图6A是平均电流和电压图600，显示了NO发生器200的平均电流和电压-火花数/秒。图6B是平均功率图602，显示了NO发生器200的平均功率-火花数/秒。平均电流和功率在0.5-2个火花/秒之间出现峰值，而平均电压在相同范围下降。图7A显示了按照1个火花/秒放电时发生2个火花期间的电压(上轨迹)和电流(下轨迹)的示波器轨迹700。图7B显示了对于1个火花/秒放电，在27毫秒的火花持续时间(单个火花)里，电压(上轨迹)和电流(下轨迹)的示波器轨迹702。
动物研究1
研究了四只重约32kg的羊羔。通过利用罩具吸入氧气中的5％异氟烷[1-氯-2,2,2-三氟乙基二氟甲基醚，美国伊利诺伊州迪尔菲尔德市百特公司(Baxter,Deerfield,IL)]进行普通麻醉，然后用1-4％异氟烷维持在0.40的初始吸入氧分率(FiO2)。在经气管插管之后，给动物置入内置颈动脉和肺动脉斯旺-甘兹(Swan-Ganz)导管。对麻醉的羊羔进行所有血液动力学测量。所有羊羔用机械通气机[7200型，美国加利福尼亚州普莱森顿市泰科公司(PuritanBennett,Pleasanton,CA)]通气，潮气量为400ml，频率为12次呼吸/分钟。
为引入肺动脉高压，以0.8-0.9微克/千克/分钟的速率在静脉内注入强效肺部血管收缩药U46619[美国密歇根州安娜堡市开曼化学公司(CaymanChemical,AnnArbor,MI)]，即前列腺素内过氧化物H2的类似物，以产生30mmHg的平均肺动脉血压(PAP)。
为了研究放电产生的一氧化氮(NO)的肺部血管扩张效应，在绵羊通气机的吸气管线内置入迷你火花塞或铱火花塞，并通过软件[NICO，美国康涅狄格州沃林福德市伟康公司(Respironics,Wallingford,CT)]测量气道气流，以确定每次机械呼吸的吸气量、呼气量和潮气量。如上文结合图3所述，火花塞电极产生一系列火花。在一些研究中，在整个呼吸循环中连续产生火花(连续点火)。在其他研究中，在每次呼吸的吸气开始时或者在吸气开始前不久产生火花(间歇点火，0.8秒/次呼吸，12-15次呼吸/分钟)。这样做是为了避免在呼吸的呼气阶段浪费NO。
图8显示了采用不同电极材料时，从NO发生器(例如图1所示的NO发生器102)产生的NO和NO2浓度。测试条件包括采用1/4"电极棒、2.0mm的电极间隙、5升/分钟的恒定气流以及0.21的FiO2。对于钨电极，B＝40个脉冲群/秒，N＝30个火花/脉冲群，P＝100微秒，H＝20微秒。对于镍电极，B＝35个脉冲群/秒，N＝40个火花/脉冲群，P＝180微秒，H＝70微秒。对于铱电极，B＝35个脉冲群/秒，N＝40个火花/脉冲群，P＝180微秒，H＝80微秒。
图9显示了使用迷你火花塞[MicroViperZ3，配有6mmHEX和10-40THRD，美国华盛顿州本顿市里姆菲尔公司(Rimfire,BentonCity,WA)]连续点火时，NO发生器在不同反应气氧浓度下产生的NO和NO2浓度。
图10显示了用铱火花塞[ACDelco41-101，美国马萨诸塞州沃尔瑟姆市(Waltham,MA)]连续点火时，NO发生器在不同反应气氧浓度下产生的NO和NO2浓度。
图11显示了用铱火花塞间歇点火时，NO发生器在不同反应气氧浓度下产生的NO和NO2浓度。
臭氧(O3)是强氧化剂，具有许多与氧化相关的工业和消费领域应用。然而，其氧化电势太高，并且它是有毒气体，损害动物粘膜和呼吸道组织，还能损害植物组织。这使臭氧成为近地面的强呼吸有害物和污染物。臭氧是在大气放电过程中形成的，并与NO反应形成二氧化氮(NO2)和O2，或者与N2反应产生NO和O2。在一些例子中，臭氧水平在连续点火情况下比在间歇点火情况下更高，还随O2浓度的增加而增加。
图12显示了采用迷你火花塞和铱火花塞连续点火时，在不同O2浓度下的O3水平。在此例子中，B＝60个脉冲群/秒，N＝50个火花/脉冲群，P＝140微秒，H＝40微秒，空气流速是5升/分钟。
图13显示了采用迷你火花塞和铱火花塞在每次呼吸的吸气开始时或者在吸气开始前不久触发间歇点火时，在不同O2浓度下的O3水平。在此例子中，B＝60个脉冲群/秒，N＝50个火花/脉冲群，P＝140微秒，H＝40微秒，空气流速是5升/分钟。
图14显示了采用迷你火花塞和铱火花塞连续点火时，在不同O2浓度下的O3水平。在此例子中，B＝35个脉冲群/秒，N＝25个火花/脉冲群，P＝240微秒，H＝100微秒，空气流速是5升/分钟。
图15显示了采用迷你火花塞和铱火花塞在每次呼吸的吸气开始时或者在吸气开始前不久触发间歇点火时，在不同O2浓度下的O3水平。在此例子中，B＝35个脉冲群/秒，N＝25个火花/脉冲群，P＝240微秒，H＝100微秒，空气流速是5升/分钟。
图16显示了利用氧气浓缩机在不同反应气氧浓度下的NO和NO2浓度。在此例子中，B＝5个脉冲群/秒，N＝25个火花/脉冲群，P＝200微秒，H＝60微秒，空气流速是5升/分钟。
图17显示了灌注U46619期间的平均肺动脉血压(PAP)。在基线处，在开始灌注U46619之前，PAP是14mmHg。灌注30分钟，平均PAP增至28mmHg。PAP稳定后，在每次吸气开始时产生火花，持续4分钟。在4分钟时间内，PAP显著降至22mmHg。停止点火并等待4分钟后，平均PAP再次升至28mmHg。在此例子中，B＝60个脉冲群/秒，N＝100个火花/脉冲群，P＝140微秒，H＝17微秒，潮气量(Vt)＝400毫升。
图18显示了在采用铱火花塞通过吸入气流触发间歇火花的同时，在不同FiO2下的NO和NO2浓度。
图19显示了在产生间歇火花之前和之后，在灌注U46619期间，在不同FiO2下的平均PAP。在这些例子中，B＝35个脉冲群/秒，N＝25个火花/脉冲群，P＝240微秒，H＝100微秒，Vt＝400毫升。
图20显示了在采用铱火花塞通过吸入气流触发连续火花的同时，在不同FiO2下的NO和NO2浓度。图21显示了在产生连续火花之前和之后，在灌注U46619期间，在不同FiO2下的平均PAP。在这些例子中，B＝35个脉冲群/秒，N＝25个火花/脉冲群，P＝240微秒，H＝100微秒，Vt＝400毫升。
在其他一些例子中，更少的呼吸量产生更高水平的NO，因为对火花合成的NO的稀释减小。图22显示了在采用铱火花塞通过吸入气流触发火花产生NO之前和之后，在灌注U46619期间，在不同Vt(呼吸潮气量水平)下的平均PAP。在这些例子中，B＝35个脉冲群/秒，N＝25个火花/脉冲群，P＝240微秒，H＝100微秒，FiO2＝0.21。
图24显示了在低压室2400中于各种大气压力下测量NO和NO2水平的测试装置。试验结果如图25所示。为了在低压室2400内产生负压(例如1/2ATA,1/3ATA)，关闭入口阀和出口阀，并且移动活塞，使其远离火花塞。然后将火花塞点火30秒。在此例子中，B＝100个脉冲群/秒，N＝10个火花/脉冲群，P＝140微秒，H＝10微秒。然后将活塞移向火花塞，使低压室2400内的压力回到1ATA。打开出口阀，将活塞进一步移向火花塞，从而将气体样品收集到3L呼吸袋中。收集之后，立即用SieversNOAi280分析收集的气体样品。
动物研究2
将迷你火花塞[MicroViperZ3，配有6mmHEX和10-40THRD，美国华盛顿州本顿市里姆菲尔公司]安装在#1绵羊的气道中。通过呼吸传感器触发迷你火花塞，该呼吸传感器测量吸气时吸入气体温度的变化。如上文结合图3所述，迷你火花塞电极产生一系列火花。
图26显示了在一段时间内灌注U46619的过程中的PAP。U46619以50μg/ml的浓度和18毫升/小时的速率通过静脉内灌注。在基线处，平均PAP为13mmHg。在30分钟的灌注时间内，平均PAP增至27-28mmHg。
图27显示了绵羊从罐中呼吸40ppm浓度的NO时的平均PAP。2分钟后，平均PAP降至18mmHg。
图28显示了通过吸入式呼吸触发(例如通过NICO触发，NICO是一种吸气式呼吸传感器)火花期间的平均PAP。在此例子中，B＝1个脉冲群/秒，N＝70个火花/脉冲群，P＝140微秒，H＝40微秒。在体外200毫升/分钟时，通过化学发光测得的NO浓度为25ppm。
图29显示了连续点火期间的平均PAP。在此例子中，B＝1个脉冲群/秒，N＝407个火花/脉冲群，P＝140微秒，H＝40微秒。在体外200毫升/分钟时，NO浓度为125ppm。
将迷你火花塞安装在#2绵羊的气道内，如图30所示。通过呼吸传感器触发迷你火花塞，该呼吸传感器测量吸气时吸入气体温度的变化。如上文结合图3所述，迷你火花塞电极产生一系列火花。
图31显示了在一段时间内灌注U46619的过程中的平均PAP。以50μg/ml的浓度和18毫升/小时的速率灌注U46619。在基线处，平均PAP为12mmHg。在30分钟的灌注时间内，平均PAP增至27mmHg。
图32显示了绵羊以40ppm的固定浓度从呼吸从气瓶送来的NO时的平均PAP。2分钟后，平均PAP降至15mmHg。
图33显示了通过吸入式呼吸触发(例如通过NICO呼吸传感器在吸气时触发)火花期间的平均PAP。在此例子中，B＝60个脉冲群/秒，N＝100个火花/脉冲群，P＝140微秒，H＝17微秒。
台架试验
图34显示了利用绵羊气道模拟器，使用通过吸气触发的微型火花塞(流动受控的NICO监测器)的台架试验装置。
图35显示了采用具有电路间隙(如图36所示)的改进型迷你火花塞，在1升/分钟的恒定反应气流速下的NO产生情况。在此例子中，H从10增至17。在空气中连续点火产生较多的NO(即约250ppm)。在改进中，除去迷你火花塞的插脚电极(tangelectrode)，从而将电极间隙从0.4mm增至1.1mm。
参考图37，流程图3700表示控制器(例如图2A所示的控制器210)的操作设置。所述操作通常由控制器中存在的一个处理器执行。不过，所述操作也可由控制器内存在的多个处理器执行。虽然通常由单个控制器执行，在一些设置中，操作的执行可在两个或更多个控制器之间分配。
操作包括收集信息3702，所述信息涉及一个或多个与呼吸系统相关的触发事件。例如，图2A所示的呼吸传感器208可收集信息，所述信息涉及一个或多个与呼吸系统相关的触发事件。所述信息可包括吸气开始时间和吸气的潮气量(例如从NICO设备、热线风速计、呼吸速度描记计等得到)。触发事件可以是吸气。所述操作还包括根据所收集的信息确定一个或多个控制参数3704。例如，图2A所示的控制器210可确定一个或多个控制参数。控制参数可产生脉冲串。所述操作还包括根据所确定的控制参数引发一系列电弧，从而产生一氧化氮3706。例如，图2A所示的电极206可根据所确定的控制参数引发一系列电弧，从而产生一氧化氮。控制参数可控制该系列电弧的时间。
图38显示了示例性计算机设备3800和示例性移动计算机设备3850的例子，它们可用于执行本文所述的操作和技术。例如，控制器110(如图1所示)、控制器210(如图2A所示)、控制器232(如图2C所示)或控制器266(如图2D所示)的部分或全部操作可通过计算机设备3800和/或移动计算机设备3850执行。计算机设备3800意在代表各种形式的数字计算机，包括例如膝上型计算机、台式计算机、工作站、个人数字助理、服务器、刀片服务器、主机及其他合适的计算机。计算机设备3850意在代表各种形式的移动设备，包括例如个人数字助理、平板式计算设备、移动电话、智能手机及其他类似的计算设备。此图中所示部件、其连接和相互关系及其功能意在仅作为示例，并不意味着限制本文件所描述和/或请求保护的技术的实施方式。
计算机设备3800包括处理器3802，内存3804，存储设备3806，连接至内存3804和高速扩展端口3810的高速界面3808，以及连接至高速总线3814和存储设备3806的低速界面3812。每个部件3802,3804,3806,3808,3810和3812利用各种总线相互连接，可安装在共用母板上或以其他合适的方式安装。处理器3802可处理在计算机设备3800内执行的指令，包括存储在内存3804中或者存储在存储设备3806上的指令，从而在外部输入/输出设备(包括例如连接至高速界面3808的显示器3816)上显示用于GUI的图形数据。在其他实施方式中，如果合适，可结合多个内存和不同类型的内存使用多个处理器和/或多个总线。另外，多个计算机设备3800可连接至每个提供必需操作中的部分操作的设备(例如作为服务器库、刀片服务器群或多处理器系统)。
内存3804存储计算机设备3800内的数据。在一个实施方式中，内存3804是一个或多个非永久性内存单元。在另一个实施方式中，内存3804是一个或多个永久性内存单元。内存3804还可以是另一种形式的计算机可读介质，包括例如磁盘或光盘。
存储设备3806能够为计算机设备3800提供大容量存储。在一个实施方式中，存储设备3806可以是计算机可读介质或者包含计算机可读介质，包括例如软盘设备、硬盘设备、光盘设备、磁带设备、闪存或其他类似的固态存储设备，或者是设备阵列，包括存储区网络或其他结构中的设备。计算机程序产品可有形地体现在数据载体中。计算机程序产品还可包含执行时会实施一种或多种方法(包括例如上文所述方法)的指令。数据载体是计算机可读或可机读介质，包括例如内存3804、存储设备3806、处理器3802上的内存等。
高速控制器3808为计算机设备3800管理带宽密集型操作，而低速控制器3812管理较低的带宽密集型操作。这种功能分配仅为示例。在一个实施方式中，高速控制器3808连接至内存3804、显示器3816(例如通过图像处理器或加速器)和高速扩展端口3810，高速扩展端口3810可接受各种扩展卡(未示出)。在该实施方式中，低速控制器3812连接至存储设备3806和低速扩展端口3814。低速扩展端口可包括各种通信端口(例如USB、 以太网、无线以太网)，可连接至一个或多个输入/输出设备，包括例如键盘、定点设备、扫描仪或网络设备，网络设备包括例如交换机或路由器，例如通过网络适配器连接。
计算机设备3800可通过各种不同的形式实施，如图所示。例如，它可作为标准服务器3820实施，或者在这样的服务器群中多次实施。它也可作为机架服务器系统3824的一部分实施。附加地或替代地，它可在包括例如膝上型计算机3822在内的个人计算机中实施。在一些例子中，计算机设备3800的部件可与包括例如设备3850在内的移动设备(未示出)中的其他部件组合。这种设备各自可包含一个或多个计算机设备3800,3850，而整个系统可由多个彼此连通的计算机设备3800,3850组成。
计算机设备3850包括处理器3852、内存3864、输入/输出设备(包括例如显示器3854、通信界面3866和收发器3868)及其他部件。设备3850还可配有存储设备，包括例如微驱动器或其他驱动器，以提供附加存储。每个部件3850,3852,3864,3854,3866和3868利用各种总线相互连接，几个部件可安装在共用母板上或以其他合适的方式安装。
处理器3852可执行计算机设备3850中的指令，包括存储在内存3864中的指令。处理器可以多个芯片的芯片组形式实施，所述芯片包括多个分离的模拟和数字处理器。处理器可以例如为设备3850的其他部件提供协调，包括例如用户界面控制，设备3850运行的应用程序，以及设备3850的无线通信。
处理器3852可通过连接至显示器3854的控制界面3858和显示界面3856与用户交流。显示器3854可以是例如TFTLCD(薄膜晶体管液晶显示器)或OLED(有机发光二极管)显示器或其他合适的显示技术。显示界面3856可包含用于驱动显示器3854的合适电路，将图像和其他数据呈现为用户。控制界面3858可接收来自用户的命令，对它们进行转换，以便发送到处理器3852。此外，外部界面3862可与处理器3842连通，从而使处理器3850能够与其他设备进行近区通信。外部界面3862可在一些实施方式中提供例如有线通信，或者在其他实施方式中提供无线通信，并且也可采用多个界面。
内存3864存储计算机设备3850内的数据。内存3864可以一个或多个计算机可读介质、非永久性存储单元或永久性存储单元的形式实施。还可提供扩展内存3874，并通过扩展界面3872与设备3850连接，扩展界面可包括例如SIMM(单列直插内存模块)卡界面。这种扩展内存3874可为设备3850提供额外的存储空间，或者可为设备3850存储应用程序或其他数据。具体而言，扩展内存3874可包括执行或补充上述过程的指令，还可包括安全数据。因此，例如，扩展内存3874可作为设备3850的安全模块提供，可用允许设备3850安全使用的指令编程。此外，安全应用程序可通过SIMM卡随着其他数据一起提供，包括例如以安全、不可修改的方式将识别数据置于SIMM卡上。
内存可包括例如闪存和/或NVRAM，如下文所讨论。在一个实施方式中，计算机程序产品有形地体现在数据载体中。计算机程序产品包含执行时会实施一种或多种方法(包括例如上文所述方法)的指令。数据载体是计算机可读或可机读介质，包括例如内层3864、扩展内存3874和/或处理器3852上的内存，可通过例如收发器3868或外部界面3862接收。
设备3850可通过通信界面3866无线通信，必要时，所述通信界面3866可包括数字信号处理电路。通信界面3866可在各种模式或协议下提供通信，所述模式或协议包括例如GSM语音呼叫，SMS、EMS或MMS消息传输，CDMA,TDMA,PDC,WCDMA,CDMA2000或GPRS等。这种通信可通过例如射频收发器3868发生。此外，短程通信可利用例如WiFi或其他收发器(未示出)发生。此外，GPS(全球定位系统)接收器模块3870可为设备3850提供与导航或定位相关的额外无线数据，在合适的情况下，设备3850上运行的应用程序可使用这些数据。设备中可包括传感器和模块，如照相机、麦克风、指南针、加速器(用于定向感测)等。
设备3850还可利用音频编解码器3860进行音频通信，所述音频编解码器可从用户接受话语数据，将其转换成可用的数字数据。音频编解码器3860同样能为用户产生音频声音，包括例如借助例如设备3850的听筒中的扬声器。这种声音可包括来自语音电话呼叫的声音，可包括录制的声音(例如语音消息、音乐文件等)，还可包括设备3850上运行的应用程序产生的声音。
计算机设备3850可通过各种不同的形式实施，如图所示。例如，它可作为移动电话3880实施。它还可作为智能手机3882、个人数字助理或其他类似移动设备的一部分实施。
本文所述的系统和技术的各种实施方式可在数字电子电路、集成电路、专门设计的ASIC(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件和/或其组合中实现。这些不同的实施方式可包括在一个或多个计算机程序中实施，所述计算机程序可在可编程系统上执行和/或解读，所述可编程系统包括至少一个可编程处理器，所述可编程处理器可以是专用的或通用的，连接起来从下述设备接收数据和指令，并向它们传输数据和指令：存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备。
这些计算机程序(也称作程序、软件、应用软件或代码)包括用于可编程处理器的机器指令，可用高级程序语言和/或面向对象编程语言和/或汇编/机器语言实施。如本文所用，术语可机读介质和计算机可读介质指计算机程序产品、装置和/或设备[例如磁盘、光盘、内存、可编程逻辑器件(PLD)]，用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据，包括接收机器指令的可机读介质。
为了提供与用户的互动，本文所述的系统和技术可在计算机上实施，该计算机具有为用户显示数据的显示设备[例如CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器]以及供用户为计算机提供输入信息的键盘和定点设备(例如鼠标或轨迹球)。也可用其他类型的设备提供与用户的互动；例如提供给用户的反馈可以是感觉反馈(例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈)；来自用户的输入可以声音输入、话语输入或触觉输入的形式接收。
本文所述的系统和技术可在计算系统中实施，所述计算系统包括后端部件(例如作为数据服务器)，或者包括中间设备部件(例如应用服务器)，或者包括前端部件(例如具有用户界面或网页浏览器的客户端计算机，用户通过该客户端计算机可与本文所述的系统和技术的实施过程互动)，或者这种后端、中间设备或前端部件的组合。所述系统的部件可通过数字数据通信(例如通信网络)的形式或介质互连。通信网络的例子包括局域网(LAN)、广域网(LAN)和互联网。
计算系统可包括客户端和服务器。客户端和服务器一般彼此远离且通常通过通信网络互连。凭借在各自计算机上运行且具有客户端－服务器相互关系的计算机程序来建立客户端和服务器之间的关系。
在一些实施方式中，本文所述的机器可分离、组合或结合到单个或组合的机器中。图中所示机器不是为了将本文所述的系统限制于图中所示的软件架构。

Claims (47)

1.一种方法，所述方法包括：
收集信息，所述信息涉及一个或多个与呼吸系统相关的触发事件；
根据所收集的信息确定一个或多个控制参数；以及
根据所确定的控制参数引发一系列电弧，以产生一氧化氮。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述触发事件是温度因气体的吸入而降低。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述触发事件是气体流动。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，涉及一个或多个触发事件的信息包括以下信息中的一种或多种：吸入开始的时间、吸入的潮气量、吸入气体的温度和反应气中的氧浓度。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一系列电弧在触发事件发生时产生。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一系列电弧在触发事件发生前预定长度的时间产生。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一系列电弧由脉冲串引发，所述脉冲串包括多个脉冲群，所述多个脉冲群具有脉冲宽度不同的脉冲。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述多个脉冲群中的一个脉冲群的初始脉冲的脉冲宽度宽于该脉冲群中其他脉冲的脉冲宽度。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述一系列电弧产生降低水平的二氧化氮或臭氧。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述降低水平的二氧化氮的浓度低于所产生的一氧化氮浓度的20％,10％,6％或5％。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述呼吸系统包括气管。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述呼吸系统包括气切导管和/或气管插管。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述呼吸系统包括患者可佩戴的罩具。
14.一种装置，所述装置包括：
用于收集信息的呼吸传感器，所述信息涉及一个或多个与呼吸系统相关的触发事件；
用于收集与气体中的氧浓度相关的信息的氧传感器；
用于根据所收集的信息确定一个或多个控制参数的控制器；以及
用于根据所确定的控制参数引发一系列电弧，从而产生一氧化氮的电极。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述触发事件是温度因气体的吸入而降低。
16.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述触发事件是气体流过所述呼吸传感器。
17.如权利要求14所述的装置，其特征在于，涉及一个或多个触发事件的信息包括以下信息中的一种或多种：吸入开始的时间、吸入的潮气量、吸入气体的温度和反应气中的氧浓度。
18.如权利要求14所述的装置，其特征在于，在所述触发事件发生时，所述电极产生所述一系列电弧。
19.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述电极在触发事件发生前预定长度的时间产生所述一系列电弧。
20.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述一系列电弧由脉冲串引发，所述脉冲串包括多个脉冲群，所述多个脉冲群具有脉冲宽度不同的脉冲。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述多个脉冲群中的一个脉冲群的初始脉冲的脉冲宽度宽于该脉冲群中其他脉冲的脉冲宽度。
22.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述一系列电弧产生降低水平的二氧化氮或臭氧。
23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述降低水平的二氧化氮的浓度低于所产生的一氧化氮浓度的20％,10％,6％或5％。
24.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述呼吸系统包括气管。
25.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述呼吸系统包括气切导管和/或气管插管。
26.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述呼吸系统包括患者可佩戴的罩具。
27.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述患者可佩戴的罩具包括用来将吸入气流与呼出气流分开的一个或多个阀。
28.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述传感器或电极设置在气管内。
29.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述电极包括贵金属。
30.如权利要求29所述的装置，其特征在于，所述电极包括铱。
31.如权利要求29所述的装置，其特征在于，所述电极包括镍。
32.一种用于产生一氧化氮的系统，所述系统包括：
一种设置在哺乳动物气管中的装置，所述装置包括：
用于收集信息的呼吸传感器，所述信息涉及一个或多个与气管相关的触发事件；
用于收集与气体中的氧浓度相关的信息的氧传感器；以及
一对或多对用于引发一系列电弧以产生一氧化氮的电极；以及
用于根据所述呼吸传感器和所述氧传感器收集的信息确定一个或多个控制参数的控制器，
其中所述一系列电弧是基于所述控制器确定的控制参数引发的。
33.如权利要求32所述的系统，其特征在于，所述触发事件是温度因气体的吸入而降低。
34.如权利要求32所述的系统，其特征在于，所述触发事件是气体流过所述呼吸传感器。
35.如权利要求32所述的系统，其特征在于，涉及一个或多个触发事件的信息包括以下信息中的一种或多种：吸入开始的时间、吸入的潮气量、吸入气体的温度和反应气中的氧浓度。
36.如权利要求32所述的系统，其特征在于，在所述触发事件发生时，所述电极产生所述一系列电弧。
37.如权利要求32所述的系统，其特征在于，所述电极在触发事件发生前预定长度的时间产生所述一系列电弧。
38.如权利要求32所述的系统，其特征在于，所述一系列电弧由脉冲串引发，所述脉冲串包括多个脉冲群，所述多个脉冲群具有脉冲宽度不同的脉冲。
39.如权利要求38所述的系统，其特征在于，所述多个脉冲群中的一个脉冲群的初始脉冲的脉冲宽度宽于该脉冲群中其他脉冲的脉冲宽度。
40.如权利要求38所述的系统，其特征在于，所述一系列电弧产生降低水平的二氧化氮或臭氧。
41.如权利要求40所述的系统，其特征在于，所述降低水平的二氧化氮的浓度低于所产生的一氧化氮浓度的20％,10％,6％或5％。
42.如权利要求32所述的系统，其特征在于，所述电极包括贵金属。
43.如权利要求42所述的系统，其特征在于，所述电极包括铱。
44.如权利要求42所述的系统，其特征在于，所述电极包括镍。
45.一种可植入颈部软骨环间的装置，所述装置包括：
用于收集信息的呼吸传感器，所述信息涉及一个或多个与呼吸系统相关的触发事件；
用于收集与气体中的氧浓度相关的信息的氧传感器；
用于根据所收集的信息确定一个或多个控制参数的控制器；以及
一对或多对位于火花室内的电极，所述电极用于根据所确定的控制参数引发一系列电弧，从而产生一氧化氮，其中火花室通过隔膜与外部环境隔开，所述隔膜可渗透一氧化氮，但不渗透二氧化氮和臭氧。
46.如权利要求43所述的装置，所述装置还包括用于从所述隔膜清除粘液的清扫设备。
47.一种可利用赛尔丁格技术植入哺乳动物气管的装置，所述装置包括：
用于收集信息的呼吸传感器，所述信息涉及一个或多个与呼吸系统相关的触发事件；
用于收集与气体中的氧浓度相关的信息的氧传感器；
用于根据所收集的信息确定一个或多个控制参数的控制器；以及
用于根据所确定的控制参数引发一系列电弧，从而产生一氧化氮的一对或多对电极。
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