ES2822215T3 - Sistemas y métodos de síntesis de óxido nítrico - Google Patents

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Abstract

Un aparato para generar óxido nítrico para ser integrado en un sistema respiratorio que tiene un aparato respiratorio, una línea inspiratoria y un caudalímetro de vías respiratorias dispuestos en la línea inspiratoria, el aparato que comprende: uno o más pares de electrodos; un filtro dispuesto corriente abajo de los electrodos; un depurador dispuesto corriente abajo de los electrodos; uno o más sensores configurados para medir al menos uno de un caudal de gas, una concentración de oxígeno corriente arriba de los electrodos, una concentración de óxido nítrico corriente abajo del depurador y una concentración de dióxido de nitrógeno corriente abajo del depurador; un controlador en comunicación con los electrodos y el uno o más sensores y configurado para suministrar una señal eléctrica a los electrodos que controla la sincronización y las características de encendido de los electrodos; y en el que las características de encendido de los electrodos determinan una concentración de óxido nítrico generado por los electrodos.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistemas y métodos de síntesis de óxido nítrico
Antecedentes
La divulgación se refiere en general a la síntesis de plasma eléctrico de óxido nítrico (NO) a partir de gases y, más específicamente, a sistemas y métodos para producir NO seguro para su uso en aplicaciones médicas.
El NO es un mediador crucial de muchos sistemas biológicos y se sabe que controla el nivel de presión arterial sistémica y arterial pulmonar, ayuda al sistema inmunológico a eliminar los parásitos invasores que ingresan a las células, inhibe la división de las células cancerosas, transmite señales entre las células cerebrales y contribuye a la muerte de las células cerebrales que debilita a las personas con accidentes cerebrovasculares o ataques cardíacos, entre otras cosas. El NO media en la relajación del músculo liso presente, por ejemplo, en las paredes de los vasos sanguíneos, los bronquios, el tracto gastrointestinal y el tracto urogenital. Se ha demostrado que la administración de NO gaseoso al pulmón por inhalación produce relajación localizada del músculo liso dentro de los vasos sanguíneos del pulmón y se usa ampliamente para tratar hipertensión pulmonar, neumonía, insuficiencia respiratoria hipoxémica de un recién nacido, etc. sin producir efectos secundarios sistémicos.
La inhalación de NO puede producir inmediatamente una vasodilatación pulmonar potente y selectiva que mejora la adecuación de la ventilación con la perfusión, aumentando así la eficiencia del transporte de oxígeno de un pulmón lesionado, y la respiración de NO puede elevar la tensión arterial de oxígeno. Respirar NO produce el inicio rápido de la acción vasodilatadora pulmonar que se produce a los pocos segundos de comenzar a respirar con ausencia de vasodilatación sistémica. Una vez inhalado, el NO se difunde a través de la vasculatura pulmonar hacia el torrente sanguíneo, en el que se inactiva rápidamente por combinación con la hemoglobina (la reacción de dioxigenación del NO). Por tanto, los efectos vasodilatadores del NO inhalado se limitan a estas ventajas terapéuticas pulmonares en el tratamiento de la hipertensión pulmonar aguda y crónica. El NO inhalado también se puede utilizar para prevenir la lesión por reperfusión de isquemia después de una intervención coronaria percutánea en adultos con ataques cardíacos. Además, el NO inhalado puede producir efectos antiinflamatorios y antiplaquetarios sistémicos aumentando los niveles de biometabolitos de NO circulante y por otros mecanismos, como la oxidación de la hemoglobina ferrosa circulante en el plasma. Finalmente, el NO tiene actividad antimicrobiana conocida.
El documento WO 2014/144151 A1 desvela un sistema para generar óxido nítrico, que puede incluir un aparato colocado en la tráquea de un mamífero, el aparato que incluye un sensor de respiración para recopilar información relacionada con uno o más eventos desencadenantes asociados con la tráquea, un sensor de oxígeno para recopilar información relacionada con una concentración de oxígeno en un gas, y uno o más pares de electrodos para iniciar una serie de arcos eléctricos para generar óxido nítrico. El sistema también puede incluir un controlador para determinar uno o más parámetros de control en base a la información recopilada por el sensor de respiración y el sensor de oxígeno, en el que la serie de arcos eléctricos se inicia en base a los parámetros de control determinados por el controlador.
El documento WO 2013/181179 A1 desvela un inhalador de óxido nítrico que usa una chispa eléctrica para producir óxido nítrico a partir del aire. El inhalador está optimizado para maximizar la producción de óxido nítrico y minimizar la producción de dióxido de nitrógeno a través del hardware y un sistema de control.
Breve sumario
La presente divulgación proporciona sistemas y métodos para producir óxido nítrico (NO) para su uso en aplicaciones médicas. Específicamente, se proporcionan sistemas y métodos para un generador de NO que es capaz de generar una concentración deseada de NO puro y seguro para ser proporcionado a un sistema respiratorio para que lo inhale un paciente.
En un aspecto, la presente divulgación proporciona un aparato para generar óxido nítrico que se integrará en un sistema respiratorio que tiene un aparato respiratorio, una línea inspiratoria y un caudalímetro de las vías respiratorias dispuesto sobre la línea inspiratoria, el aparato que incluye uno o más pares de electrodos, un filtro dispuesto corriente abajo de los electrodos, y un depurador dispuesto corriente abajo de los electrodos. El aparato incluye además uno o más sensores configurados para medir al menos uno de un caudal de gas, una concentración de oxígeno corriente arriba de los electrodos, una concentración de óxido nítrico corriente abajo del depurador y una concentración de dióxido de nitrógeno corriente abajo del depurador, y un controlador en comunicación con los electrodos y el uno o más sensores y configurado para suministrar una señal eléctrica a los electrodos que controla la sincronización y las características de encendido de los electrodos. Las características de encendido de los electrodos determinan una concentración de óxido nítrico generado por los electrodos.
En algunas realizaciones, los electrodos comprenden al menos uno de carburo de wolframio, carbono, níquel, iridio, titanio, renio y platino.
En algunas realizaciones, los electrodos comprenden iridio.
En algunas realizaciones, el depurador se fabrica a partir de hidróxido de calcio.
En algunas realizaciones, el uno o más sensores incluyen un caudalímetro de vías respiratorias dispuesto corriente abajo de los electrodos, un sensor de oxígeno dispuesto corriente arriba de los electrodos, un sensor de óxido nítrico dispuesto corriente abajo del depurador y un sensor de dióxido de nitrógeno dispuesto corriente abajo del depurador. En algunas realizaciones, una bobina de ignición está en comunicación con el controlador y los electrodos.
En algunas realizaciones, el controlador además está configurado para ordenar a la bobina de ignición que suministre energía eléctrica almacenada a los electrodos.
En algunas realizaciones, la señal eléctrica suministrada a los electrodos controla al menos uno de varios grupos de chispas de electrodos por segundo, una cantidad de chispas de electrodos individuales por grupo de chispas, un tiempo entre las chispas de electrodos individuales y una duración del pulso.
En algunas realizaciones, el controlador además está configurado para variar al menos uno del número de grupos de chispas de electrodos por segundo, el número de chispas de electrodos individuales por grupo de chispas, el tiempo entre las chispas de electrodos individuales y la duración del pulso en respuesta a la retroalimentación del uno o más sensores.
En algunas realizaciones, el aparato comprende además una bomba de gas dispuesta corriente arriba de los electrodos.
En algunas realizaciones, el uno o más sensores proporcionan una indicación de inspiración.
En algunas realizaciones, el controlador además está configurado para suministrar la señal eléctrica a los electrodos en respuesta a la detección de inspiración.
En algunas realizaciones, el filtro está configurado para filtrar partículas que fluyen corriente abajo de los electrodos con un diámetro superior a aproximadamente 0,22 micrómetros.
En algunas realizaciones, los electrodos están dispuestos entre una entrada y una salida, la salida que está acoplada a la línea inspiratoria.
En algunas realizaciones, los electrodos están integrados al menos parcialmente en la línea inspiratoria.
En algunas realizaciones, el filtro está dispuesto sobre la línea inspiratoria.
En algunas realizaciones, el depurador está dispuesto sobre la línea inspiratoria.
En algunas realizaciones, los electrodos comprenden al menos uno de carburo de wolframio, carbono, níquel, iridio, titanio, renio y platino.
En algunas realizaciones, los electrodos comprenden iridio.
En algunas realizaciones, el depurador se fabrica a partir de hidróxido de calcio.
En algunas realizaciones, el uno o más sensores incluyen un sensor de oxígeno dispuesto corriente arriba de los electrodos, un sensor de óxido nítrico dispuesto corriente abajo del depurador y un sensor de dióxido de nitrógeno dispuesto corriente abajo del depurador.
En algunas realizaciones, una bobina de ignición está en comunicación con el controlador y los electrodos.
En algunas realizaciones, el controlador además está configurado para ordenar a la bobina de ignición que suministre energía eléctrica almacenada a los electrodos.
En algunas realizaciones, la señal eléctrica suministrada a los electrodos controla al menos uno de varios grupos de chispas de electrodos por segundo, una cantidad de chispas de electrodos individuales por grupo de chispas, un tiempo entre las chispas de electrodos individuales y una duración del pulso.
En algunas realizaciones, el controlador además está configurado para variar al menos uno del número de grupos de chispas de electrodos por segundo, el número de chispas de electrodos individuales por grupo de chispas, el tiempo entre las chispas de electrodos individuales y la duración del pulso en respuesta a la retroalimentación del uno o más sensores.
En algunas realizaciones, el aparato comprende además una bomba de gas dispuesta corriente arriba de los electrodos.
En algunas realizaciones, el caudalímetro de las vías respiratorias proporciona una indicación de inspiración.
En algunas realizaciones, el controlador además está configurado para suministrar la señal eléctrica a los electrodos en respuesta a la detección de inspiración.
En algunas realizaciones, el filtro está configurado para filtrar partículas que fluyen corriente abajo de los electrodos con un diámetro superior a aproximadamente 0,22 micrómetros.
En algunas realizaciones, el aparato respiratorio comprende un sistema de ventilador, un sistema de presión positiva continua en las vías respiratorias (PPCVR), un ventilador oscilatorio de alta frecuencia (VOAF), una mascarilla, una cánula nasal o un inhalador.
En algunas realizaciones, el aparato incluye una cámara que tiene una entrada a la cámara, uno o más pares de electrodos dispuestos dentro de la cámara, y una cámara principal configurada para proporcionar una vía de fluido a una vía respiratoria de un paciente, en el que la cámara está en comunicación con la cámara principal y el gas de la cámara no se introduce mecánicamente en la cámara principal.
En algunas realizaciones, la cámara principal incluye un venturi.
En algunas realizaciones, el aparato comprende además un pasaje que conecta la cámara al venturi de la cámara principal.
En algunas realizaciones, un flujo de gas a través del venturi está configurado para generar vacío en la cámara. En algunas realizaciones, el aparato comprende además un pre-depurador dispuesto corriente arriba de la entrada de la cámara y un pre-filtro dispuesto corriente arriba de la entrada de la cámara.
En algunas realizaciones, el aparato comprende además un pre-filtro dispuesto corriente arriba de la entrada de la cámara.
En algunas realizaciones, la cámara principal y la cámara definen una trayectoria paralela.
En otro aspecto más, la presente divulgación proporciona un método para generar óxido nítrico en un sistema respiratorio que tiene un aparato respiratorio en comunicación con las vías respiratorias de un paciente. El método incluye acoplar un generador de óxido nítrico que tiene un par de electrodos a las vías respiratorias del paciente, activar el generador de óxido nítrico para producir una concentración deseada de óxido nítrico gaseoso y determinar las características de encendido deseadas de los electrodos para producir la concentración deseada de óxido nítrico gaseoso. El método además incluye, una vez que se han determinado las características de encendido, suministrar una señal eléctrica a los electrodos que inicia las características de encendido deseadas entre los electrodos para generar la concentración deseada de óxido nítrico gaseoso en un flujo de gas proporcionado a las vías respiratorias del paciente.
En algunas realizaciones, activar el generador de óxido nítrico para producir una concentración deseada de óxido nítrico gaseoso comprende monitorizar al menos uno de un caudal de gas proporcionado al paciente, la temperatura del gas proporcionado al paciente y la presión del gas proporcionado al paciente, detectando un cambio en al menos uno del caudal de gas proporcionado al paciente, la temperatura del gas proporcionado al paciente y la presión del gas proporcionado al paciente, y determinando que el cambio detectado es indicativo de un evento inspiratorio. En algunas realizaciones, el método además comprende filtrar partículas en el flujo de gas proporcionado al paciente.
En algunas realizaciones, el método además comprende eliminar al menos uno de entre dióxido de nitrógeno y ozono en el flujo de gas proporcionado al paciente.
En algunas realizaciones, determinar las características de encendido deseadas de los electrodos comprende medir la presión atmosférica y determinar un número de grupos de chispas de electrodos por segundo, un número de chispas de electrodos individuales por grupo de chispas, un tiempo entre las chispas de electrodos individuales y una duración del pulso.
En algunas realizaciones, el método además comprende monitorizar una concentración de óxido nítrico corriente abajo de los electrodos, determinando que la concentración de óxido nítrico no es igual a la concentración deseada de óxido nítrico, y en respuesta a determinar que la concentración de óxido nítrico corriente abajo de los electrodos no es igual a la concentración de óxido nítrico deseada, que varía a través de la señal eléctrica, al menos uno de varios grupos de chispas de electrodos por segundo, un número de chispas de electrodos individuales por grupo de chispas, un tiempo entre las chispas de electrodos individuales y una duración de pulso.
En algunas realizaciones, el método además comprende monitorizar una concentración de dióxido de nitrógeno corriente abajo de los electrodos, determinar que la concentración de dióxido de nitrógeno es superior a una concentración máxima predefinida, y al determinar que la concentración de dióxido de nitrógeno corriente abajo de los electrodos es superior a la concentración máxima predefinida, dejar de suministrar la señal eléctrica a los electrodos.
Lo anterior y otros aspectos y ventajas de la invención aparecerán a partir de la siguiente descripción. En la descripción, se hace referencia a los dibujos adjuntos que forman parte de la misma, y en los que a modo de ilustración se muestra una realización preferida de la invención. Sin embargo, dicha realización no representa necesariamente el alcance completo de la invención y, por lo tanto, se hace referencia a las reivindicaciones y a este documento para interpretar el alcance de la invención.
Breve descripción de los dibujos
La invención se comprenderá mejor y se harán evidentes las características, aspectos y ventajas distintos de los expuestos anteriormente cuando se considere la siguiente descripción detallada de la misma. Dicha descripción detallada hace referencia a los siguientes dibujos.
La FIG. 1 muestra una ilustración esquemática de un sistema respiratorio de acuerdo con una realización de la presente invención.
La FIG. 2 muestra un esquema detallado de un generador de óxido nítrico en el sistema respiratorio de la FIG. 1 de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La FIG. 3 muestra una señal eléctrica aplicada a los electrodos del generador de óxido nítrico de la FIG. 2 de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La FIG. 4 muestra una ilustración esquemática de un sistema respiratorio de acuerdo con otra realización de la presente invención.
La FIG. 5 muestra un esquema detallado de un generador de óxido nítrico en el sistema respiratorio de la FIG. 4 de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.
La FIG. 6 muestra una implementación del generador de óxido nítrico de la FIG. 5 de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La FIG. 7 muestra un sistema respiratorio de acuerdo con otra realización más de la presente divulgación.
La FIG. 8 muestra un sistema respiratorio de acuerdo con otra realización más de la presente divulgación.
La FIG. 9 muestra un esquema usado para probar un generador de óxido nítrico de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La FIG. 10 muestra un gráfico que ilustra las concentraciones de NO y NO2 generadas al probar el generador de óxido nítrico de la FIG. 2.
La FIG. 11. muestra un gráfico que ilustra las concentraciones de NO y NO2 generadas por el generador de óxido nítrico de la FIG. 2 durante la prueba de 10 días.
La FIG. 12 muestra un gráfico que ilustra el efecto de variar la señal eléctrica a los electrodos del generador de óxido nítrico de la FIG. 2.
La FIG. 13 muestra un gráfico que ilustra las concentraciones de NO y NO2 generadas por el generador de óxido nítrico de la FIG. 2 a presiones atmosféricas variables.
La FIG. 14 muestra un gráfico que ilustra las concentraciones de NO y NO2 que entran y salen de un depurador siguiendo y en serie con el generador de óxido nítrico de la FIG. 2.
La FIG. 15 muestra un gráfico que ilustra las concentraciones de NO y NO2 que entran y salen de un depurador del generador de óxido nítrico de la FIG. 5.
La FIG. 16 muestra un gráfico que ilustra las concentraciones de ozono (O3) que entran y salen de un depurador del generador de óxido nítrico de la FIG. 2.
La FIG. 17A muestra una vista ampliada de una punta de electrodo sin usar.
La FIG. 17B muestra una vista ampliada de la punta del electrodo de la FIG. 17A después de encendido continuo durante 10 días.
La FIG. 18A muestra una vista ampliada de un filtro sin usar.
La FIG. 18B muestra una vista ampliada del filtro de la FIG. 18A después de disponerse corriente abajo de los electrodos que se encienden de forma continua durante 10 días.
La FIG. 19A muestra un gráfico que ilustra los resultados de la espectroscopía de rayos X de dispersión de energía (EDX) del filtro de la FIG. 18A
La FIG. 19B muestra un gráfico que ilustra los resultados de la espectroscopía de rayos X de dispersión de energía (EDX) del filtro de la FIG. 18B.
La FIG. 20 muestra un gráfico que ilustra la relación NO2/NO generada por electrodos fabricados con varios metales. La FIG. 21 muestra un gráfico que ilustra las concentraciones de NO y NO2 generadas con y sin una membrana microporosa que cubre el generador de óxido nítrico de la FIG. 5.
La FIG. 22A muestra un gráfico que ilustra la presión arterial pulmonar media (PAP) de un cordero anestesiado con hipertensión pulmonar aguda debido a la infusión de U46619 después de la inhalación de óxido nítrico generado utilizando el sistema respiratorio de la FIG. 1 y comparado con el óxido nítrico liberado por una bombona de gas de NO/N2 comprimido.
La FIG. 22B muestra un gráfico que ilustra el índice de resistencia vascular pulmonar (IRVP) de un cordero anestesiado con hipertensión pulmonar aguda tras la inhalación de óxido nítrico generado utilizando el sistema respiratorio de la FIG. 1 y comparado con el óxido nítrico liberado por una bombona de gas de NO/N2 comprimido. La FIG. 23A muestra un gráfico que ilustra la presión arterial pulmonar media (PAP) de un cordero anestesiado con hipertensión pulmonar aguda tras la inhalación de óxido nítrico generado utilizando el sistema respiratorio de la FIG.
4 con el generador de óxido nítrico que se enciende de forma continua y en comparación con el óxido nítrico liberado por una bombona de gas comprimido.
La FIG. 23B muestra un gráfico que ilustra el índice de resistencia vascular pulmonar (IRVP) de un cordero anestesiado con hipertensión pulmonar aguda tras la inhalación de óxido nítrico generado utilizando el sistema respiratorio de la FIG. 4 con el generador de óxido nítrico que se enciende de forma continua y en comparación con el óxido nítrico liberado por una bombona de gas comprimido.
La FIG. 24A muestra un gráfico que ilustra la presión arterial pulmonar media (PAP) de un cordero anestesiado con hipertensión pulmonar aguda tras la inhalación de óxido nítrico generado utilizando el sistema respiratorio de la FIG.
4 con el generador de óxido nítrico que se enciende de forma intermitente y en comparación con el óxido nítrico liberado por una bombona de gas comprimido.
La FIG. 24B muestra un gráfico que ilustra el índice de resistencia vascular pulmonar (IRVP) de un cordero anestesiado con hipertensión pulmonar aguda tras la inhalación de óxido nítrico generado utilizando el sistema respiratorio de la FIG. 2 con el generador de óxido nítrico que se enciende de forma intermitente y en comparación con el óxido nítrico liberado por una bombona de gas comprimido.
Descripción detallada
El uso de los términos "corriente abajo" y "corriente arriba" en el presente documento son términos que indican la dirección relativa al flujo de un gas. El término "corriente abajo" corresponde a la dirección del flujo de gas, mientras que el término "corriente arriba" se refiere a la dirección opuesta o contraria a la dirección del flujo de gas.
Actualmente, la administración de la terapia con óxido nítrico (NO) inhalado requiere el uso de bombonas de gas comprimido pesadas, una red de distribución de bombonas de gas, un dispositivo de administración complejo, dispositivos de calibración y monitorización de gas, y personal capacitado en terapia respiratoria. Estos requisitos para administrar la terapia con NO presentan un coste significativo para la institución (por ejemplo, un hospital) que administra la terapia con NO y, por lo tanto, para el paciente que recibe la terapia con NO. Para muchas instituciones, la terapia con NO inhalado puede ser uno de los medicamentos más costosos utilizados en medicina neonatal. El uso de bombonas de gas voluminosas y el coste de la terapia de NO inhalado dan como resultado que la terapia de NO inhalado no esté disponible en la mayor parte del mundo y no esté disponible para uso ambulatorio.
Se han intentado varios métodos para producir NO con fines biomédicos, como por ejemplo, preparar químicamente NO a partir de N2O4 que requiere una amplia depuración con antioxidantes. También se han probado varios sistemas eléctricos, tales como arco pulsado, arco deslizante, barrera dieléctrica, microondas, corona, descarga acoplada inducida por radiofrecuencia y descarga de plasma de alta frecuencia a presión atmosférica no térmica. Sin embargo, estos sistemas y métodos producen grandes cantidades de subproductos nocivos (por ejemplo, dióxido de nitrógeno (NO2) y ozono (O3)) y requieren sistemas de purificación complejos.
Debido a las dificultades actuales para administrar y generar NO para la terapia de inhalación, sería deseable tener un generador de NO liviano y económico que se pueda usar para la terapia de inhalación de NO al lado de la cama de un paciente o en aplicaciones portátiles. También sería deseable que el generador de NO se acople o integre fácilmente en los sistemas de ventilación actuales. Es ventajoso desde una perspectiva de seguridad que el NO que se genera esté lo más limpio posible, de modo que incluso en el caso de que un depurador falle o se agote, el NO que se administra a un paciente no se contamine con NO2 u O3.
La FIG. 1 muestra un sistema respiratorio 10 para administrar NO a un paciente 11 de acuerdo con un ejemplo no limitante de la presente divulgación. El sistema respiratorio 10 incluye un aparato respiratorio 12 y un generador de NO 14. En algunos ejemplos no limitantes, el aparato respiratorio 12 puede ser un sistema de ventilación, un sistema de presión positiva continua en las vías respiratorias (PPCVR), un ventilador oscilatorio de alta frecuencia (VOAF), una mascarilla, una cánula nasal o un inhalador. El aparato respiratorio 12 está configurado para permitir el pasaje de gas hacia y desde una vía aérea del paciente 11. En algunos ejemplos no limitantes, el sistema respiratorio 12 puede proporcionar al paciente ventilación mecánica (es decir, presión positiva para inflar los 11 pulmones del paciente). En otros ejemplos no limitantes, el paciente 11 puede estar respirando por sí solo y el sistema de respiración 12 puede proporcionar una vía de flujo a las vías respiratorias del paciente 11. El sistema respiratorio 12 ilustrado incluye una línea inspiratoria 18, una línea espiratoria 20 y un caudalímetro de las vías respiratorias 22 acoplado a la línea inspiratoria 18. El ventilador 16 puede ser un ventilador mecánico disponible en el mercado utilizado en aplicaciones biomédicas (por ejemplo, terapia de inhalación). Como se conoce en la técnica, el ventilador mecánico 16 está configurado para proporcionar un flujo de gas (por ejemplo, aire o una mezcla de gas nitrógeno/oxígeno) a través de la línea inspiratoria 18 al tracto respiratorio del paciente 11. Posteriormente, el ventilador 16 se configura para eliminar un flujo de gas (por ejemplo, gas exhalado) a través de la línea espiratoria 20 del tracto respiratorio del paciente 11. De esta forma, el ventilador 16 puede simular el proceso respiratorio del paciente 11. El caudalímetro de las vías respiratorias 22 mide el caudal de gas en la línea inspiratoria 18. En un ejemplo no limitante, el caudalímetro de las vías respiratorias 22 puede controlar el tiempo y la cantidad de NO que se sintetiza a partir de la descarga de plasma por chispa en el generador de NO 14.
El generador de NO 14 está dispuesto entre una entrada 24 y una salida 26. Se aspira gas (por ejemplo, aire o una mezcla de gas nitrógeno/oxígeno) al generador de NO 14 en la entrada 24. El generador de NO 14 está configurado para generar una concentración predeterminada de NO para ser inhalada por el paciente 11, como se describirá en detalle a continuación. El gas que contiene NO se suministra desde el generador de NO 14 a la salida 26. La salida 26 se comunica con la línea inspiratoria 18 del aparato respiratorio 12 corriente arriba del caudalímetro de las vías respiratorias 22.
El sistema respiratorio 10 incluye un pre-filtro 28, una bomba de gas 30, un sensor de flujo de gas 32 todos dispuestos corriente arriba del generador de NO 14. El pre-filtro 28 está dispuesto corriente abajo de la entrada 24 y corriente arriba de la bomba de gas 30. El sensor de flujo de gas 32 está dispuesto corriente abajo de la bomba de gas 30 y corriente arriba del generador de NO 14. En un ejemplo no limitante, el pre-filtro 28 se puede configurar para filtrar partículas, gotas de agua y bacterias con un diámetro superior a aproximadamente 0,22 micrómetros (|jm). Debe saberse que el tamaño de partícula filtrado por el pre-filtro 28 no pretende ser limitante de ninguna manera, y pre-filtros alternativos que filtran diferentes tamaños de partícula están dentro del alcance de la presente divulgación. En otros ejemplos no limitantes, el pre-filtro 28 puede retirarse si el fluido proporcionado en la entrada 24 se trata previamente (es decir, se filtra y se seca). En algunas realizaciones, se puede disponer un pre-depurador (no mostrado) corriente arriba del pre-filtro 28 para eliminar, por ejemplo, CO2 del gas de entrada. La eliminación de CO2 del gas de entrada elimina la necesidad de depurar el CO2 en la salida de gas del generador de NO 14.
La bomba de gas 30 está configurada para extraer gas de la entrada 24 y suministrar el gas bajo una mayor presión hacia el generador de NO 14 y a través de la salida 26. Debe saberse que, en otros ejemplos no limitantes, la bomba de gas 30 puede ser reemplazada por un ventilador o un dispositivo tipo fuelle. El sensor de flujo de gas 32 está configurado para medir un caudal de gas que fluye desde la bomba de gas 30 al generador de NO 14. Un controlador 33 está en comunicación con el generador de NO 14, la bomba de gas 30, el sensor de flujo de gas 32 y el caudalímetro de las vías respiratorias 22. El controlador 33 está configurado para controlar el funcionamiento del generador de NO 14 y la bomba de gas 30, como se describirá en detalle a continuación.
Como se muestra en la FIG. 2, el generador de NO 14 incluye un sensor 34 de oxígeno dispuesto corriente arriba de los electrodos 36. El sensor de oxígeno 34 mide una concentración de oxígeno en el gas que se suministra, a través de la bomba de gas 30, a los electrodos 36. En algunos ejemplos no limitantes, los electrodos 36 pueden incluir uno o más pares de electrodos individuales que pueden estar fabricados de o recubrirse con carburo de wolframio, carbono, níquel, iridio, titanio, platino, renio o una aleación de los materiales mencionados anteriormente. En un ejemplo ejemplar no limitante, los electrodos 36 están fabricados o se recubren con iridio porque, como se describe a continuación, el iridio puede producir una concentración más baja de NO2 en relación con la concentración de NO generado, que es un factor de seguridad importante del generador de NO 14.
Una bobina de ignición 38 está en comunicación con los electrodos 36 y está configurada para almacenar y liberar energía eléctrica. La energía almacenada por la bobina de ignición 38 se administra a los electrodos 36 para crear un plasma en un espacio entre los electrodos 36. El plasma generado entre los electrodos 36 genera NO, siempre que haya nitrógeno y oxígeno presentes en el gas que se suministra a los electrodos 36. El controlador 33 está en comunicación con la bobina de ignición 38 y está configurado para controlar cuándo la bobina de ignición 38 suministra la energía almacenada y, por lo tanto, controla cuándo los electrodos 36 se encienden (es decir, forman un plasma y generan NO). Debe saberse que, en algunos ejemplos no limitantes, el controlador 33 se puede combinar con el generador de NO 14 en una sola unidad portátil.
Corriente abajo de los electrodos 36, el generador de NO 14 incluye un depurador 42, un post-filtro 44, un sensor de NO 46 y un sensor de NO248. El post-filtro 44 está dispuesto corriente arriba de los sensores 46 y 48 de NO y NO2, y corriente abajo del depurador 42. El depurador 42 está configurado para eliminar los subproductos dañinos (por ejemplo, NO2 y O3) producidos en el plasma creado al encender los electrodos 36. En un ejemplo no limitante, el depurador 42 se puede fabricar a partir de hidróxido de calcio (Ca(OH)2). El post-filtro 44 está configurado para filtrar partículas (por ejemplo, fragmentos del depurador 42 y/o partículas que se desprenden de los electrodos 36 durante el encendido) en el fluido que fluye desde los electrodos 36 a la salida 26. Esto puede evitar que el paciente 11 inhale gas cargado de partículas y que inhale partículas de electrodo que subliman debido a las altas temperaturas durante el encendido. En un ejemplo no limitante, el post-filtro 44 se puede configurar para filtrar partículas con un diámetro superior o inferior a aproximadamente 0,22 |jm. Se debe saber que el tamaño de partícula filtrado por el post-filtro 44 no pretende ser limitante de ninguna manera, y post-filtros alternativos que filtran diferentes tamaños de partículas están dentro del alcance de la presente divulgación. Sin embargo, el tamaño de partícula filtrado por el post-filtro 44 debe ser suficientemente pequeño para mantener la seguridad y la salud del paciente 11.
El sensor de NO 46 mide una concentración de NO en el gas que fluye desde los electrodos 36 a la salida 26, y el sensor de NO248 mide una concentración de NO2 en el fluido que fluye desde los electrodos 36 a la salida 26. Con referencia continua a la FIG. 2, el controlador 33 recibe energía de entrada de una fuente de alimentación 50. En un ejemplo no limitante, la fuente de alimentación 50 puede ser externa al generador de NO 14 (por ejemplo, alimentación de pared). En otro ejemplo no limitante, la fuente de alimentación 50 se puede integrar en el generador de NO 14. En este ejemplo no limitante, la fuente de alimentación 50 puede tener la forma de una batería o una batería recargable. El controlador 33 incluye un transceptor 52 y un puerto de comunicación 54. El controlador 33 se puede configurar para comunicarse de forma inalámbrica, a través del transceptor 52, con un procesador externo (no mostrado) y/o una pantalla (no mostrada) usando Bluetooth®, WiFi o cualquier protocolo de comunicación inalámbrica conocido en la técnica o desarrollado en el futuro. Alternativa o adicionalmente, el controlador 33 puede configurarse para comunicarse, a través del puerto de comunicación 54, con el procesador externo (no mostrado) y/o la pantalla (no mostrada) usando una conexión de bus serie universal (USB), una conexión Ethernet, o cualquier protocolo de comunicación por cable conocido en la técnica o desarrollado en el futuro.
El controlador 33 está en comunicación con la bomba de gas 30, el sensor de flujo de gas 32, el sensor de oxígeno 34, el sensor de NO 46 y el sensor de NO248. En funcionamiento, el controlador 33 está configurado para controlar un desplazamiento (es decir, un caudal de gas desde la entrada 24 a la salida 26) de la bomba de gas 30. Por ejemplo, el procesador externo puede introducir un caudal deseado de 5 litros/minuto (l/min) en el controlador 33. En este ejemplo no limitante, el controlador 33 puede ajustar el desplazamiento de la bomba de gas 30 en respuesta al caudal medido por el sensor de caudal de gas 32 para intentar mantener el caudal dentro de un margen predefinido de aproximadamente 5 l/min.
Las concentraciones medidas por el sensor de oxígeno 34, el sensor de NO 46 y el sensor de NO248 se comunican al controlador 33. En funcionamiento, el controlador 33 está configurado para variar la sincronización y las características de encendido de los electrodos 36 en respuesta a las mediciones del sensor de oxígeno 34, el sensor de NO 46 y el sensor de NO248 y el caudalímetro de las vías respiratorias 22. En un ejemplo no limitante, la sincronización de los electrodos 36 puede ser con respecto a la inspiración del paciente 11. Como se muestra en la FIG. 3, el controlador 33 está configurado para suministrar una señal eléctrica a la bobina de ignición 38 y por tanto a los electrodos 36 que comprende una pluralidad de ondas cuadradas. En el ejemplo no limitante que se muestra en la FIG. 3, la señal eléctrica suministrada a los electrodos 36 por el controlador 33 puede incluir grupos de ondas cuadradas donde cada onda cuadrada individual en el grupo respectivo representa una chispa de los electrodos 36. En este ejemplo no limitante, el controlador 33 se puede configurar para controlar un número de grupos de chispas por segundo (B), un número de chispas individuales por grupo (N), un tiempo entre chispas individuales (P) y una duración de pulso de cada onda cuadrada individual en el grupo (H).
La variación de los valores de B, N, P y H puede alterar las concentraciones de NO y NO2 generadas por el generador de NO 14, como se describirá en detalle a continuación. Los datos recopilados de diferentes B, N, P y H se pueden utilizar para desarrollar un modelo teórico para generar una concentración dada de NO. El modelo teórico se puede refinar aún más probando el generador de NO 14 a diferentes concentraciones de oxígeno, presiones, humedades y temperaturas. Entonces, conociendo la concentración de oxígeno, presión, temperatura y/o humedad del fluido que fluye hacia los electrodos 36, el controlador 33 puede calcular un B, N, P y H ideales para generar una concentración deseada de NO. El sensor de NO 46 monitoriza la concentración de NO producido y proporciona retroalimentación al controlador 33 que, en respuesta a la concentración de NO producido que se desvía de una concentración deseada, puede alterar los valores de B, N, P y/o H en consecuencia.
En un ejemplo no limitante, la concentración de oxígeno del gas proporcionado a los electrodos 36 puede ser un valor conocido constante (por ejemplo, aire con el 21% de O2) que se introduce en el controlador 33. En este ejemplo no limitante, el sensor de oxígeno 34 puede omitirse del generador de NO 14. Alternativa o adicionalmente, puede disponerse un sensor de presión (no mostrado) corriente arriba de los electrodos 36 para medir la presión ambiental. Como se describe a continuación, la cantidad de NO producido por el generador de NO 14 puede ser una función de la presión atmosférica. En un ejemplo no limitante, el controlador 33 puede configurarse para ajustar las características de encendido de los electrodos 36 en respuesta a la presión medida por el sensor de presión. Alternativa o adicionalmente, el controlador 33 se puede configurar para monitorizar la condición, o salud, del depurador 42 determinando si la concentración de NO2, medida por el sensor de NO2 48, excede un valor predeterminado. Si la concentración de NO2 excede el valor predeterminado, el depurador 42 puede agotarse y el controlador 33 puede detener el encendido de los electrodos 36 e instruir a un usuario del generador de NO 14 para que reemplace el depurador 42. Alternativa o adicionalmente, un sensor de pH colorimétrico puede estimar el agotamiento del depurador 42.
En funcionamiento, el generador de NO 14 está configurado para producir concentraciones terapéuticas de NO, por ejemplo, entre aproximadamente 5 y 80 partes por millón (ppm) mediante chispas pulsadas de los electrodos 36. Las concentraciones terapéuticas de No producidas por el generador de NO 14 pueden suministrarse a la línea inspiratoria 18 y por lo tanto al paciente 11. Por tanto, el generador de NO 14 no requiere el uso de válvulas para permitir el flujo de gas cargado de NO al paciente 11. En un ejemplo no limitante, los electrodos 36 del generador de NO 14 pueden ser activados mediante el controlador 33, para el encendido de forma continua. En otro ejemplo no limitante, los electrodos 36 del generador de NO 14 pueden ser activados mediante el controlador 33 para el encendido durante o antes de la inspiración del paciente 11. La activación de los electrodos 36 durante o antes de la inspiración puede evitar el desperdicio de NO generado durante la exhalación y puede permitir que el generador de NO 14 demande menos energía en comparación con el funcionamiento continuo.
El controlador 33 puede configurarse para detectar la inspiración del paciente 11 basándose en el caudal medido por el caudalímetro de las vías respiratorias 22, una temperatura en la línea inspiratoria 18, una temperatura en la línea de espiración 20, una presión en la línea inspiratoria 18, y/o una presión en la línea de espiración 20. El modelo teórico ejecutado por el controlador 33 para determinar los valores de B, N, P y H para una concentración de NO deseada puede ajustarse si los electrodos 36 se están encendiendo de forma continua o intermitente (es decir, activados durante o antes de la inspiración).
La FIG. 4 muestra una ilustración esquemática de un sistema respiratorio 100 según otro ejemplo no limitante de la presente divulgación. El sistema respiratorio 100 de la FIG. 4 es similar al sistema respiratorio 10 de la FIG. 1 excepto en lo que se describe a continuación o es evidente de la FIG. 4. Como se muestra en la FIG. 4, el sistema respiratorio 100 incluye un generador de NO 102 integrado en la línea inspiratoria 18 del aparato respiratorio 12. Con el generador de NO 102 integrado en la línea inspiratoria 18, el sistema respiratorio 100 puede no incluir el pre-filtro 28, la bomba de gas 30 y el sensor de flujo de gas 32, ya que el ventilador 16 proporciona el flujo de gas al generador de NO 102.
El generador de NO 102 de la FIG. 5 es similar al generador de NO 14 de la FIG. 1 excepto en lo que se describe a continuación o es evidente de la FIG. 5. Como se muestra en la FIG. 5, el depurador 42, el post-filtro 44, el sensor de NO 46 y el sensor de NO2 están integrados en la línea inspiratoria 18, y el generador de NO 102 incluye una membrana 104 que rodea o cubre los electrodos 36. La membrana 104 protege los electrodos 36 de cualquier gota de agua o mucosidad en la línea inspiratoria 18 mientras permite que el gas que fluye a través de la línea inspiratoria 18 (por ejemplo, aire o una mezcla de gas nitrógeno/oxígeno) pase libremente a través de la membrana 104. En un ejemplo no limitante, la membrana 104 puede ser una membrana microporosa de politetrafluoroetileno (PTFE). Se debe saber que los electrodos 36 no tienen por qué estar completamente integrados en la línea inspiratoria 18, y que solo las puntas de los electrodos 36 tienen que estar en la trayectoria del gas definida por la línea inspiratoria 18.
En funcionamiento, la colocación del generador de NO 102 en línea con la línea inspiratoria 18 reduce el tiempo de tránsito del NO gaseoso generado al pulmón del paciente 11. Esto reduce la probabilidad de que el NO generado se oxide a NO2 antes de llegar al paciente 11. Además, la colocación del generador de NO 102 en línea con la línea inspiratoria 18 evita la necesidad de válvulas para permitir el flujo de gas cargado de NO al paciente 11. En un ejemplo no limitante, el controlador 33 está configurado para encender de forma intermitente los electrodos 36 del generador de NO 102 antes o durante la inspiración del paciente 11. Generar NO sólo durante o después de la inspiración, en comparación con el encendido continuo de los electrodos 36, permite que el generador de NO 102 genere NO durante aproximadamente un cuarto a un octavo del tiempo total del ciclo respiratorio del paciente 11. Esto puede reducir la potencia demandada del generador de NO 102, favorecer las aplicaciones portátiles, evitar generar NO residual y reducir el tamaño necesario del depurador 42.
La FIG. 6 muestra una implementación no limitante del generador de NO 102 donde el controlador 33 y la bobina de ignición 38 están encerrados en una base 110. La base 110 está acoplada a un tubo 112 configurado para colocarse en línea con una línea inspiratoria de un sistema respiratorio o aparato respiratorio. Los electrodos 36 están parcialmente dispuestos dentro de la base 110 de manera que las puntas de los electrodos 36 están en una trayectoria de fluido definida por el tubo 112. El generador de NO 102 ilustrado incluye un cable 114 de alimentación unido a la base 102 para suministrar energía al controlador 33 y la fuente de alimentación 50. El cable de alimentación 114 se puede separar de la base 110 para ayudar en la portabilidad del generador de NO 102.
Un primer extremo 116 del tubo 112 está configurado para recibir un conjunto de cartucho 118 y un segundo extremo 117 del tubo 112 está configurado para acoplarse a la línea inspiratoria 18. El conjunto de cartucho 118 incluye una entrada de cartucho 119 configurada para acoplarse al primer extremo 116 del tubo 112, un cartucho 120 dispuesto corriente arriba y acoplado al post-filtro 44, y una salida de cartucho 122 configurada para acoplarse a la línea inspiratoria 18. En un ejemplo no limitante, el cartucho 120 se puede llenar con un material microporoso (por ejemplo, espuma). El depurador 42 está dispuesto entre el cartucho 120 y el post-filtro 44.
La FIG. 7 muestra un sistema respiratorio 200 que tiene un generador de NO 201 según otro ejemplo no limitante de la presente divulgación. Como se muestra en la FIG. 7, el generador de NO 201 incluye una cámara 202 que tiene una entrada de la cámara 204 dispuesta corriente arriba de los electrodos 206. De manera similar a los electrodos 36, descritos anteriormente, los electrodos 206 pueden ser alimentados por un controlador 207 que está configurado para controlar cuándo se suministra energía a los electrodos 206 y, por lo tanto, controlar cuándo se encienden los electrodos 206 (es decir, forman un plasma y generan NO). La cámara 202 está acoplada a una cámara principal 208 a través del pasaje 210. La cámara principal 208 incluye una entrada principal 212, una salida principal 214 y un venturi 216 dispuestos entre ellos. La salida principal 214 está en comunicación de gas con el tracto respiratorio de un paciente. El pasaje 210 está acoplado al venturi 216 de la cámara principal 208 e incluye un post-filtro 218 y un post-depurador 220. El post-filtro 218 está configurado para filtrar partículas (por ejemplo, partículas que se desprenden o se vaporizan de los electrodos 36 durante el encendido) en el gas que fluye a través del pasaje 210 desde la cámara 202 a la cámara principal 208. El post-depurador 220 está configurado para eliminar los subproductos dañinos (por ejemplo, NO2 y O3) producidos en el plasma creado al encender los electrodos 206. En otros ejemplos no limitantes, el post-filtro 218 y/o el post-depurador 220 pueden estar dispuestos en la cámara principal 208 corriente abajo del venturi 216.
En un ejemplo no limitante, puede disponerse un pre-filtro 222 corriente arriba de la entrada de la cámara 202 para eliminar partículas y/o gotas de agua en el fluido que se suministra a la entrada de la cámara 202. Alternativa o adicionalmente, puede disponerse un pre-depurador 224 corriente arriba de la entrada de la cámara 202 para eliminar compuestos que son potencialmente dañinos para el post-depurador 220 (por ejemplo, dióxido de carbono (CO2)). La pre-depuración del gas que fluye hacia los electrodos 206 puede permitir reducir el tamaño del post­ depurador (no del post-filtro) 220. La reducción del tamaño del post-depurador 220 mediante el pre-depurador, en un ejemplo no limitante, puede permitir que el post-depurador 220 se coloque sobre un espacio de chispa entre los electrodos 206 dentro de un tubo de traqueotomía o un tubo endotraqueal para producir NO dentro de las vías respiratorias, incluso cerca de la carina.
Uno o más sensores 226 están dispuestos corriente abajo del venturi 216. Los sensores 226 están configurados para medir una concentración de oxígeno, una concentración de NO y/o una concentración de NO2 en el gas que fluye desde el venturi 216 a la salida principal 214. Alternativa o adicionalmente, la cámara 202 puede incluir uno o más sensores adicionales (no mostrados) para medir al menos uno de la presión, la temperatura y la humedad en la cámara 202.
En algunos ejemplos no limitantes, la cámara principal 208, la cámara 202 y/o el pasaje 210 pueden incluir uno o más pasajes o módulos, tales como una corriente de gas de ventilador o un aparato respiratorio.
En funcionamiento, la entrada principal 212 y la entrada de la cámara 204 reciben un flujo de gas (por ejemplo, aire o una mezcla de gas nitrógeno/oxígeno). El caudal de gas proporcionado a la entrada principal 212 puede ser suficientemente superior al caudal de gas proporcionado a la entrada de la cámara 204, lo que hace que el flujo a través del venturi 216 genere vacío en la cámara 202. El vacío aspirado en la cámara 202 puede extraer fluido de la cámara 202 hacia la cámara principal 208. Esta operación del generador de NO 201 puede evitar la necesidad de controlar la cantidad total de gas rico en NO inyectado en la cámara principal 208 con una o más válvulas. Además, el generador de NO 201 proporciona el flujo de gas cargado de NO al paciente de forma no mecánica (es decir, sin el uso de una bomba o válvulas).
El funcionamiento del controlador 207 es similar al controlador 33, descrito anteriormente, y está configurado para controlar la concentración de NO generado al encender los electrodos 206 al variar B, N, P y H. El controlador 207 puede ajustar B, N, P y/o H en respuesta a las mediciones realizadas por uno o más sensores 226. En un ejemplo no limitante, el controlador 207 puede calcular la concentración deseada de NO generado para una aplicación particular en base al caudal másico de gas a través de la cámara principal 208 y la cantidad de vacío aspirado en la cámara 202. En algunos ejemplos no limitantes, el generador de NO 201 puede incluir un sensor de flujo (no mostrado) en comunicación con el controlador 207 para permitir la generación inspiratoria temporizada de NO. En este ejemplo no limitante, el controlador 207 puede configurarse para activar los electrodos 206 para generar NO durante o antes de la inspiración del paciente, lo que puede reducir el desgaste de los electrodos 206, la oxidación de NO en NO2 y los requisitos de energía del generador de NO 201.
La FIG. 8 muestra un sistema respiratorio 300 que tiene un generador de NO 301 de acuerdo con otro ejemplo no limitante de la presente divulgación. El generador de NO 301 de la FIG. 8 es similar al generador de NO 201 de la FIG. 7 excepto en lo que se describe a continuación o es evidente de la FIG. 8. Como se muestra en la FIG. 8, el generador de NO 301 puede emplear una administración paralela proporcional. En lugar de mezclar el gas antes de que se suministre al paciente, una inspiración puede extraer gas rico en NO de la cámara 202 y fluido de la cámara principal 208 desde un pasaje paralelo 302. Es decir, el paciente puede extraer gas de salida directamente desde el pasaje paralelo 302 sin requerir el uso de válvulas o una bomba para suministrar el gas cargado de NO producido al paciente.
Como se ha descrito anteriormente, los generadores de NO 14, 102, 201 y 301 pueden funcionar de manera similar para proporcionar NO puro y seguro a las vías respiratorias de un paciente. El funcionamiento del controlador respectivo (es decir, los controladores 33 y 207) en los sistemas respiratorios 10, 100, 200 y 300 puede controlar el funcionamiento de los generadores de NO 14, 102, 201 y 301. La FIG. 9 muestra un ejemplo no limitante del funcionamiento de cualquiera de los sistemas respiratorios 10, 100, 200 y 300 descritos anteriormente. Como se muestra en la FIG. 9, un generador de NO (por ejemplo, el generador de NO 14, 102, 201 y/o 301) se acopla a una vía respiratoria de un paciente en la etapa 304. Como se ha descrito anteriormente, el generador de NO se puede acoplar a las vías respiratorias del paciente, por ejemplo mediante una conexión a una línea inspiratoria, un venturi, una trayectoria paralela, o el generador de NO se puede colocar en línea con una vía aérea del paciente. Con el generador de NO acoplado a las vías respiratorias del paciente, el controlador (por ejemplo, el controlador 33 o el controlador 207) monitoriza las entradas del sensor al paciente en la etapa 306. En algunos ejemplos no limitantes, el controlador puede monitorizar una concentración de oxígeno corriente abajo del generador de NO, una presión ambiental, un caudal de gas que se proporciona (mecánica o no mecánicamente) al paciente, una concentración de NO corriente abajo del generador de NO, y una concentración de NO2 corriente abajo del generador de NO.
El controlador (por ejemplo, el controlador 33 o el controlador 207) determina entonces en la etapa 308 si el generador de NO debe activarse para producir NO para ser inhalado por el paciente. En algunos ejemplos no limitantes, el controlador puede configurarse para activarse en o justo antes de un evento inspiratorio (por ejemplo, monitorizando el flujo de gas proporcionado al paciente, una presión en una línea inspiratoria, una temperatura en una línea inspiratoria, etc.). En otros ejemplos no limitantes, el controlador se puede activar manualmente por un usuario del generador de NO. Una vez que el controlador ha activado el generador de NO en la etapa 308, el controlador puede determinar las características de encendido deseadas, proporcionadas por una señal eléctrica pulsada, para ser enviadas a los electrodos (por ejemplo, electrodos 36 o electrodos 208) en la etapa 310. El controlador se puede preconfigurar para producir una concentración deseada de NO gaseoso puro y seguro para ser inhalado por el paciente. En un ejemplo no limitante, la concentración preconfigurada de NO gaseoso se determina en la etapa 310 por el controlador en función de la presión atmosférica y/o las características de encendido de los electrodos B, N, P y H, descritas anteriormente. Es decir, el controlador puede determinar, basándose en la presión atmosférica medida, el B, N, P y H deseados de la señal eléctrica para producir la concentración preconfigurada de NO.
Con las características de encendido deseadas determinadas en la etapa 310, el controlador envía la señal eléctrica correspondiente a los electrodos y el generador de NO produce, en la etapa 312, la concentración preconfigurada en NO gaseoso puro y seguro por descarga de plasma por chispa que se proporcionará a la vía aérea del paciente. Mientras que el generador de NO produce NO gaseoso en la etapa 312, el controlador monitoriza las entradas de los sensores (por ejemplo, una concentración de oxígeno corriente arriba del generador de NO, una presión ambiental, un caudal de gas que se proporciona (mecánica o no mecánicamente) al paciente, una concentración de NO corriente abajo del generador de NO y una concentración de NO2 corriente abajo del generador de NO. Basándose en las entradas de los sensores, el controlador en la etapa 314 determina si ajustar o no la producción de NO. Por ejemplo, si el controlador detecta que la concentración de NO gaseoso de salida no es sustancialmente igual a la concentración de NO gaseoso deseada, el controlador puede alterar las características de encendido de los electrodos, en la etapa 316, variando al menos uno de B, N, P, y H para alinear la concentración de NO gaseoso producido con la concentración de NO gaseoso deseada. Alternativa o adicionalmente, si el controlador detecta un aumento en el flujo de gas que se proporciona a las vías respiratorias del paciente, el controlador puede alterar las características de encendido de los electrodos en la etapa 316 variando al menos uno de B, N, P y H en consecuencia. Por tanto, el controlador (por ejemplo, el controlador 33 o el controlador 207) está configurado para alterar las características de encendido (es decir, una concentración de NO gaseoso sintetizado producido por la descarga de plasma entre los electrodos) basándose en la retroalimentación de uno o más sensores.
Ejemplos
Los siguientes ejemplos exponen, en detalle, las formas en las que pueden usarse o implementarse los sistemas respiratorios 100 y 200 y/o los generadores de NO 14, 102, 201 y 301, y permitirán a un experto en la técnica comprender más fácilmente el principio de la misma. Los siguientes ejemplos se presentan a modo de ilustración y no pretenden ser limitantes de ninguna manera.
Ejemplo 1: Medición de la generación de NO y NO2 a concentraciones variables de oxígeno y nitrógeno
El generador de NO 14 se probó con concentraciones variables de nitrógeno y oxígeno que se proporcionaron a los electrodos 36. La prueba se realizó utilizando la configuración de prueba que se muestra en la FIG. 9 y a presión atmosférica. El controlador 33 se configuró para encender los electrodos 36 usando los siguientes ajustes: B = 25; N = 35; P = 240 |js; y H = 100 |js. Las concentraciones de NO y NO2 generadas por el generador de NO 14 se midieron a un flujo de gas constante de 5 l/min y con niveles de oxígeno del 10%, 21%, 50%, 80% y 90% y una cantidad equilibrada de nitrógeno. La FIG. 10 muestra las concentraciones de NO y NO2 generadas durante la prueba. Como se muestra en la FIG. 10, se generaron concentraciones máximas de NO (68 ± 4 ppm) y NO2 (6 ± 2 ppm) al 50% de oxígeno. Se generaron concentraciones más bajas de NO y NO2 cuando la concentración de oxígeno se desvió del 50% (es decir, aumentando la concentración de oxígeno por encima del 50% o disminuyendo la concentración de oxígeno por debajo del 50%).
Ejemplo 2: Medición de las concentraciones de NO y NO2 durante el funcionamiento continuo durante 10 días El generador de NO 14 se probó a una concentración de oxígeno del 21% (es decir, al aire) y un caudal de gas constante de 5 l/min. Los electrodos 36 estaban fabricados en iridio-platino. La prueba se realizó utilizando la configuración de prueba que se muestra en la FIG. 9 y a presión atmosférica. El controlador 33 se configuró para encender los electrodos 36 usando los siguientes ajustes para producir aproximadamente 50 ppm de NO: B = 20, N = 20, P = 240 js; y H = 70 js. La FIG. 11 muestra las concentraciones de NO y NO2 generadas por el generador de NO durante la prueba de 10 días. Como se muestra en la FIG. 11, las concentraciones de NO y NO2 permanecieron sustancialmente constantes durante los 10 días.
Ejemplo 3: Medición de la generación de NO y NO2 con variaciones de B, N, P y H
Como se ha descrito anteriormente, un modelo teórico de la generación de NO y NO2 con variaciones de B, N, P y H se puede introducir al controlador del sistema respiratorio respectivo. El generador de NO 14 se probó a una concentración de oxígeno del 21% (es decir, al aire) y un caudal de gas constante de 5 l/min. Los electrodos se fabricaron con iridio-platino. La prueba se realizó utilizando la configuración de prueba que se muestra en la FIG. 9 y a presión atmosférica. La FIG. 12A muestra el efecto de variar B con N = 25, P = 240 js y H = 100 js. Como se muestra en la FIG. 12A, las concentraciones de NO y NO2 generadas aumentaron sustancial y linealmente con valores crecientes de B. La FIG. 12B muestra el efecto de variar N con B = 35, P = 240 js y H = 100 js. Como se muestra en la FIG. 12A, las concentraciones de NO y NO2 generadas aumentaron sustancial y linealmente con valores crecientes de N. La FIG. 12C muestra el efecto de variar P con B = 35, N = 25 y H = 100 js. Como se muestra en la FIG. 12C, las concentraciones de NO y NO2 generadas aumentaron sustancial y linealmente con valores crecientes de P. La FIG. 12D muestra el efecto de variar H con B = 35, N = 25 y P = 240 js. Como se muestra en la FIG. 12D, la concentración de NO y NO2 generada aumentó sustancial y linealmente con valores crecientes de H. Los datos mostrados en las FIGS. 12A-D indican que la producción de NO se puede controlar con precisión (utilizando B, N, P y H), y que la producción de NO puede aumentar con la repetición de pulsos (B y N) y la capacidad de almacenamiento de energía (P y H).
Ejemplo 4: Medición de la generación de NO y NO2 a presión atmosférica variable
El generador de NO 14 se probó a una concentración de oxígeno del 21% (es decir, al aire) en una cámara de 500 mililitros. El controlador 33 se configuró para encender los electrodos 36 usando los siguientes ajustes: B = 100, N = 10, P = 140 js; y H = 10 js. El generador de NO se hizo funcionar durante 1 minuto y las concentraciones de NO y NO2 se midieron a un tercio de presión absoluta en atmósferas (ATA), la mitad de ATA, una ATA y dos ATA. La FIG.
13 muestra las concentraciones de NO y NO2 a las presiones atmosféricas variables. Como se muestra en la FIG.
13, en comparación con las concentraciones de NO y NO2 generadas en una ATA, la producción de NO y NO2 disminuyó al disminuir la ATA y aumentó al aumentar la ATA. Sin embargo, la relación de NO2/NO permaneció sustancialmente constante para cada una de las presiones atmosféricas probadas.
Ejemplo 5: Medición de las concentraciones de NO y NO2 que entran y salen del depurador 42 del generador de NO 14 con concentraciones variables de oxígeno y nitrógeno
El generador de NO 14 se probó a un caudal de gas constante de 5 l/min. Los electrodos 36 estaban fabricados en iridio-platino. La prueba se realizó utilizando la configuración de prueba que se muestra en la FIG. 9 a presión atmosférica. El depurador 42 comprendía 72 gramos (g) de Ca(OH)2 y el post-filtro 44 se colocó corriente abajo del depurador 42. El controlador 33 se configuró para encender los electrodos 36 usando los siguientes ajustes: B = 25, N = 35, P = 240 js; y H = 100 js. Las concentraciones de NO y NO2 generadas por el generador de NO 14 se midieron al entrar (es decir, corriente arriba) y al salir (es decir, corriente abajo) del depurador 42 a niveles de oxígeno del 21% (es decir, aire), el 50% y el 80%, y una cantidad equilibrada de nitrógeno. La FIG. 14 muestra las concentraciones de NO y NO2 medidas durante la prueba. Como se muestra en la FIG. 14, al 21% de oxígeno (es decir, al aire), el generador de NO 14 produjo 48 ± 5 ppm de NO y 44 ± 5 ppm salieron del depurador 42. El generador de NO 14 produjo 4,1 ± 0,4 ppm de NO2 y 0,5 ± 0,03 ppm salieron del depurador 42. Al 50% de oxígeno, el generador de NO 14 produjo 68 ± 11 ppm de NO y 62 ± 11 ppm salieron del depurador 42. El generador de NO 14 produjo 6,2 ± 0,4 ppm de NO2 y 0,7 ± 0,02 ppm salieron del depurador 42. Al 80% de oxígeno, el generador de NO 14 produjo 41 ± 1 ppm de NO y 37 ± 2 ppm salieron del depurador 42. El generador de NO 14 produjo 3,9 ± 0,5 ppm de NO2 y 0,9 ± 0,04 ppm salieron del depurador 42. Por tanto, el depurador 42 eliminó entre aproximadamente el 87% y el 95% del NO2 producido por el generador de NO 14. Estos resultados demuestran que el depurador 42 es muy eficaz para eliminar el NO2 (por debajo del límite de la Agencia de Protección Ambiental (EPA) después de la depuración) sin reducir las concentraciones de NO.
Ejemplo 6: Medición de concentraciones de NO y NO2 que entran y salen del depurador 42 del generador de NO 102 Como se ha descrito anteriormente, el generador de NO 102 es similar al generador de NO 14 pero está dispuesta en línea en la línea inspiratoria 18, corriente arriba del CO2 exhalado, que permite que el depurador 42 sea de un tamaño reducido. El generador de NO 102 se probó a un caudal de gas constante de 5 l/min. La prueba se realizó utilizando la configuración de prueba que se muestra en la FIG. 9 a presión atmosférica. Los electrodos 36 estaban fabricados en iridio-platino. El depurador 42 comprendía 15 g de Ca(OH)2 y el post-filtro 44 se colocó corriente abajo del depurador 42. El controlador 33 se configuró para encender los electrodos 36 usando los siguientes ajustes: B = 35, N = 25, P = 240 |js; y H = 70 |js. Las concentraciones de NO y NO2 generadas por el generador de NO 102 se midieron al entrar (es decir, corriente arriba) y al salir (es decir, corriente abajo) del depurador 42 a niveles de oxígeno del 21% (es decir, aire), el 50% y el 80%, y una cantidad equilibrada de nitrógeno. La FIG. 15 muestra las concentraciones de NO y NO2 medidas durante la prueba. Como se muestra en la FIG. 15, el depurador 42 eliminó aproximadamente más del 95% del NO2 producido por el generador de NO 102. Estos resultados son similares a los del depurador 42 más grande (75 g). Por tanto, el depurador 42 más pequeño con menos resistencia al flujo de gas (por ejemplo, 0,2 cm H20 * min * L’1), utilizado en el generador de NO 102, elimina eficazmente el NO2 sin reducir las concentraciones de NO.
Ejemplo 7: Medición y depuración de concentraciones de O3 producidas por el generador de NO 14
El generador de NO 14 se probó a un caudal de gas constante de 5 l/min. Los electrodos 36 estaban fabricados en iridio-platino. La prueba se realizó utilizando la configuración de prueba que se muestra en la FIG. 9 y a presión atmosférica. El depurador 42 comprendía 72 gramos (g) de Ca(OH)2 y el post-filtro 44 se colocó corriente abajo del depurador 42. El controlador 33 se configuró para encender los electrodos 36 usando los siguientes ajustes: B = 25, N = 35, P = 240 js; y H = 100 js. Las concentraciones de O3 generadas por el generador de NO 14 se midieron al entrar (es decir, corriente arriba) y al salir (es decir, corriente abajo) del depurador 42 a niveles de oxígeno del 21% (es decir, aire), el 50% y el 80%, y una cantidad equilibrada de nitrógeno. La FIG. 16 muestra las concentraciones de O3 medidas durante la prueba. Como se muestra en la FIG. 16, al 21% de oxígeno (es decir, al aire), el generador de NO 14 produjo 17 ± 2 partes por millardo (ppb) de O3 y <0,1 ppb salieron del depurador 42. Al 50% de oxígeno, el generador de NO 14 produjo 18 ± 10 ppb de O3 y <0,1 ppb salieron del depurador 42. Al 80% de oxígeno, el generador de NO 14 produjo 20 ± 1 ppb de O3 y <0,1 ppb salieron del depurador 42. Estos resultados demuestran que el depurador 42 es muy eficaz para eliminar O3 a niveles insignificantes muy por debajo de los límites de O3 de la EPA. Se lograron resultados similares al probar el depurador más pequeño 42 del generador de NO 102.
Ejemplo 8: Erosión de electrodos
Como se ha descrito anteriormente, los electrodos pueden romperse y vaporizarse con el tiempo debido al encendido. La FIG. 17A muestra una nueva punta de electrodo de iridio y la FIG. 17B muestra una punta de electrodo de iridio usada después de diez días de funcionamiento que produce 50 ppm de NO a un caudal de gas de 5 l/min. Como se muestra en la FIG. 17B, la punta del electrodo se ha degradado y ha perdido material debido al encendido. Por tanto, el requisito para el post-filtro 44 en el generador de NO 14 y 102, y el post-filtro 218 en el generador de NO 201 y 301. A medida que los electrodos se erosionan y vaporizan, los fragmentos de electrodos se depositan en el post-filtro 44, 218. Para verificar que el post-filtro 44, 218 atrapa los fragmentos de electrodo, se tomó una imagen de un post-filtro con un corte de tamaño de partícula de 0,22 jm después de los diez días de encendido. La FIG. 18A muestra un nuevo post-filtro de 0,22 |jm y la FIG. 18B muestra el post-filtro de 0,22 |jm después de los diez días de funcionamiento. Como se muestra en la FIG. 18B, el post-filtro de 0,22 jm usado contiene fragmentos de iridio. Esto se verificó mediante espectroscopía de rayos X de dispersión de energía (EDX) como se muestra en los gráficos de la FIG. 19A y la FIG. 19B. La FIG. 19A muestra la espectroscopía EDX del nuevo post-filtro de 0,22 jm y la FIG. 19B muestra la espectroscopía EDX del post-filtro de 0,22 jm usado. Como se muestra en las FIGS. 19A y 19B, el post-filtro de 0,22 jm usado contiene iridio, mientras que el nuevo post-filtro de 0,22 jm no contiene iridio. Por tanto, un solo post-filtro de 0,22 jm fue suficiente y necesario para atrapar los fragmentos de electrodo producidos por la erosión del electrodo.
Ejemplo 9: Minimización de la generación de NO2 variando la composición del electrodo
El generador de NO 14 se probó a un caudal de gas constante de 5 l/min con electrodos 36 fabricados con carburo de wolframio, carbono, níquel e iridio. La prueba se realizó utilizando la configuración de prueba que se muestra en la FIG. 9 y a presión atmosférica. El controlador 33 se configuró para encender los electrodos 36 usando los siguientes ajustes: B = 25, N = 35, P = 240 |js; y H = 50 |js. La FIG. 20 muestra la relación de NO2/NO generado para las diferentes composiciones de electrodos. Como se muestra en la FIG. 20, el electrodo de iridio produjo el 4,5 ± 0,1% de NO2/NO, el electrodo de níquel produjo el 6,5 ± 0,1% de NO2/NO, el electrodo de carbono produjo el 7,8 ± 0,5% de NO2/NO y el electrodo de carburo de wolframio generó el 12,9 ± 1,9% de NO2/NO. Evidentemente, cuanto menor sea la relación NO2/NO mejor y, por tanto, el electrodo de iridio es un candidato ideal para la composición de los electrodos 36.
Ejemplo 10: Medición de velocidades de difusión de NO y NO2 a través de la membrana 104 del generador de NO 102
Como se ha descrito anteriormente, dado que el generador de NO 102 se coloca en línea con la línea inspiratoria 18, la membrana microporosa 104 se puede colocar alrededor de los electrodos 36 para protegerlos de las gotas de agua o las secreciones de las vías respiratorias. El generador de NO 102 se probó a un caudal de gas constante de 0,5 l/min durante 5 minutos mientras producía NO. El NO y el NO2 producidos se promediaron durante los 5 minutos y se midieron las concentraciones con (+) y sin (-) la membrana 104. El controlador 33 estaba configurado para encender los electrodos 36 utilizando los siguientes dos grupos de configuraciones. Configuración n.° 1: B = 25, N = 35, P = 240 |js; y H = 30 js. Configuración n.° 2: B = 25, N = 35, P = 240 |js; y H = 60 js. La FIG. 21 muestra las concentraciones de NO y NO2 producidas durante los 5 minutos con (+) y sin (-) la membrana 104 en los dos ajustes de encendido diferentes. Como se muestra en la FIG. 21, el 95 ± 2% del NO generado sin (-) la membrana 104 se generó con (+) la membrana 104, y el 95 ± 1% del NO2 generado sin (-) la membrana 104 se generó con (+) la membrana 104. Por tanto, la adición de la membrana 104 no altera significativamente las características de producción de NO del generador de NO 102.
Estudios con animales
Los estudios en animales fueron aprobados por el Comité Institucional de Uso y Cuidado de Animales de1Hospital General de Massachusetts (Boston, Mass.). Se estudiaron ocho corderos (New England Ovis, Dover, NH) con un peso de 32 ± 2 kg. Se indujo anestesia general con isoflurano inhalado al 5% (1-cloro-2,2,2-trifluoroetildiflurometil éter, Baxter, Deerfield, IL) en oxígeno administrado a través de una máscara y a continuación se mantuvo con el 1-4% de isoflurano en 50% de oxígeno durante la cirugía. Después de la intubación traqueal, los corderos se equiparon con catéteres permanentes en la arteria pulmonar de la arteria carótida. Todas las mediciones hemodinámicas se realizaron en corderos anestesiados ventilados con un ventilador mecánico (modelo 7200, Puritan Bennett, Pleasanton, CA) a un volumen corriente de 400 ml/min y una frecuencia de 12-15 respiraciones/min.
Para inducir hipertensión pulmonar, se infundió por vía intravenosa un potente vasoconstrictor pulmonar U46619 (Cayman Chemical, Ann Arbor, Michigan), el análogo del endoperóxido prostaglandina 112, a una tasa de 0,8-0,9 jg/kg/min para aumentar la presión arterial pulmonar (PAP) a 30 mmHg. La presión arterial media y la PAP se monitorizaron continuamente usando un sistema amplificador Gould 6600 (Gould Electronics, Inc., Eastlake, Ohio). La presión de enclavamiento capilar pulmonar, la frecuencia cardíaca y el gasto cardíaco se midieron de forma intermitente al inicio del estudio, durante la infusión de U46619 y antes y después de la inhalación de NO generado utilizando el sistema respiratorio 10, el sistema respiratorio 100, o NO administrado y diluido al mismo nivel procedente de una bombona de gas comprimido. El gasto cardíaco se evaluó mediante dilución térmica como el promedio de tres mediciones después de una inyección de bolo intravenoso de 10 ml de solución salina helada. El índice de resistencia vascular pulmonar (IRVP), así como el índice cardíaco (IC), se calcularon utilizando fórmulas convencionales. La bombona de gas contenía 500 ppm de NO diluido en nitrógeno.
Ejemplo 11: Generación continua de NO a partir del aire utilizando el sistema respiratorio 10 en corderos anestesiados
El sistema respiratorio 10 se probó con un cordero anestesiado como paciente 11. Se generó una línea de base (BL) y a continuación se activó el generador de NO 14 del sistema respiratorio 10 para el encendido continuo (es decir, generar NO) después de que se administrara U46619 durante 30 minutos. El NO se bombeó a 5 l/min en la línea inspiratoria 18. Los electrodos 36 estaban fabricados en iridio-platino. Una vez activado, el controlador 33 se configuró para encender los electrodos 36 durante 4 minutos usando los siguientes ajustes: B = 35, N = 25, P = 240 js; y H = 100 js, que produjo aproximadamente 40 ppm de NO, y a continuación el controlador 33 detuvo el generador de NO 14. La prueba se realizó cuando se suministró oxígeno al 21% a la entrada 24 del generador de NO 14, cuando se suministró oxígeno al 50% a la entrada 24 del generador de NO 14, y se comparó con el NO suministrado en la misma concentración al cordero anestesiado de una bombona de gas.
La FIG. 22A muestra la presión arterial pulmonar media (PAP) del cordero anestesiado durante la duración de las pruebas, y la FIG. 22B muestra el índice de resistencia vascular pulmonar (IRVP) del cordero anestesiado durante la duración de las pruebas. Como se muestra en las FIGS. 22A y 22B, durante la ventana 400 de 4 minutos cuando el generador de NO 14 producía continuamente NO, la PAP y el IRVP se redujeron rápidamente mientras se respiraba oxígeno al 21% y al 50%. Además, la reducción de la PAP y el IRVP para el NO producido por el generador de NO 14 fue similar a la reducción de la PAP y el IRVP para el NO suministrado al mismo nivel por dilución de la bombona de gas. Por lo tanto, el sistema respiratorio 10 puede ser un reemplazo viable y equivalente para las bombonas de gas cuando se administra la terapia de inhalación de NO.
Ejemplo 12: Generación continua de NO a partir del aire utilizando el sistema respiratorio 100 en corderos anestesiados
El sistema respiratorio 100 se probó con un cordero anestesiado como paciente 11. Se generó una línea de base (BL) y a continuación se activó el generador de NO 102 del sistema respiratorio 100 para el encendido continuo (es decir, generar NO) después de que se administrara U46619 durante 30 minutos. Los electrodos 36 estaban fabricados en iridio-platino. Una vez activado, el controlador 33 se configuró para encender los electrodos 36 durante 4 minutos usando los siguientes ajustes: B = 35, N = 25, P = 240 |js; y H = 100 |js, que produjo aproximadamente 40 ppm de NO, y a continuación el controlador 33 detuvo el generador de NO 102. La prueba se realizó cuando se suministró oxígeno al 21% en la línea inspiratoria 18, cuando se suministró oxígeno al 50% en la línea inspiratoria 18 y cuando se suministró NO al cordero anestesiado diluido procedente de una bombona de gas comprimido.
La FIG. 23A muestra la presión arterial pulmonar media (PAP) del cordero anestesiado durante la duración de las pruebas, y la FIG. 23B muestra el índice de resistencia vascular pulmonar (IRVP) del cordero anestesiado durante la duración de las pruebas. Como se muestra en las FIGS. 23A y 23B, durante la ventana 402 de 4 minutos cuando el generador de NO 102 producía continuamente NO, la PAP y el IRVP se redujeron rápidamente mientras se respiraba oxígeno al 21% y al 50%. Además, la reducción de la PAP y el IRVP para el NO producido por el generador de NO 102 fue similar a la reducción de la PAP y el IRVP para el NO suministrado por la bombona de gas. Además, el rendimiento del sistema respiratorio 100 fue similar al del sistema respiratorio 10. Por tanto, el sistema respiratorio 100 puede proporcionar un reemplazo viable y equivalente para las bombonas de gas comprimido cuando se administra la terapia de inhalación de NO.
Ejemplo 13: Generación intermitente de NO a partir del aire utilizando el sistema respiratorio 100 en corderos anestesiados
El sistema respiratorio 100 se probó con un cordero anestesiado como paciente 11. Se generó una línea de base (BL) y a continuación se activó el generador de NO 102 del sistema respiratorio 100 para el encendido de forma intermitente (es decir, generar NO) después de que se administrara U46619 durante 30 minutos. Los electrodos 36 estaban fabricados en iridio-platino. El controlador 33 se configuró para encender los electrodos 36 solo durante los primeros 0,8 segundos de inspiración durante 4 minutos utilizando los siguientes ajustes: B = 35, N = 25, P = 240 js; y H = 100 js y a continuación el controlador 33 detuvo el generador de NO 102. La prueba se realizó cuando se suministró oxígeno al 21% en la línea inspiratoria 18, cuando se suministró oxígeno al 50% en la línea inspiratoria 18 y cuando se suministró NO al cordero anestesiado procedente de una bombona de gas.
La FIG. 24A muestra la PAP del cordero anestesiado durante la duración de las pruebas, y la FIG. 24B muestra el IRVP del cordero anestesiado durante la duración de las pruebas. Como se muestra en las FIGS. 24A y 24B, durante la ventana 404 de 4 minutos cuando se produjo NO durante los primeros 0,8 segundos de inspiración por el generador de NO 102, la presión arterial pulmonar media (PAP) y el índice de resistencia vascular pulmonar (IRVP) se redujeron rápidamente respirando el 21% y el 50% de oxígeno. Además, la reducción de la PAP y el IRVP para el NO producido por el generador de NO 102 fue similar a la reducción de la PAP y el IRVP para el NO suministrado y diluido procedente de la bombona de gas comprimido. Además, el rendimiento del sistema respiratorio 100 cuando se encendían de forma intermitente los electrodos 36 era similar al del sistema respiratorio 100 y al sistema respiratorio 10 cuando se encendían continuamente los electrodos 36. Por lo tanto, generar NO de forma intermitente con el sistema respiratorio 100 puede ser un reemplazo viable para las bombonas de gas cuando se administra la terapia de inhalación de NO.
Aunque la invención se ha descrito anteriormente, se extiende a cualquier combinación inventiva de características expuestas anteriormente o en la siguiente descripción. Aunque en el presente documento se describen en detalle realizaciones ilustrativas de la invención con referencia a los dibujos adjuntos, debe entenderse que la invención no se limita a estas realizaciones precisas. Además, se contempla que una característica particular descrita individualmente o como parte de una realización pueda combinarse con otras características descritas individualmente, o partes de otras realizaciones, incluso si las otras características y realizaciones no mencionan la característica particular. Por tanto, la invención se extiende a dichas combinaciones específicas no ya descritas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato para generar óxido nítrico para ser integrado en un sistema respiratorio que tiene un aparato respiratorio, una línea inspiratoria y un caudalímetro de vías respiratorias dispuestos en la línea inspiratoria, el aparato que comprende:
uno o más pares de electrodos;
un filtro dispuesto corriente abajo de los electrodos;
un depurador dispuesto corriente abajo de los electrodos;
uno o más sensores configurados para medir al menos uno de un caudal de gas, una concentración de oxígeno corriente arriba de los electrodos, una concentración de óxido nítrico corriente abajo del depurador y una concentración de dióxido de nitrógeno corriente abajo del depurador;
un controlador en comunicación con los electrodos y el uno o más sensores y configurado para suministrar una señal eléctrica a los electrodos que controla la sincronización y las características de encendido de los electrodos; y en el que las características de encendido de los electrodos determinan una concentración de óxido nítrico generado por los electrodos.
2. El aparato de la reivindicación 1, en el que los electrodos comprenden al menos uno de carburo de wolframio, carbono, níquel, iridio, titanio, renio y platino.
3. El aparato de la reivindicación 1, en el que uno o más sensores incluyen un caudalímetro de vías respiratorias dispuesto corriente abajo de los electrodos, un sensor de oxígeno dispuesto corriente arriba de los electrodos, un sensor de óxido nítrico dispuesto corriente abajo del depurador y un sensor de dióxido de nitrógeno dispuesto corriente abajo del depurador.
4. El aparato de la reivindicación 1, en el que la señal eléctrica suministrada a los electrodos controla al menos uno de varios grupos de chispas de electrodos por segundo, varias chispas de electrodos individuales por grupo de chispas, un tiempo entre las chispas de electrodos individuales y una duración del pulso.
5. El aparato de la reivindicación 4, en el que el controlador además está configurado para variar al menos uno del número de grupos de chispas de electrodos por segundo, el número de chispas de electrodos individuales por grupo de chispas, el tiempo entre las chispas de electrodos individuales y la duración del pulso en respuesta a la retroalimentación de uno o más sensores.
6. El aparato de la reivindicación 1, en el que el controlador además está configurado para suministrar la señal eléctrica a los electrodos en respuesta a la detección de la inspiración.
7. El aparato de la reivindicación 1, en el que el filtro está configurado para filtrar partículas que fluyen corriente abajo de los electrodos con un diámetro superior a aproximadamente 0,22 micrómetros.
8. El aparato de la reivindicación 1, en el que los electrodos están dispuestos entre una entrada y una salida, la salida acoplada a la línea inspiratoria.
9. El aparato de la reivindicación 1, en el que los electrodos están integrados al menos parcialmente en la línea inspiratoria.
10. El aparato de la reivindicación 1, en el que el filtro está dispuesto sobre la línea inspiratoria.
11. El aparato de la reivindicación 1, en el que el depurador está dispuesto sobre la línea inspiratoria.
12. El aparato de la reivindicación 1 que comprende además:
una cámara que incluye una entrada de la cámara, el uno o más pares de electrodos dispuestos dentro de la cámara; y
una cámara principal configurada para proporcionar una trayectoria de fluido a una vía aérea de un paciente; en el que la cámara está en comunicación con la cámara principal y el gas de la cámara no se induce mecánicamente en la cámara principal.
13. El aparato de la reivindicación 12, en el que la cámara principal incluye un venturi.
14. El aparato de la reivindicación 12, que comprende además un pre-depurador dispuesto corriente arriba de la entrada de la cámara y un pre-filtro dispuesto corriente arriba de la entrada de la cámara.
15. El aparato de la reivindicación 12, en el que la cámara principal y la cámara definen una trayectoria paralela.
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