JP2022532654A - 一酸化窒素を生成するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

一酸化窒素を生成するシステム及び方法が開示されている。一酸化窒素（ＮＯ）生成システムは、反応ガスの流れからＮＯを含有する生成ガスを生成するように構成される少なくとも１つの電極対と、複数の離散的デューティサイクルから選択されるプラズマパルスのデューティサイクル値を利用して、複数の離散的デューティサイクルのそれぞれに関連した離散的生成量の平均に基づいてＮＯ生成の目標量を生成することによって、少なくとも１つの電極対によって生成される生成ガス内の一酸化窒素の量を調節するように構成されるコントローラとを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、様々な換気装置とともに使用される一酸化窒素を生成するシステム及び方法に関する。

［関連出願］
本出願は、２０２０年１月１１日付で出願された米国仮出願第６２／９５９，９４２号、２０２０年１月１１日付で出願された米国仮出願第６２／９５９，９３３号、２０２０年１月１１日付で出願された米国仮出願第６２／９５９，９３７号、及び２０１９年５月１５日付で出願された米国仮出願第６２／８４８，５３０号、並びに２０２０年５月１５日付で出願された米国実用特許出願第１６／８７５，９７１号の利益及び優先権を主張する。これらの出願のそれぞれの内容は、引用することによってそれらの全体が本明細書の一部をなすものとする。

［連邦政府による資金提供を受けた研究開発］
本発明は、ともに米国国立衛生研究所（ＮＩＨ：National Institutes of Health）によって授与された助成金番号第Ｒ４４ ＨＬ１３４４２９号及び助成金番号第Ｒ４４ ＴＲ００１７０４号の下で政府の支援を受けてなされたものである。政府は本発明に一定の権利を有する。

一酸化窒素（ＮＯ）は、病気、特に心臓疾患及び呼吸器疾患の治療の多くの方法において有用であることが分かっている。ＮＯを生成し、ＮＯガスを患者に送達するこれまでのシステムは、多くの不利点を有する。例えば、タンクベースのシステムは、高濃度のＮＯガスの大きなタンクを必要とし、治療が再開されるときにＮＯを用いてパージする必要がある。ＮＯ２又はＮ２Ｏ４からＮＯを合成するには、毒性化学物質のハンドリングが必要とされる。従来の電気生成システムは、患者に送達されるか又は送達チューブを通ってポンプ圧送される主空気流内にプラズマを生成することを伴う。

現在のシステムの校正も困難である可能性がある。なぜならば、ユーザが、校正ガスを含む高圧ガスキャニスタをシステムに接続する必要があるからである。校正ガスは、通常、ＮＯ、ＮＯ２、及びＯ２を含む。既知の入力を提供するために、一時に１つの濃度及び１つのガスについて、ガスがセンサチャンバに流通される。この手動の校正は、呼吸療法士が概ね１５分以上の時間を要する可能性がある。現在のシステムは、流通があるときに、常にＮＯを系内に放出する。現在のシステムを用いた治療が一時停止されると、手動回路内のＮＯが行き詰まり、ＮＯ２に変化するため、ユーザは、手動の換気を再開する前に手動の換気装置回路をパージする必要がある。

本開示は、様々な換気装置とともに使用される一酸化窒素生成のためのシステム、方法及び装置を対象とする。幾つかの実施の形態において、ＮＯ生成システムは、コントローラと、１つの治療、２つの治療又は少なくとも２つの異なる治療のための一酸化窒素を同時に提供することができる使い捨てカートリッジとを含むことができる。使い捨てカートリッジは、流入ガスにＮＯ生成プロセスを適用する準備をすることと、患者吸気流を特徴付ける望ましくないガスを除去及び／又は低減することと、ガスから湿気を除去及び／又は低減することとを含む多くの目的を有することができる。プラズマは、カートリッジ内又はコントローラ内で生成することができる。幾つかの実施の形態において、システムは、校正ガスを使用することなくＮＯガス分析センサ及びＮＯ２ガス分析センサを校正することができる。

ここに開示されている実施の形態は、一酸化窒素（ＮＯ）生成システムであって、反応ガスの流れからＮＯを含有する生成ガスを生成するように構成される少なくとも１つの電極対と、複数の離散的デューティサイクルから選択されるプラズマパルスのデューティサイクル値を利用して、前記複数の離散的デューティサイクルのそれぞれに関連した離散的生成量（生成率、生成速度）の平均に基づいて目標のＮＯ生成量（生成率、生成速度）を生成することによって、前記少なくとも１つの電極対によって生成される前記生成ガス内の前記一酸化窒素の量を調節するように構成されるコントローラとを備える、ＮＯ生成システムを開示する。

幾つかの実施の形態において、離散的デューティサイクルの各反復に使用される前記離散的生成量の平均は、前記離散的生成量の前記平均が、時間とともに前記目標のＮＯ生成量に近づくように、分解能を改善する。幾つかの実施の形態において、前記少なくとも１つの電極対に送信される各パルスについて、前記コントローラは、前記目標のＮＯ生成量が以前のパルスからの前記実際の生成量を越えている場合に、より高いデューティサイクルを利用する。幾つかの実施の形態において、前記少なくとも１つの電極対に送信される各パルスについて、前記コントローラは、前記目標のＮＯ生成量が以前のパルスからの前記実際の生成量よりも少ない場合に、より低いデューティサイクルを利用する。

幾つかの実施の形態において、前記システムにおける周波数は一定である。幾つかの実施の形態において、前記デューティサイクルは、０％～１００％に変動することができる。

ここに開示されている実施の形態は、一酸化窒素（ＮＯ）生成システムであって、反応ガスの流れからＮＯを含有する生成ガスを生成するように構成される少なくとも１つの電極対と、前記電極に関連したプラズマパルスの間の時間に関して前記電極への電流を変化させることによって、前記少なくとも１つの電極対によって生成される前記生成ガス内の前記一酸化窒素の量を調節するように構成されるコントローラとを備える、ＮＯ生成システムを開示する。

幾つかの実施の形態において、前記電流の変化は、前記プラズマパルスのデューティサイクルに紐付けされる。幾つかの実施の形態において、前記電流は、該電流が前記放電のデューティサイクルの開始時に初期電流であり、前記デューティサイクルに沿って増加するように、前記プラズマパルスの間の時間に対して増加するように構成される。幾つかの実施の形態において、より長いデューティサイクルは、該デューティサイクルの終了時により高い電流をもたらす。幾つかの実施の形態において、より低い電流が、前記電極間の小さなギャップに関連付けられ、小さなギャップ領域における腐食から前記電極を保護するように構成される。幾つかの実施の形態において、前記電流は、時間とともに増加して、前記電極対の間の大きな電極ギャップにおいて生成量を増加させるように構成される。

ここに開示されている実施の形態は、一酸化窒素（ＮＯ）を生成する方法であって、目標ＮＯ生成量を特定することと、電極に関連した各プラズマパルスの間の時間における前記電極への電流と、複数の離散的デューティサイクルのそれぞれに関連した離散的生成量（生成率、生成速度）の平均に基づいて目標のＮＯ生成量（生成率、生成速度）を生成するように前記複数の離散的デューティサイクルから選択される前記プラズマパルスのデューティサイクル値との少なくとも一方を変化させることによって、複数のプラズマパルスにわたって実際のＮＯ生成量を生成するように前記ＮＯ生成量を制御することと、前記実際のＮＯ生成量と前記目標のＮＯ生成量との比較に基づいて後続のプラズマパルスを調整することとを含む、方法を開示する。

幾つかの実施の形態において、前記少なくとも１つの電極対に送られる後続の各プラズマパルスについて、前記コントローラは、前記目標のＮＯ生成量が以前のプラズマパルスからの前記実際のＮＯ生成量を越えている場合に、より高いデューティサイクルを利用する。幾つかの実施の形態において、少なくとも１つの電極対に送られる後続の各プラズマパルスについて、前記コントローラは、前記目標のＮＯ生成量が以前のプラズマパルスからの前記実際のＮＯの量よりも少ない場合に、より低いデューティサイクルを利用する。幾つかの実施の形態において、前記電流の変化は、各プラズマパルスのデューティサイクルの関数である。幾つかの実施の形態において、周波数は一定である。幾つかの実施の形態において、前記電流及び前記デューティサイクルの双方を変化させることは、低い投与量のＮＯ生成量の生成を可能にする。幾つかの実施の形態において、前記電流の変化は、各プラズマパルスのデューティサイクル内の前記経過時間の関数である。

本開示は、言及する複数の図面に関して、例示的な実施形態の非限定的な例として、以下の詳細な説明において更に説明される。図面において、同様の参照符号は、図面の幾つかの図を通して同様の部分を表す。

ＮＯ富化生成ガスを生成するシステムの一例示的な実施形態を示す図である。 ＮＯ富化生成ガスを生成するシステムの別の例示的な実施形態を示す図である。 ＮＯ生成システムの一例示的な実施形態を示す図である。 ＮＯ生成システムのコントローラの概略の一実施形態を示す図である。 空気圧回路の一実施形態を示す図である。 空気圧回路の別の実施形態を示す図である。 定希釈流量を有する換気装置流量の一例示的なグラフである。 可変希釈率プラズマ流量を有する換気装置流量の一例示的なグラフである。 装置の熱安定化時間及びＮＯに対する効果を示す一例示的なグラフである。 電流の変化がプラズマ安定性をどのように示すことができるのかを示す一例示的なグラフである。 電極が消耗するにつれて経時的に増加するＮＯ生成量を示す一例示的なグラフである。 装置がどのようにＮＯ生成量を追跡し、ＮＯ生成量を目標に維持することができるのかを示す一例示的なグラフである。 装置がどのようにＮＯ生成量を追跡し、ＮＯ生成量を目標に維持することができるのかを示す一例示的なグラフである。 装置がどのようにＮＯ生成量を追跡し、ＮＯ生成量を目標に維持することができるのかを示す一例示的なグラフである。 装置がどのようにＮＯ生成量を追跡し、ＮＯ生成量を目標に維持することができるのかを示す一例示的なグラフである。 変圧器入力電流及び変圧器１次巻線電流の一例示的なプロットである。 １次巻線電流が放電事象の経過時間に比例する一例示的なプロットである。 低デューティサイクルにおけるＮＯ生成量の低下の一例示的なグラフである。 ２つのカートリッジを有する２チャネルシステムを含むＮＯ生成システムの一実施形態を示す図である。 反応ガス経路に弁を含むＮＯ生成システムの一実施形態を示す図である。 反応ガス用のスクラバ及び生成ガス用のスクラバを含むＮＯ生成システムの一実施形態を示す図である。 単一の流量制御及び単一のプラズマ生成器を有する閉ループ流量コントローラの一実施形態を示す図である。 第２の比例弁を用いた注入流量の追加の制御を有する閉ループ流量コントローラの一実施形態を示す図である。 高流量制御及び低流量制御を有する閉ループ流量コントローラの一実施形態を示す図である。 ＮＯが通常のＮＯインジェクタを用いて吸気流内に導入されるＮＯ生成システムの一実施形態を示す図である。 吸入前にＮＯを吸気流内に噴霧して混合を改善する噴霧ノズルの一実施形態を示す図である。 乱気流を吸気流内に導入して吸気流内へのＮＯの混合を改善するように構成されるインジェクタ継手の一実施形態を示す図である。 乱気流を吸気流内に導入して吸気流内へのＮＯの混合を改善するように構成されるインジェクタ継手の一実施形態を示す図である。 組み込み式流量センサを有する吸気チューブの一実施形態を示す図である。 ＨＥＰＡフィルタを有する換気装置カートリッジの実施形態を示す図である。 ＨＥＰＡフィルタを有する換気装置カートリッジの実施形態を示す図である。 ＨＥＰＡフィルタと換気装置カートリッジ及び／又はＮＯ生成器との間で使用することができる空気圧接続の例を示す図である。 ＨＥＰＡフィルタと換気装置カートリッジ及び／又はＮＯ生成器との間で使用することができる空気圧接続の例を示す図である。 ＨＥＰＡフィルタと換気装置カートリッジ及び／又はＮＯ生成器との間で使用することができる空気圧接続の例を示す図である。 ＨＥＰＡフィルタと換気装置カートリッジ及び／又はＮＯ生成器との間で使用することができる空気圧接続の例を示す図である。 スクラバ／フィルタアセンブリの実施形態を示す図である。 スクラバ／フィルタアセンブリの実施形態を示す図である。 呼吸検出用のポートを含む着脱可能スクラバカートリッジの一実施形態を示す図である。 呼吸検出用のポートを含む着脱可能スクラバカートリッジの一実施形態を示す図である。 スクラバ材を含む流動床チャンバの一実施形態を示す図である。 使い捨てスクラバカートリッジの一実施形態を示す図である。 電極を含むスクラバカートリッジの一実施形態を示す図である。 プラズマチャンバにわたってスライドするように構成されるスクラバカートリッジの一実施形態を示す図である。 スクラバ使用アルゴリズムの一実施形態を示す図である。 スクラバの一実施形態の斜視図である。 図３４Ａのスクラバの横断面図である。 図３４Ａのスクラバの分解組立斜視図である。 ばねを用いたスクラバ構築の一実施形態を示す図である。 １次スクラバカートリッジをバイパスする能力を有するＮＯ生成システムの一実施形態を示す図である。 ２つ以上のレベルのガススクラビングを提供することができるスクラバカートリッジの一実施形態を示す図である。 パティキュレートトラップの一実施形態を示す図である。 パティキュレートトラップの一実施形態を示す図である。 ポータブル又は移動可能なＮＯ生成システムの一実施形態を示す図である。 ポータブル又は移動可能なＮＯ生成システムの一実施形態を示す図である。 ウェアラブルＮＯ生成システムの一実施形態を示す図である。 ポータブルＮＯ生成装置内の空気圧経路の一実施形態を示す図である。 ショルダストラップに装着することができるポータブルＮＯ装置の一実施形態を示す図である。 腰ベルトに装着することができるポータブルＮＯ装置の一実施形態を示す図である。 歩行器に装着することができるポータブルＮＯ装置の一実施形態を示す図である。 反応ガスをプラズマチャンバに送達し、システムを冷却するガスを押し出すのに使用されるＮＯ生成装置の一実施形態を示す図である。 リザーバを使用して、反応ガスをプラズマチャンバに送達し、システムを冷却するガスを押し出すのに使用されるＮＯ生成装置の一実施形態を示す図である。 ＮＯ生成装置を使用した呼吸の吸入ガス内のＮＯの定濃度を示す例示的なグラフである。 ＮＯ生成装置を使用した呼吸の吸入ガス内のＮＯの定濃度を示す例示的なグラフである。 ＮＯ生成装置を使用した呼吸の吸入ガス内のＮＯの定濃度を示す例示的なグラフである。 ＮＯ生成装置を使用した呼吸の吸入ガス内のＮＯの定濃度を示す例示的なグラフである。 近位スクラバを有するポータブルＮＯ生成システムの一実施形態を示す図である。 スクラバライン化送達装置を有するポータブルＮＯ生成システムの一実施形態を示す図である。 生成ガスを患者に送達するトリプルルーメンカニューレの一実施形態を示す図である。 大きな横断面を有する帰還路を備えるカニューレの一実施形態を示す図である。 ＮＯ生成システムにおいて呼吸検出に使用されるカメラチップの一実施形態を示す図である。 ＥＭＧ信号を使用して横隔膜活動を検知するように構成されるシステムの一実施形態を示す図である。 カニューレをプライミングし、カニューレをパージする方法を示す図である。 カニューレをプライミングし、カニューレをパージする方法を示す図である。 パルスの前のポンプのタイミング合わせを示す例示的なグラフである。 パルスの前のポンプのタイミング合わせを示す例示的なグラフである。 パルスの前のポンプのタイミング合わせを示す例示的なグラフである。 パルスの前のポンプのタイミング合わせを示す例示的なグラフである。 カニューレと直列に配置され、患者の頭部のより近くにあるＮＯ生成器の一実施形態を示す図である。 ＮＯ生成装置を校正するように構成される校正装置の一実施形態を示す図である。 校正ガスの濃度を下げるのに使用される校正装置の一実施形態を示す図である。 ＮＯ／ＮＯ２校正装置の一実施形態を示す図である。 独立した酸素ラインを有するＮＯ／ＮＯ２校正装置の一実施形態を示す図である。 ガスセンサ校正再循環アーキテクチャの一実施形態を示す図である。 ガスセンサ校正再循環アーキテクチャの一実施形態を示す図である。 ガスセンサ校正再循環アーキテクチャの一実施形態を示す図である。 ガスセンサ校正再循環アーキテクチャの一実施形態を示す図である。 ガスセンサ校正再循環アーキテクチャの一実施形態を示す図である。 ガスセンサ校正再循環アーキテクチャの一実施形態を示す図である。 患者吸気流量センサを含むＮＯ生成システムの一実施形態を示す図である。 患者吸気流量センサを含むＮＯ生成システムの一実施形態を示す図である。 プラズマノイズを防止する可変オリフィス流量コントローラの一実施形態を示す図である。 プラズマノイズを防止する可変オリフィス流量コントローラの一実施形態を示す図である。 プラズマノイズを防止する可変オリフィス流量コントローラの一実施形態を示す図である。 プラズマノイズを防止する可変オリフィス流量コントローラの一実施形態を示す図である。 可変オリフィスプラズマノイズ低減の一例示的なグラフである。 ドッキングステーションを有するＮＯ生成システムの一実施形態を示す図である。 リモートガス測定装置の一実施形態を示す図である。 プラズマインピーダンスの一例示的なグラフである。

上記で明らかにされた図面は、ここに開示されている実施形態を記載しているが、この論述において言及されるように、他の実施形態も意図されている。この開示は、限定ではなく代表例として例示の実施形態を提示している。ここに開示されている実施形態の原理の範囲及び趣旨に含まれる非常に多くの他の変更及び実施形態を当業者は考案することができる。

以下の説明は、例示的な実施形態のみを提供し、本開示の範囲も、適用範囲も、構成も限定することを意図していない。そうではなく、例示的な実施形態の以下の説明は１つ以上の例示的な実施形態を実施することを可能にする説明を当業者に提供する。ここに開示されている実施形態の趣旨及び範囲から逸脱することなく要素の機能及び配置に様々な変更を行うことができることを理解されたい。

本開示は、例えば、病室内、救急処置室、診察室、クリニック、及びポータブル装置又は移動可能装置として病院環境の外部において、様々な用途で使用される一酸化窒素（ＮＯ）送達のシステム及び方法に関する。ＮＯ生成及び／又は送達システムは、多くの形態を取ることができ、これらの形態には、生成ガスを利用する既存の医療装置とともに動作するように構成される装置、スタンドアローン（移動可能）装置、既存の医療装置と統合することができるモジュール、ＮＯシステムの様々な機能を実行することができる１つ以上のタイプのカートリッジ、及び電子ＮＯタンクが含まれるが、これらに限定されるものではない。ＮＯ生成システムは反応ガスを使用して、ＮＯで富化された生成ガスを生成する。反応ガスには、周囲空気が含まれるが、これに限定されるものではない。

ＮＯ生成装置は、ＮＯを利用することができる任意の装置とともに使用することができ、この任意の装置には、換気装置、麻酔装置、除細動器、補助人工心臓（ＶＡＤ：ventricular assist device）、持続陽圧呼吸（ＣＰＡＰ：Continuous Positive Airway Pressure）器、バイレベル陽圧呼吸（ＢｉＰＡＰ：Bilevel Positive Airway Pressure）器、非侵襲陽圧換気装置（ＮＩＰＰＶ：non-invasive positive pressure ventilator）、鼻カニューレアプリケーション、ネブライザ、体外膜型人工肺（ＥＣＭＯ：extracorporeal membrane oxygenation）、バイパスシステム、自動ＣＰＲシステム、酸素送達システム、酸素濃縮器、酸素生成システム、及び、自動外部除細動器ＡＥＤ、ＭＲＩ、及び患者モニタが含まれるが、これらに限定されるものではない。加えて、生成された一酸化窒素の送り先は、任意の医療装置に関連した任意のタイプの送達装置とすることができ、送達装置には、鼻カニューレ、手動換気装置、フェイスマスク、吸入器、又は他の任意の送達回路が含まれるが、これらに限定されるものではない。ＮＯ生成能力は、これらの装置のうちの任意のものに組み込むこともできるし、本明細書において説明するように、これらの装置をＮＯ生成装置とともに使用することもできる。

図１は、反応ガス吸気１２用の構成要素と、プラズマチャンバ２２への送達用の構成要素とを含むＮＯ生成システム１０の一例示的な実施形態を示している。プラズマチャンバ２２は、高電圧回路２８を使用して、反応ガスからの所望の量のＮＯを含有する生成ガス３２を生成するように構成される１つ以上の電極２４をその内部に含む。システムは、プラズマ生成器２８及び電極（複数の場合もある）２４と導通するコントローラ３０を含み、このコントローラは、システム内の条件及び／又は生成ガスを患者に送達する別個の装置に関する条件及び／又は生成ガスを受け取る患者に関する条件に関係した１つ以上の制御パラメータを使用して、生成ガス３２内のＮＯの濃度を制御するように構成される。幾つかの実施形態において、プラズマ生成器回路は、電極ギャップにわたって電位差を発生させる高電圧回路である。幾つかの実施形態において、プラズマ生成器回路は、ＲＦ電力を１つ以上のＲＦ電極に送達する無線周波数（ＲＦ：radio frequency）電力発生器である。幾つかの実施形態において、ＲＦ電力は、５０Ｗ～１００Ｗの範囲内の電力を有する約１３．５６ＭＨｚにおいて動作するが、他の電力範囲も、電極設計、生成目標及び反応ガス条件に応じて有効であり得る。幾つかの実施形態において、ＲＦ電力は、Ｎ２分子の結合及び励起を改善するために約２．４５ＧＨｚにおいて動作する。コントローラ３０は、ユーザがシステムとインタラクトし、システム及びＮＯ生成についての情報を視認し、ＮＯ生成に関連したパラメータを制御することを可能にするユーザインタフェース２６とも通信する。

幾つかの実施形態において、ＮＯシステム空気圧経路は、マニホールド３６を通して空気を押し出すポンプを含む。マニホールドは、１つ以上の弁、すなわち三方弁、バイナリ弁、逆止弁及び／又は比例オリフィスを用いて構成される。治療コントローラ３０は、ポンプの流量、プラズマ内の電力及び放電後のガス流の方向を制御する。弁を構成することによって、治療コントローラ３０は、生成ガス内のＮＯ、ＮＯ２及びＯ２のレベルを直接測定するために手動呼吸経路、換気装置経路又はガスセンサチャンバにガスを誘導することができる。幾つかの実施形態において、呼吸ガス（すなわち治療流（treatment flow））が、呼吸ガスの流量を測定するとともに呼吸ガスをＮＯ生成ガスと合流させる換気装置カートリッジを通じて誘導される。

プラズマチャンバ２２内で生成されるＮＯで富化された生成ガス３２の形態のＮＯ生成システムからの出力は、患者への送達のために呼吸装置又は他の装置に誘導することもできるし、ＮＯ生成システムの自己診断又は校正用に設けられた複数の構成要素に誘導することもできる。幾つかの実施形態において、システムは、ガスを収集し、２つの方法でサンプリングする。すなわち、１）ガスは、患者の近くの患者吸気回路から収集され、サンプルライン４８、フィルタ５０、及びウォータトラップ５２を通過するか、又は２）ガスは、プラズマチャンバを出るときに、空気圧回路から直接分流される。幾つかの実施形態において、生成ガスは、スクラブ後であって患者気流内への希釈前に分流弁４４を用いてガスセンサに分流される。幾つかの実施形態において、生成ガスは、装置の近くで及び／又は希釈後に装置内で吸気流から収集される。装置のガス分析部内において、生成ガスは、生成ガス内の様々なガスの温度、湿度、濃度、圧力、及び流量のうちの１つ以上を測定する１つ以上のセンサを通過する。

図２は、ＮＯ生成送達システム６０の一実施形態を示している。反応ガス６２は、ガスフィルタ６４を通ってシステムに入る。ポンプ６６は、システム内を通ってガスを進ませるのに使用される。システムがポンプを含むか否かは、反応ガス供給の圧力によって決めることができる。反応ガスが加圧されている場合には、ポンプは必要とされない場合がある。反応ガスが大気圧にある場合には、ポンプ又は反応ガスをシステム内を通って移動させる他の手段が必要とされる。ポンプ後のリザーバ６８は、ポンプからの圧力及び／又は流量の急速な変化を減衰させる。加圧されているときに、リザーバは、流量コントローラ７０と結合されると、システムがポンプ６６の流量よりも大きな流量をプラズマチャンバ７２に提供することを可能にすることができる。これによって、より小さく、より軽く、より静かで、より効率的なポンプの使用が可能になる。プラズマチャンバ７２内の電極７４は、治療コントローラ８０から受信される所望の治療条件に基づいて高電圧入力を生み出すプラズマ生成回路７８によって通電される。ユーザインタフェース７６は、所望の治療条件（投与量、治療モード等）をユーザから受信し、それらを主制御盤１０５に通信する。主制御盤１０５は、治療コントローラ８０に目標投与量を中継し、ガス分析センサパック１０４からの測定されたＮＯ濃度を監視する。主制御盤１０５は、エラー状態の有無についてシステムを監視し、必要に応じてアラームを生成する。反応ガス６２は、プラズマチャンバ７２を通過するときに生成ガス８２に変換され、一部は一酸化窒素及び二酸化窒素に変換される。通常１つ以上の弁（例えば、比例弁、バイナリ弁、三方弁）からなる高度調節弁８４が、一酸化窒素生成における追加の制御用の背圧をプラズマチャンバ７２内に提供するために任意選択で使用される。生成ガスは、必要に応じてマニホールド８６を通過し、生成ガスから二酸化窒素を除去するフィルタスカベンジャフィルタ８８アセンブリに到達する。フィルタスカベンジャフィルタ８８から、生成ガスは、患者治療流に直接、又は換気カートリッジ９０を通って間接的に導入される。幾つかの実施形態において、換気カートリッジ９０は、治療流量９３を測定する流量センサ９２を含む。流量センサ９２からの治療流量測定値は、治療コントローラ８０を介して反応ガス流量コントローラ７０内への入力としての役割を果たす。生成ガス８２は、治療流に導入された後、吸気配管を通過する。患者の近くでは、継手９６が、サンプルライン９８、フィルタ１００、ウォータトラップ１０２及びナフィオン配管を通じて吸気流から吸入ガスのごく少量を取り出し、ガスサンプルを準備し、ガスセンサ１０４に搬送するのに使用される。サンプルガスは、ガス分析センサパック１０４から周囲空気に出て行く。幾つかの実施形態において、システム６０は、任意選択で、ガスを、分流弁９４及び分流ガス経路９５を通ってガスセンサパック及びシステムの外部に直接誘導することができる。分流弁９４を伴う幾つかの実施形態において、マニホールド８６は、分流弁９４が開放しているときにフィルタスカベンジャフィルタへの流れを阻止する弁（図示せず）を含む。

ＮＯ生成システムの別の例示的な実施形態が図３に示されている。このシステムは、キャリングハンドル１１０、インタフェース１１２、高電圧ケージ１１４、制御盤１１６、１つ以上の冷却ファン１１８、及びウォータトラップＰＣＢ１２０を含む。システムは、ガスセンサパック１２２、下側マニホールド１２４、空気ポンプ１２６、高電圧ＰＣＢ１２８、上側マニホールド１３０、比例弁１３２、ＤＣ電源エントリ１３４、高電圧（ＨＶ：high voltage）変圧器１３６、ＡＣ電源エントリ１３８、リザーバ１４０、及びフローディレクタ（flow director）弁１４２も含む。

図４は、制御盤１５２、電力管理回路１５４、１つ以上の電極アセンブリ１５６、及び周辺機器インタフェース１５８を含むＮＯ装置１５０の一実施形態の全ての構成要素を示す概略図を示している。プラズマチャンバ２２は、再利用可能なコントローラの一部とすることもできるし、容易に取り外して使い捨てにすることができるものとすることもできる。

図５及び図６は、冗長なＮＯ生成器を有するＮＯ生成送達システムの実施形態を示している。図５は、ＮＯ生成送達システムの一例示的な空気圧設計１６０を示している。この図の左上では、治療回路（図５の右下のラベル「Ａ」）を源とするサンプルガス１６２が、親水性フィルタ１６４を通ってシステムに入り、ウォータトラップ１６６を通過する。幾つかの実施形態において、このフィルタ１６４は、詰まったときにユーザが必要に応じて交換することができるように使い捨て式である。ウォータトラップ１６６の後の追加のフィルタ１６８は、ガス分析センサを汚染物質から保護する。幾つかの実施形態において、追加のフィルタ１６８は、ウォータトラップからの液状内容物がガスセンサアセンブリに入るのを防止するために疎水性である。サンプルガスは、その後、ポンプ１７０を流通し、その後、センサを通じてガス流量を制限するとともにサンプルガス流内の脈動性を減少させる固定オリフィス１７２を流通する。幾つかのガスセンサ、例えば電気化学センサは、サンプルガス内の水分量の影響を受けやすく、ガスが概ね５０％の相対湿度を有することを必要とする。校正ガスが使用されるときと同様に、サンプルガスが非常に乾燥している場合には、ガスは、大気からサンプルに湿度を加えるためにナフィオン配管１７４を流通する。逆に、ガスサンプルの湿度が過度に高い場合には、ナフィオン配管１７４は、ガスサンプルから湿度を除去し、サンプルガス湿度を周囲のレベルにしていく。次に、サンプルガスは、１つ以上のガス分析センサを通過する。ＮＯ２、ＮＯ及びＯ２用のセンサ１７６、１７８、１８０が示されている。センサマニホールドブロックの左側に示された差圧センサは、ガスセンサマニホールド１８２を通る流量を測定するのに使用される。この流量は、サンプルポンプが機能していることと、サンプルライン、ディスクフィルタ及びウォータトラップが詰まっておらず、またよじれていないこととを確かめるのに使用することができる。センサマニホールドの端部（底部）の近くの絶対圧力センサは、大気圧を測定するのに使用される。ガスは、センサマニホールドを出て、一方の脚部が大気圧に接続されるとともに他方の脚部が装置内の外部ポートに接続されるＴ継手を流通する。第２の脚部は、大気に接続され、病院の真空設備（hospital vacuum）がガスセンサマニホールドを通る流量に影響を与えるのを防止し、場合によっては患者治療に影響を与えるのを防止する。外部ポートは、病院の真空に接続することもできるし、大気中に放出するだけとすることもできる。

図５の右に移動すると、図の上部には、反応ガスをシステム内に受け入れる吸気口１８４がある。幾つかの実施形態において、これは、２２ｍｍの医療空気接続部である。流入する反応ガスは、微粒子を除去するフィルタ１８６を流通し、その後、２つの並列のＮＯ生成経路に分岐する。各経路は、ポンプ１８８ａ、１８８ｂ、リザーバ１９０ａ、１９０ｂ、リザーバ圧力センサ１９２ａ、１９２ｂ、比例流量弁１９４a、１９４ｂ、固定オリフィス、プラズマチャンバ圧力センサ１９６a、１９６ｂ、及びプラズマチャンバ１９８ａ、１９８ｂからなる。プラズマチャンバ１９８ａ、１９８ｂの後に、各流路は、ガスをガスセンサマニホールド１８２へ又は患者吸気空気に向けて誘導することができるフローディレクタ２００ａ、２００ｂを有する。ガスセンサマニホールド１８２へのこれらの側路は、システムが生成されるガスを評価し及び／又はプラズマチャンバ内のガスを患者から離れる方向に変えることを可能にする。ガス分析側路の後、ガス経路のうちの一方は、フローディレクタ２０２を利用して、生成ガスが換気装置回路（図におけるＢ）へ流れるのか又は手動バッグ出口（manual bag outlet）（図におけるＣ）へ流れるのかを選択する。ガスは、その後、使い捨てカートリッジ２０４内の３つの並列スクラバ流路のうちの１つを流通する。スクラバ流路は、フィルタ、スクラバ材、第２のフィルタ及び一方向弁からなる。一方向弁は、システムの外部の圧力及び物質がカートリッジ及びコントローラに入らないことを確保する。

図５の右下隅には、治療セットアップが示されている。換気装置回路２０６では、吸気ガスが換気装置を出て、換気装置カートリッジ２０８に入る。ガスは、２つの流量センサ２１０、２１２を流通する。幾つかの実施形態において、流量センサは、流量に加えて圧力、湿度及び温度を測定する。ＮＯ含有生成ガスは、流量センサの後に吸気流と合流される。吸気流は、ＨＥＰＡフィルタ２１４、加湿器２１６を通って「Ｔ」継手２１８に続き、「Ｔ」継手において、サンプルガスが取り出され、その後、患者に送られる。

また、図５の右下隅には、手動バギング（manual bagging）回路２２０も示されている。吸気ガスが、混合器／壁コンセント／シリンダ２２２から供給され、換気装置カートリッジ２０８に入る。流量が、ＮＯ含有ガスを加える前に換気装置カートリッジ２０８内で測定される。ガスは、任意選択の加湿器２２４を通って「Ｔ」継手２２６に流れ、「Ｔ」継手において、サンプルガスが取り出され、その後、患者に送られる。

図６は、図５に示すシステムの実施形態と同様のシステムを示している。上記で説明したように、図５は、フィルタスクラバフィルタアセンブリをカートリッジ２０４にどのようにグループ化することができるのかを示し、図５は、ガスセンサ（１７６、１７８、１８０）、ナフィオン配管１７４、マニホールド、及び圧力／流量センサをガスセンサアセンブリ１８２にどのようにグループ化することができるのかも示している。図６では、ガスセンサアセンブリ２３２は、ポンプ２３４及び流量センサ２３６を含む。図５は、換気流量センサ２１０、２１２、バッグ流量センサ２２３、圧力センサ、及びＮＯインジェクタを換気カートリッジ２０８にどのようにグループ化することができるのかを示している。ＨＥＰＡフィルタ２１４は、換気カートリッジ２０８に接続して、換気カートリッジを清潔な状態に保つ。幾つかの実施形態において、ＨＥＰＡフィルタは、交換及び任意選択の使用を容易にするために標準的な２２ｍｍ空気圧接続部を利用する。幾つかの実施形態において、ＨＥＰＡフィルタは、独自の接続部を用いて換気カートリッジに接続し、この接続部がない場合にシステムを使用することができないことを確保する。図５及び図６は、プラズマチャンバ後の空圧設計が更に異なる。図５では、双方のＮＯ生成チャネルにおいて、第１のフローディレクタ（２００ａ、２００ｂ）が、生成ガスをガスセンサパック１８２又はガススクラバカートリッジ２０４のいずれかに誘導する。２次チャネルでは、第２のフローディレクタが、生成ガスを換気回路（経路Ｂ）又はバッグ回路（経路Ｃ）にいずれかに誘導する。図６では、空気圧経路は、第１のフローディレクタが換気回路及びセンサのいずれかを選択する一方、第２のフローディレクタがセンサ及びバッグ回路へのいずれかの分流を選択する点が異なる。図６における空気圧設計は、プラズマチャンバと換気流インジェクタとの間の双方のチャネルにおいて等しい流量制限を有することによって図５の流量設計を上回る利点を有する。これは、流路長を最小にすることと、２つの経路が同一でなくても類似の校正設定及びＮＯ生成を有することができるように２つの経路の流量制限を実質的に同一にすることとに関係する。

幾つかの実施形態において、スクラバカートリッジを実証目的で使用することができる。デモ装置は、ＲＦＩＤ、メモリデバイス、２Ｄバーコード、機械インタフェース、光インタフェース、より低い流量制限、又はトレーニング目的でデモモードを可能にするコントローラによる他の手段によって識別することができる。幾つかの実施形態において、デモスクラバカートリッジは臨床目的では機能しない。

アルゴリズム入力及びコントローラ

上記で説明したように、システムは、１つ以上の制御パラメータを使用して生成ガス内のＮＯの濃度を制御するように構成されるコントローラを含む。制御パラメータは、ＮＯ生成システム内の条件、生成ガスを患者に送達するための、ＮＯ生成装置と流体連通する別個の装置に関する条件、周囲の条件及び／又は生成ガスを受け取る患者に関する条件に関するものとすることができる。

希釈率

換気装置（人口呼吸器）、麻酔及びフェイスマスク治療等の幾つかの臨床用途では、一酸化窒素生成器は、一酸化窒素含有生成ガスを吸気流に導入する前に反応ガス内で一酸化窒素を生成する。吸気流量に対する吸気流に導入される生成ガス流量の比は希釈率と呼ばれる。幾つかの実施形態において、希釈率は、所与の患者治療の全ての吸気流量にわたって一定に維持される（生成ガス流は換気装置の流量に比例する）。これは、生成ガスのＮＯ濃度が一定であり、それによって、ＮＯがシステムを通って進むときにＮＯの離散化された量を追跡する必要がなくなるので、有益である。幾つかの実施形態において、希釈率は、吸気体積流量、生成ガス濃度、吸気治療モード及び／又は患者サイズのうちの１つ以上に基づいて設定される。患者サイズに関して、幾つかの実施形態において、小さな患者ほど、より低い希釈率を用いて治療され、それにより、吸気回路に加えられるガスの容量が最小にされ、肺を過圧する可能性が最小にされる。希釈率は、治療タイプ（定流量、高周波数振動、容量制御、圧力制御等）等の１つ以上の治療パラメータ、毎分換気量、バイアス流量、及び／又はピーク流量等の吸気流パラメータの組み合わせに基づいて設定することもできる。幾つかの実施形態において、希釈率は、治療タイプ（定流量、可変流量、高圧力、低圧力）又は吸気流量とともに変動する可能性がある。パラメータは、ユーザが入力することもできるし、毎分換気量、吸気圧力、吸気流量、呼吸回数、及び／又は１回換気量等の、システムによって検知されるパラメータから得ることもできる。図７Ａは、定希釈流量（ライン３０２）及び可変希釈率プラズマ流量（ライン３０４）を有する換気装置流量（ライン３００）の一例示的なグラフを示している。図７Ａに示すように、可変希釈率プラズマ流量は、装置が治療中に生成ガスの濃度及び流量を変更することができることを意味する。図示したシナリオでは、システムは、吸気事象の間に生成ガス内のＮＯの濃度を増加させて、吸気流中の希釈を減少させる。これは、患者吸気流の希釈を最小にしながらＮＯ生成装置の生成能力内で動作する１つの方法である。例えば、可変希釈率プラズマ流量は、装置が吸気流中により少ない空気流容量を加えることを意味することができる。

図７Ｂは、生成ガス送達に対する遅延の影響を示している。図７Ｂは、換気装置流量（ライン３１０）及び定希釈流量（ライン３１２）を示している。ＮＯ生成システムが吸気流の検知、ＮＯ生成レベルの計算、プラズマ活動の励起、流量制御との反応、生成ガスのスクラブのうちの１つ以上を行うには時間が必要とされる。したがって、生成ガスは、吸気流と位相がずれて吸気流に導入される可能性がある。これは、図７Ｂに示すように、ＮＯの吸入濃度（ライン３１４）に変化をもたらす可能性がある。図７Ｂでは、吸気流量は、生成ガス流量が増加する前に増加し、その結果、吸気ガスの量が過少に投与される。同様に、吸気事象が終了し、吸気流量がバイアス流レベルに減少するとき、生成ガス流量の応答の遅延によって、吸気ガスの容量が過剰に投与される。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、吸気流量の減少前に生成ガス流量を減少させ、過剰なＮＯが吸気肢に入ってＮＯ濃度のスパイクを引き起こすのを防止する。これは、流量コントローラ及び／又はポンプにおいて生成ガス流量を制御すること、又は、流量制御素子の位置をＮＯインジェクタの近くに変更することによって行うことができる。

幾つかの実施形態において、ＮＯ送達装置は、吸入されるＮＯの負荷投与量、又は拡張投与量（dilating dose）を適用することができ、その後、臨床応答に基づいて投与量を維持レベルに減少させることができる。負荷投与量は、或る特定の呼吸数の間、指定された時間量の間、又は或る特定の生理学的変化、例えば全身酸素飽和度の改善若しくは肺血管圧の低下が観察されるまで、送達することができる。これは、任意のタイプのＮＯ送達装置とともに使用することができ、任意のタイプのＮＯ送達装置には、ＮＯを生成する装置が含まれるが、これに限定されるものではない。

電気化学センサの性能は、高濃度のＮＯ及びＮＯ２による影響を受ける可能性がある。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成装置が、生成ガスをセンサバンクに誘導する。センサを高濃度ガスから保護するために、装置は、サンプルポンプを動作させ、サンプルラインを通じてガスを引き込み、生成ガスを希釈する。幾つかの実施形態において、別個のＮＯ生成器が希釈ガスを生成する。

始動時のシステムウォーミング

ＮＯ生成は、システムがコールドスタートからウォームアップするとき又は設定が変更されたときに変動する可能性がある。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成装置は、定常状態にないプラズマチャンバ温度を補償するために、１つ以上のＮＯ生成パラメータ（ＡＣ波形形状、デューティサイクル、パルス周波数、反応ガス流量等）を変更する。図８は、装置の熱安定化時間及びＮＯ生成に対する影響を示す一例示的なグラフを示している。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成は、システムがウォームアップするときに増加する。例えば、システムは、定常状態の熱的条件におけるＮＯ生成について校正を受けることができる。システムがまだ定常状態にないとき、ＮＯ生成システムは、より正確なＮＯ投与を達成するように生成パラメータ（ＡＣ波形形状、ＮＯ設定点、プラズマ周波数、プラズマデューティサイクル、反応ガス流量等）を変更することができる。幾つかの実施形態において、プラズマチャンバ及び／又は電極は、システムが抵抗素子、熱電素子、又はシステムを予熱する他の手段を使用して温められ得る。幾つかの実施形態において、反応ガスの温度は、定常状態の熱的条件を達成する時間を減少させるように変更することができる。幾つかの実施形態において、温度は、プラズマチャンバの大きく平坦な正方形面上で測定することができる。ＮＯ生成装置は、プラズマチャンバ温度測定値（又は生成ガス温度）を有する必要がある。幾つかの実施形態において、電極は、使用前にプラズマチャンバをウォームアップするために通電される。幾つかの実施形態において、ＮＯ濃度は、３０秒移動平均フィルタを有する。ＮＯ濃度は、システムの熱質量と、相反する加熱力及び冷却力（プラズマ対伝導及び対流）とに依存する或る定常状態の生成値に達することができる。幾つかの実施形態において、電極温度は、放電と放電との間で電極の長さに沿って電極の抵抗を測定することによって測定される。これは、電極材料の抵抗の温度係数に基づいている。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、電極温度を監視することによってウォームアップの状態を特定することができる。

ＮＯ生成システムがウォームアップすると、高電圧回路の共振周波数が変化する可能性がある。幾つかの実施形態において、一酸化窒素生成システムが、治療中の共振周波数を特定し、それに応じて、熱的効果等の、使用中の共振のシフトに対処するために設定を調整する。

幾つかの実施形態において、システムは、臨床使用前にシステムをウォームアップする設定においてＮＯ生成器を動作させる。幾つかの実施形態において、これは最大設定である。幾つかの実施形態において、双方のチャネルが同時にウォームアップされる。幾つかの実施形態において、或るチャネルは、別のチャネルが患者を治療している間にウォームアップされる。

高度問題（Altitude Issues）

生成されるＮＯの量は、少なくとも部分的にプラズマの近傍のＮ２及びＯ２の量に依存する。システムが反応ガスをどのように準備するのかに応じて、プラズマに存在するＮ２及びＯ２の量は、高さの増加とともに減少する可能性がある。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、高度が増加するにつれて、同じｐｐｍを送達し続けるのではなく、呼吸あたり同じマイクログラム数のＮＯを送達し続ける。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成器は、プラズマパラメータ（デューティサイクル等）及び流量パラメータを計算して呼吸あたりの目標マイクログラム数を達成するアルゴリズムへの入力として、プラズマチャンバ圧力及び／又は周囲圧力を使用する。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成器は、プラズマの下流の可変流量制限を使用して、反応ガス圧力に対する高度の影響を補償する。

プラズマ制御及びプラズマ電流

ＮＯ生成装置内のプラズマを通る電流は、生成されるＮＯの量に関係する。幾つかの実施形態において、プラズマを通る電流を変調してＮＯ生成を変化させるＮＯ生成システムが提供される。プラズマ電流の監視は、システムの動作への見識を提供し、システム内の退行性変化の検出を助けることができる。例えば、システムは、電流を使用して、電極消耗の状態を検出することができる。変化は、ＮＯ生成の変化を示す。

プラズマチャンバ内のプラズマの存在又は不在は、１つ以上の電極に接続された２次巻線を有する高電圧変圧器の１次巻線を通る電流を監視することによって検出することができる。幾つかの実施形態において、プラズマの存在又は不在は、ＮＯ生成器への入力電流から検出される。幾つかの実施形態において、プラズマチャンバにおける又はその近くのサーモパイルがプラズマ活動を検出するのに使用される。

幾つかの実施形態において、ＩＲフォトダイオードがプラズマの熱を検出する。

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、ＮＯ生成の代わりとしてプラズマ電流を使用する。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、プラズマ電流（又は代わりとして１次回路電流）の閉ループ制御を使用して、ＮＯ生成を目標値付近で安定させる。幾つかの実施形態において、ＮＯを生成するように設計された高電圧回路内の１次電流が、ＮＯ生成を制御するのに使用される。幾つかの実施形態において、プラズマ電流が、ＮＯ生成測定値の代わりとして使用され、ＮＯ生成が過度に高いか又は過度に低い場合にアラームをトリガすることができる。

図９Ａは、電流の変化（ｄｉ／ｄｔ）がプラズマ安定性をどのように示すことができるのかを示す一例示的なグラフを示している。プラズマ安定性は、ＮＯ生成量がどれだけ安定しているのかを示す。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、プラズマ安定性が閾値を超えているときに電極交換を促すアラームを生成する。図９Ａに示すように、ｄｉ／ｄｔは、５秒移動平均フィルタ（電流／１秒の時間ステップの３０秒移動平均フィルタ）が適用されることを示している。ｄｉ／ｄｔが上下に大きく立ち上がり／立ち下がりする幾つかの熱へたり（thermal settling）効果の後、ノイズは、ＮＯ濃度の急速な変化と符合する。電流を使用してＮＯ生成量の急速なシフトを検出することができる場合に、装置は、アラームの決定又はバックアップシステムへの切り替えを（統合されたガス分析器が変化を検出するための３０秒よりも長い待機に対して）リアルタイムで行うことができる。

図９Ｂは、電極の消耗に伴って時間とともに増加するＮＯ生成量の一例示的なグラフを示している。システムは、ＮＯ生成量（ＮＯ濃度及び反応ガス／生成ガス流量の数学積）を、より長いアークを生み出すより大きなギャップに起因した電極消耗のインジケータとして使用することができる。システムは、標準化された条件（パルス周波数、デューティサイクル、電圧、電流）下で生成されるＮＯの量を周期的に測定して、電極の状態を評価することができる。図示した実施形態において、電極の消耗に伴って、電極間のギャップが増加し、それによって、ＮＯ生成量が増加する。ＮＯ生成量は、生成ガス又は吸気ガスのいずれかの濃度及び流量を測定することによって測定することができる。標準化された設定におけるＮＯ生成量の閾値を利用して、電極交換をトリガすることができる。幾つかの実施形態において、閾値は、システム投与精度に対する電極におけるエラーバジェットの許容範囲に基づいて決定される。この手法は、電極交換スケジュールが経過時間の代わりにより実際の電極使用に基づくことを可能にすることができる。

投与精度

流量及びプラズマ活動が制御されるＮＯ生成システムでは、反応ガス流量は、目標値に向けて制御される。時々、反応ガス流量は正確でなく、これは、ＮＯ濃度の変動を生成ガスにもたらす可能性がある。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成装置は、プラズマチャンバを通る実際の反応ガス流量と目標のＮＯ生成レベルとに基づいてプラズマパラメータを選択する。例えば、システムは、反応ガス流量を流量コントローラに要求することができ、プラズマ活動は、生成ガス濃度が正確であることを確保するために、必要に応じて変更することができる。プラズマパラメータは、デューティサイクル、周波数、電力、エネルギー、及びＡＣ波形のうちの１つ以上を含むことができる。

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、プラズマチャンバと吸気ガス流路との間の送達管内のＮＯの定濃度を維持するように設計される。プラズマ流量が目標よりも少ない場合には、定濃度が維持されるように、プラズマ活動は目標未満に減少される。

幾つかの実施形態において、システムは、定濃度を維持しながらＮＯ生成量の以前の増分からの低下又は超過に対処するために、その後のＮＯ生成量（反応ガス流量及びプラズマ活動）をそれぞれ上又は下に調整する。例えば、反応ガス流量が目標を下回っていることが観察された場合には、ＮＯ生成システムは、その後、患者回路内へのＮＯの正しい平均質量流量を維持するために名目の反応ガス流量よりも高い反応ガス流量で動作する。

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、反応ガス流量及びプラズマパラメータについて特徴付けられる。例示を目的として、デューティサイクルが以後の実施形態に使用されるが、デューティサイクルは、プラズマ周波数、プラズマエネルギー、プラズマ電力、又はＡＣ波形に置き換えることができる。ＮＯの目標生成レベルを生成するために、システムは、既知のデューティサイクル間を補間し、使用されるデューティサイクルを特定する。幾つかの実施形態において、反応ガス流量及びプラズマデューティサイクルの異なる組み合わせが、同じ量のＮＯを生成することができる。幾つかの実施形態において、反応ガス流量及びプラズマデューティサイクルは、ＮＯ２レベルを最小にするように選択される。幾つかの実施形態において、反応ガス流量及びプラズマデューティサイクルは、患者吸気流の希釈を最小にするように選択される。幾つかの実施形態において、反応ガス流量及びプラズマデューティサイクルは、患者治療（流量、投与レベル、酸素レベル等）に応じて、ＮＯレベル、希釈又はこれらの２つの組み合わせを最適化するように調整される。幾つかの実施形態において、反応ガス流量及びプラズマデューティサイクルは、電力を節約するように選択される。

反応ガス流量制御に関して問題がある場合には、ＮＯ生成システムは、患者の過剰加圧を防止するために、生成ガス流量及び／又は反応ガス流量を患者から分流することができる。幾つかの実施形態において、ガスはセンサバンクに分流される。幾つかの実施形態において、ガスは大気に放出される。

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システム内の反応ガス流量センサが故障した場合に、システムは、安全なプラズマ流量レベルの指標として反応ガスリザーバ圧力の付随する減少を使用することができる。

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、プラズマ流量の代わりとしてプラズマチャンバ圧力を使用することができる。例えば、スクラバが、プラズマ圧力が流量に比例して増加するように、プラズマチャンバから下流の流量制限器（flow restrictor）として動作することができる。幾つかの実施形態において、システム内の流量制限は、システム内の背圧に起因したプラズマチャンバ圧力をシステムを通る流量に関係付ける校正曲線を生成することができるようによく特徴付けられる。この実施形態において、ＮＯ生成アルゴリズムは、測定された背圧、校正曲線、及び任意選択のガス経路温度の関数としてプラズマ流量を計算することができる。この手法は、ＮＯ生成装置が、流量センサを使用することなくＮＯの正確な量を生成することを可能にし、これによって、コストを節約することができる。幾つかの実施形態において、プラズマチャンバ圧力の増加は、システム内の下流の障害物に起因したゼロ流量状態を示すことができる。障害物は、詰まったフィルタ、よじれたチューブ、蓋をされた換気接続部、又は他のシナリオの結果である可能性がある。

追加のアルゴリズム入力

患者の影響の状態は、患者の体温を測定することによって監視することができる。幾つかの実施形態において、ＮＯ送達システムが、体温を測定する温度プローブを含む。温度は、口、直腸、鼻、又は皮膚で測定することができる。温度プローブは、検知素子のＴ９０及びプラスチック筐体に起因して非常に低速の応答を有する可能性がある。患者温度のより高速の表示を達成する１つの方法は、温度センサ読み取り値の変化量を利用して、経験的なデータに基づいてエンドポイントを予測することである。幾つかの実施形態において、温度プローブは過熱され、その後、患者に適用される。温度プローブの冷却速度を使用して体温が推定される。この手法は、プローブが機能していること（熱くなったこと）、及び、プローブが患者に実際に適用されたこと（冷却速度が空気冷却よりも急速であったこと）を確かめるので、改良されている。幾つかの実施形態において、ＮＯ投与量は、患者体温に関連している。幾つかの実施形態において、ＮＯ投与量は、患者体温が高いときに増加される。

幾つかの実施形態において、患者モニタ装置が、ＮＯ治療システムの一部として使用される。患者モニタは、患者の脈拍数、呼吸回数、Ｏ２飽和度、加速度計を介した患者の動き（患者移動度）、及び体温のうちの１つ以上を測定する。これらのセンサから収集されるデータに基づいて、ＮＯ装置は、ＮＯ投与量が適切であるか否かについてより多くの情報に基づく決定を行うことができる。例えば、患者が、加速度計及びＯ２レベル降下によって示されるように座ってばかりいる場合に、これは、患者が活動的である場合のＯ２レベル降下と異なる。

スクラバ交換時点を判断するために、測定された吸気ＮＯ２レベルの経時的な上昇を、１ｐｐｍ閾値に達するときの予測表示として使用することができる。例えば、ＮＯ２レベルが０．１ｐｐｍ毎時で増加している場合において、システムは、ＮＯ２レベルが交換閾値を下回る０．３ｐｐｍに達したときに、スクラバの残り寿命が３０分であることを示す事前の「スクラバ交換」アラームを生成することができる。

ＮＯ生成量を追跡するアルゴリズム

図１０、図１１、図１２、及び図１３は、装置がＮＯ生成量をどのように追跡することができ、ＮＯ生成量を目標にどのように維持することができるのかを示す様々な実施形態を示している。図１０は、これを下回るＮＯを生成することができない最小ＮＯ生成レベル（ライン３３０）を有するＮＯ生成送達システムを使用した目標のＮＯ生成量対実際のＮＯ生成量の一例示的なグラフを示している。ＮＯの要求量が最小生成レベルを下回っているとき、システムは、ＮＯ要求量の追跡を続けながら、設定された継続時間の間、生成を一時停止する。システムは、その後、ＮＯ生成を再開し、生成されていないＮＯを補填する。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成が一時停止される時間量は、送達されていないＮＯのモル数の関数である。幾つかの実施形態において、一時停止継続時間は、ＮＯ生成要求量に反比例する（すなわち、要求量が非常に低いと、必要とされる一時停止はより長くなる）。図１０に示すように、ＮＯ生成システムは、周期呼吸波形を認識し、喪失されたＮＯ生成量を補填するために早期にＮＯ生成を開始することができる。

図１１は、目標のＮＯ生成量対実際のＮＯ生成量の一例示的なグラフを示している。ＮＯ生成送達システムは、これを下回るＮＯを生成することができない最小ＮＯ生成レベルを有する。ＮＯの要求量が最小生成レベル（ライン３４０）を下回っても、システムは、最小レベルにおいてＮＯの生成を継続する。実際のＮＯ生成量と目標のＮＯ生成量との間のデルタが閾値に達すると、システムは、ＮＯ生成の一時停止を開始する。幾つかの実施形態において、一時停止は、ＮＯの指定された過剰モル数が生成されたときに開始される。幾つかの実施形態において、一時停止は、指定された時間量の後に開始される。幾つかの実施形態において、システムは、送達されたＮＯモルが再び目標に達したときにＮＯ生成を再開する。図１１に見られるように、この結果、ＮＯ生成要求量が低いときに、ＮＯ生成は一時停止によって分離される可能性がある。

図１２に示す例示的なグラフは、同様のＮＯ生成システムを使用する図１１に示すグラフと同様であるが、図１２におけるグラフは、低いＮＯ要求量の期間中のＮＯ生成のバーストを、最小生成レベル（ライン３５０）よりも高いＮＯ生成レベルにおいて行うことができることを示している。これは、システムが、より高い生成レベルにおいてシステムを動作させることによってＮＯ２生成を最小にすることを可能にすることができる。

図１３は、実際のＮＯ生成量が、目標のＮＯ生成レベルよりも高いＮＯ生成レベルにおいて目標のＮＯ生成量からどのように変動する可能性があるのかを示す一例示的なグラフを示している。このシナリオでは、ＮＯ生成量が閾値を越えた場合にシステムがＮＯ生成を一時停止する同様の手法が取られる。幾つかの実施形態において、閾値は、要求量を越えて生成されるモル数である。幾つかの実施形態において、閾値は、ＮＯ生成量がＮＯ要求量を所定の量のｐｐｍ．ｌｐｍ、又はモル／秒、又はμｌ／分だけ越えているときにシステムが生成を一時停止する生成単位による閾値である。幾つかの実施形態において、一時停止は、設定された時間量の間行われる。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成は、累積ＮＯ生成量が目標累積ＮＯ生成量に等しいときに再開する。幾つかの実施形態において、システムは、過剰生成シナリオに応答して、ＮＯ生成レベルをゼロではなくより低い生成レベルに変更する。幾つかの実施形態において、システムは、過剰生成シナリオに応答して、ＮＯ生成レベルをその最小生成レベルに変更する。

ＮＯ生成量は、ＮＯ生成システム内において複数の方法で測定及び／又は推定することができる。幾つかの実施形態において、生成ガスＮＯ濃度と、反応ガス流量又は生成ガス流量とが測定され、互いに乗算される。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成量は、１つ以上の入力パラメータに基づいて計算され、入力パラメータには、反応ガス流量、反応ガス温度、反応ガス湿度、プラズマチャンバ温度、プラズマ電流、プラズマ電圧、電極ギャップ、電極寿命、及び電極タイプが含まれるが、これらに限定されるものではない。これらの実施形態において、入力パラメータに対するシステムの感度及び応答が特徴付けされ、モデル化される。モデルは、回帰モデル及び／又はルックアップテーブルの形態を取ることができるが、これらに限定されるものではない。モデルの幾つかの部分は、設計の関数として特徴付けることができる一方、それ以外の部分は、個々のユニットごとに校正することができる。

患者による制御

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、ユーザが、例えば活動レベルに応じてＮＯ投与量を調整することができるような機能を含むことができる。幾つかの実施形態において、ユーザは、制御された投与量範囲内で投与レベルを調整することができる。幾つかの実施形態において、装置は、ブーストボタンを含むことができる。患者がブーストボタンを押すと、ＮＯ投与量は、閾値時間量の間、閾値パーセンテージだけ増加し、その後、再びベースラインレベルに戻る。システムは、増加されたパーセンテージ及び時間に関するセーフガードを含むことができる。例えば、ユーザは、階段を登る前にブーストボタンを押すことができる。幾つかの実施形態において、装置は、ブーストボタンが押されたことに応答して２分の間、５０％だけ投与量を増加させる。ユーザは、追加のブーストを必要とする場合に、ボタンを再び押すことができる。幾つかの実施形態において、装置は、ブーストボタンを使用することができる回数を制限する。これは、ブーストの数を設定された時間枠内に制限することによって、又は、ＮＯ（モル）の量を時間枠内に制限することによって行うことができる。

プラズマチャンバ及び高電圧

プラズマチャンバは、上記で説明したように、コントローラによって決定されるような所望の量のＮＯを含有する生成ガスを生成するように構成される１つ以上の電極を含む。ＮＯ生成システムは、プラズマチャンバ及びその内部の状態に影響を与える様々な特徴を含むことができる。

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成装置は、電極アセンブリを交換する時期の予測表示として自己診断中にＮＯ／ＮＯ２比を使用する。

幾つかの実施形態において、電圧増倍器を使用して、プラズマを生成するのに必要とされる高電圧が生成される。電圧増倍器は、ダイオード及びキャパシタ（コンデンサ）の回路から構築される。

共振高電圧生成器が使用される幾つかの実施形態において、システムは、共振周波数ではなく、共振周波数に近い周波数においてプラズマを励起する。これは、より一貫した性能を生み出すために、及び／又は、プラズマ電流を制限するために行われる。共振回路のインピーダンスは、プラズマ内を流れる電流に大きな影響を有する。周波数の関数としてのインピーダンスの傾きは、共振時において最も大きいので、これによって、共振において動作しているシステムは、周波数の小さな誤差又は共振周波数の小さな変化に特に影響されやすくなる。

低投与量ＮＯ生成

繰り返し可能なプラズマパルス生成を可能にする、所与のプラズマパルス周波数の有限最小パルス幅があり、これは、最小ＮＯ生成量（生成率、生成速度）を制限することができる。例えば、幾つかの実施形態において、生成量（生成率、生成速度）は、１．５％デューティサイクル未満では信頼できない。低いパルス周波数において、システムの動的性能は、呼吸の吸気相の間に発生する有限数のプラズマパルスに起因して不十分なものになる可能性があり、したがって、動的な精度と最小投与量との間にトレードオフが存在する。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成器は、固定周波数において動作し、ＮＯ生成量が要求量を越えると、スケジューリングされたプラズマパルスをスキップする。幾つかの実施形態において、この決定は、目標のＮＯ生成量と比較したＮＯ生成量の計算された推定値に基づく。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成量は、プラズマＮＯ時間に基づいて推定される。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成量は、高電圧回路の１次巻線を通る電流に基づく。パルスがスキップされるとき、システムは、基本的に、ＮＯ生成量追跡値（NO production tracking）が過度に高いことに応答してプラズマをオフにする。幾つかの実施形態において、定周波数システムにおいてデューティサイクルを０又はほぼ０に調整することによって、電極ギャップ内の電気パルスをスキップすることができる。幾つかの実施形態において、システムは、プラズマ電流を変調することによって、最小パルス幅において動作しているときの生成量を低減する。幾つかの実施形態において、プラズマ電流は、共振駆動電圧を変更すること、共振駆動信号を波形整形すること、又は高電圧回路のインピーダンスを変更することによって調整される。

ＮＯ生成量をシステムの下限未満に減少させる他の手法は、次のもの、すなわち、定デューティサイクルシステムにおいて周波数を０又はほぼ０に調整すること、ＮＯ生成量が０又はほぼ０になるようにプラズマエネルギーを減少させること、高電圧回路のインピーダンスを変更して電極ギャップを通る電流を低減し、それによって、ＮＯ生成量を低減すること（ＩＧ）、又は電気パルスの継続時間の間にシステムをオフにしてオンに戻すことのうちの１つ以上とすることができる。

ＮＯを少量で生成する別の手法は、電気放電内の電流を変調することである。幾つかの実施形態において、少量のＮＯを生成する短いデューティサイクルの間は電流が少なく、高いＮＯ生成量が必要とされるときの長いデューティサイクルの間は電流が多くなるように、電流はデューティサイクルと線形に比例する。幾つかの実施形態において、電流は、電気放電中の経過時間に比例する。この手法は、グライディングアーク電極設計又はグライディングトーチ設計が使用されるときに有益である。なぜならば、そのような設計は、ギャップが小さいときにギャップ内のエネルギー量を制限し、それによって、電極腐食を減少させるからである。図１４は、各放電が１次巻線において定レベルの電流を有する場合の変圧器入力電流及び変圧器１次巻線電流の一例示的なプロットを示している。４つの放電事象３６０、３６２、３６４、３６６及び単一のズームインされた放電事象３６８が図１４に示されている。１次電流は、１０Ａ／Ｖの目盛りを使用してライン３７０上にプロットされ、１２５Ａ／Ａの倍率で２次電流に比例する。共振回路入力電流はライン３７２上にプロットされている。図１５は、１次巻線電流が放電事象の経過時間に比例する一例示的なプロットを示している。１次電流は、１０Ａ／Ｖの目盛りを使用してライン３８０上にプロットされ、１２５Ａ／Ａの倍率で２次電流に比例する。共振回路入力電流は、ライン３８２上にプロットされている。グライディングアーク電極設計又はグライディングトーチ電極設計の場合に、電流増加量（増加率、増加速度）を、電極のギャップ増加量（増加率、増加速度）と、ガスチャンバを通るガスの流量とに関係付けて、電極消耗の可能性を最小にしながら、ＮＯ生成のためのギャップ内のプラズマエネルギーを最適化することができる。電流増加量（増加率、増加速度）が過度に高速である場合には、電極消耗を加速する可能性がある過度のエネルギーが電極ギャップに印加される。電流増加量（増加率、増加速度）が過度に低速である場合には、デューティサイクルの終了前にアークが消える危険性がある。幾つかの場合には、過度に早く消えるアークは、小さなギャップにおいて改善され、デューティサイクルによって制御されるように、放電の終了まで電極に沿って進む。これは、より高速の腐食及び／又はＮＯの誤った生成量（生成率、生成速度）をもたらす可能性がある。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、過度に早いアーク障害を検出することができ、喪失された生成量を補填することができる。幾つかの実施形態において、これは、その後の放電をより長くすることによって行われる。

グライディングアーク電極は、可変ギャップによって広範囲のＮＯ生成量を可能にする。しかしながら、グライディングアーク電極の設計にトレードオフが発生する。ギャップが小さいほど、ＮＯ生成量は少なくなり、絶縁破壊に必要とされる電圧は低くなる。浅いグライディングアーク電極角度は、改善された低生成制御を提供するが、電極絶縁破壊位置の不一致に起因して高ＮＯ生成制御にばらつきが生じる可能性がある。高生成量には、大きなギャップが必要とされ、そのため、このギャップ内の電気絶縁破壊から大きなギャップ内の電気絶縁破壊に可能な限り早く移行するために、大きなグライディングアーク角度が利用される。幾つかの実施形態において、プラズマ電流はプラズマデューティサイクルに紐付けされる。幾つかの実施形態において、低デューティサイクルのプラズマ電流は、高デューティサイクルのプラズマ電流よりも低い。幾つかの実施形態において、プラズマ電流及びデューティサイクルは正比例する。幾つかの実施形態において、より高次の多項式、指数関数又はルックアップテーブルのうちの１つ以上を使用する関係はより複雑である。１つの例が図１６に示されている。この手法は、低デューティサイクルにおけるＮＯ生成量の低減を可能にし、それによって、より低いＮＯ生成レベル、及び低デューティサイクルの間の電極消耗の低減を可能にする。しかしながら、より高い電流が、より長いデューティサイクルの間に小さなギャップに引き続き印加される。一実施形態の一例として、１．５％デューティサイクルが５０ｍＡプラズマ電流に紐付けされ、５０％デューティサイクルが２００ｍＡに紐付けされ、その中間の全てはスライディングスケールである（すなわち１０％が約８１ｍＡであり、２０％が約１１２ｍＡである等）。幾つかの実施形態において、デューティサイクルとプラズマ電流との間の関係は線形でないが、代わりに、システムの校正中に経験的に求められた複雑な曲線である。幾つかの実施形態において、数学的関係は設計によって決定され、校正はその結果を単に捉えるだけである。

電流変調は、ＮＯ生成量を制御する追加の次元を提供するので、ＮＯ生成システムにおいて役立つ。この概念は、対向電極及び平行電極等の他の電極設計に適用可能であるが、より小さなギャップが利用されるグライディングアーク設計及びグライディングトーチ設計において最も大きな利益をもたらすことができる。電流変調を用いると、微細な分解能を有する低いＮＯ生成レベルを生成する能力を維持しながら、ＮＯ生成効率の改善のためにより急勾配のグライディングアーク電極角度を利用することができる。換言すれば、グライディングアーク電極を用いる場合に、電気絶縁破壊が信頼でき、ＮＯ生成が微細な分解能を有するように、放電の開始時に低ギャップ及び低電極角度を有することが望ましい。電極ギャップが急速（高角度）に増加する場合には、ＮＯ生成量は放電中に急速に増加する。短いギャップ領域から離れるギャップの急速な増加は、より精密な放電ロケーション、すなわちアーク進行の開始点、及び高電極ギャップにおけるアーク放電により多くの時間を費やすことに起因したＮＯ生成効率の向上を確実にする。精密なアーク放電ロケーションを有することによって、所与のデューティサイクルの各放電が電極の同じ領域及びギャップの同じ範囲にわたって進行することが確保される。放電中の電流をデューティサイクルに紐付けすることによって、生成量は、全てのデューティサイクルにおいてより良好に制御されるとともに、大きな角度のグライディングアーク電極を有する低生成分解能（low production resolution）も可能にする。

デューティサイクルに対する電流の増加は、電極の曲率、電極のエッジ、電極材料、初期電極ギャップ、及びチャンバを通るガス流量のうちの１つ以上に依存することに留意すべきである。電流が十分速く増加しない場合には、アークを反応ガス流によって送風することができる。対照的に、電流が過度に急速に増加する場合には、電極腐食がより深刻である可能性がある。

反応ガスフィルタ

ＮＯ生成装置は、周囲ＮＯ２レベルが高いロケーションにおいて使用することができる。この場合に、吸入されるＮＯ２レベルは、周囲のＮＯ２及び電気的に生成されるＮＯ２の総量に起因して上昇する可能性がある。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成装置は、流入する反応ガスをカーボンフィルタを用いて濾過し、ＮＯ２及び可能性のある有機化合物をスクラブする。幾つかの実施形態において、ソーダ石灰プレスクラバがＮＯ生成前にＮＯ２の除去に使用される。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成装置は、流入するボックス冷却用の空気を炭素材又は別のＮＯ２反応材を用いて濾過する。この手法は、冷却のために装置筐体を通して周囲空気を循環させるときに、ＮＯ２スクラブフィルタを用いて周囲のＮＯ２をスクラブする。これは、装置の内部構造を腐食から保護する冷却空気からＮＯ２を除去するとともに、装置がそれ自体を冷却するときに周囲環境からＮＯ２を除去し、ＮＯ２が小さな部屋／容積内で蓄積する可能性を緩和する。

ＮＯ生成装置によって生成されるＮＯの純度は、反応ガスの純度に依存する。幾つかの実施形態において、微小粒子の大部分が正電荷を帯びているので、静電粒子収集器が、反応ガスからサブ２ミクロン粒子を除去するのに使用される。幾つかの実施形態において、静電粒子収集器は、微小粒子を収集する負電荷を有する微細フィルタの形態を有する。幾つかの実施形態において、静電フィルタが、プラズマチャンバ、及び／又は同様に生成ガスから帯電粒子を除去するスクラバの下流に配置される。

反応ガスの準備

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムに入るために反応ガスを濾過又は別の方法で準備することができる。幾つかの実施形態において、吸気口にケミカルフィルタを使用して、プラズマの前に汚染物質を除去することができる。幾つかの実施形態において、ケミカルフィルタは活性炭を含む。

幾つかの実施形態において、Ｇｏｒｅ－Ｔｅｘ（ゴアテックス）（登録商標）フィルタが、液体の水がシステムに入るのを防止する。

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは連続して動作し、途切れない治療を患者に提供する。したがって、反応ガスの流れ並びにその濾過及び／又はスクラブは連続したものであるべきである。その結果、複数のスクラバカートリッジを有するＮＯ生成システムでは、或るスクラバカートリッジが取り外れているときであっても、流入する反応ガスが引き続き濾過されることを確保することが重要となる。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、第１のスクラバが取り外れているときにチャネルを第２のＮＯ生成器及び第２のスクラバに変更する。幾つかの実施形態において、第１のＮＯ生成器は、第１のスクラバが取り外れているときに、第２のロケーションから反応ガスの供給を受けることができる。

幾つかの実施形態において、反応ガスは、スクラバカートリッジ内に配置された第１のフィルタを通過し、続いて、ＮＯ生成装置内に配置された第２のフィルタを通過する。第２のフィルタは、スクラバカートリッジが取り外れたときにシステムを微粒子から保護する。図１７には、２つのカートリッジ３９２、３９４を有する２チャネルシステム３９０が示されている。第１のカートリッジ３９２が取り外れているときに、反応ガスは、第２のカートリッジ３９４を通じて又はシステム内の組み込み式フィルタを通じて供給することができる。幾つかの実施形態において、図１８に示すように、反応ガスのみが濾過された供給源を通ってシステム４００に入ることを確保するために、弁が反応ガス経路内に使用される。カートリッジ４０２が取り外れているとき、ガス流路は、弁を閉鎖することによって遮断され、反応ガスは他方のスクラバカートリッジ４０４から供給される。

幾つかの実施形態において、図１９に示すように、反応ガスは、生成ガスフィルタ／スクラバとは別の反応ガスフィルタ／スクラバ４１０によって濾過及び／又はスクラブされる。これによって、反応ガスの利用可能状態を妨げることなくＮＯ２スクラバカートリッジ４１２、４１４の交換が可能になる。

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成送達システムは、加圧反応ガスの供給を受けるための反応ガス吸気口コネクタを含む。幾つかの実施形態において、システムは、ガス吸気口コネクタからの反応ガスの供給と、ポンプを介した環境からの反応ガスの供給とを切り替えることができる。幾つかの実施形態において、システムは、システムの外部で供給された反応ガスを優先的に用いて動作し、そうでない場合に病院環境に混乱を起こす可能性があるシステムによって生成される音響ノイズを最小にする。ＮＯ生成送達システムがトランスポートモードに置かれているとき、システムは、ポンプを介した反応ガスの供給に自動的に変換される。幾つかの実施形態において、反応ガスの供給源は、ユーザによって手動で選択される。

流量制御

ＮＯ生成器内の流量制御は、吸気流内に定濃度ＮＯを生成するのに重要となる可能性がある。流量制御は、システム変数による影響を受ける可能性があり、システム変数には、動作温度、反応ガス圧力、反応ガス流量、流量コントローラ寿命、流量コントローラ消耗、流量コントローラ温度、及び他の因子が含まれるが、これらに限定されるものではない。幾つかの実施形態において、反応ガス流量コントローラは、目標プラズマチャンバ流量及び測定されたプラズマチャンバ流量を入力として使用する閉ループ手法を使用して制御される。幾つかの実施形態において、プラズマチャンバ圧力が、閉ループ制御の入力として使用される。幾つかの実施形態において、生成ガス流量が、制御ループ入力信号として使用される。幾つかの実施形態において、反応ガス流量及び／又は生成ガス流量が、流量コントローラの出力をトリミングする部分制御に使用される。図２０は、単一の流量制御及び単一のプラズマ生成器を有する閉ループ流量コントローラの一実施形態を示している。図２０では、反応ガスは、ポンプ４２０に入り、リザーバ４２２に入る。リザーバ４２２の出口にある流量コントローラ４２４（例えば、比例弁）は、リザーバ４２２を出る加圧反応ガスの流れを制御する。反応ガスの流れは、プラズマチャンバ４２８に入る前に流量センサ４２６によって測定される。反応ガス流量の測定値は、流量コントローラ設定（点線）を調整する入力として使用される。プラズマチャンバの後、スクラバ／フィルタカートリッジ４３０が、生成ガスを吸気流内への注入前にクリーニングする。

複数の流量コントローラを使用することもできる。幾つかの実施形態において、１つ以上のプラズマチャンバ内への反応ガスの流れを制御する上流側流量コントローラがあり、吸気流内への生成ガスの流れを制御する下流側流量コントローラがある。これは、患者の呼吸間及び／又は、バイアス流が流れているときに生成ガス流路内の圧力の増大を可能にし、吸気事象中のＮＯ流量のより急速な上昇を可能にする。加えて、下流側流量コントローラは、吸気が終了する場合／終了するときに上流側流量コントローラよりも迅速にプラズマ流を遮断するのに使用することができる。第１の流量コントローラと第２の流量コントローラとの間の空間は基本的に第２のリザーバである。幾つかの実施形態において、スクラバ内のデッドボリュームが、生成ガスのリザーバ／蓄積器として利用される。図２１Ａは、第２の流量コントローラ（比例弁）４４０を用いた注入流量の追加の制御を有する閉ループ流量コントローラの一実施形態を示している。この実施形態において、加圧及びスクラブされたＮＯが、２次流量コントローラ４４０に利用可能であり、システムが最小遅延で可変吸気流にＮＯを導入することを可能にする。

図２１Ｂは、高流量制御４５０及び低流量制御４５２を有する閉ループ流量コントローラの一実施形態を示している。この手法は、ＮＯ生成ガスを用いた低吸気流の正確な希釈を可能にする、低流量におけるより微細な分解能の流量制御を提供する。

幾つかの実施形態において、比例弁を使用して、反応ガス流量を調節することができる。高流量及び低流量において改善された流量精度を提供する幾つかの実施形態において、２つ以上のバイナリ弁が比例弁の上流に並列に配置され、オフ、低流量、中流量及び高流量の最大で４つの状態のガス流量を比例弁に提供する。

幾つかの実施形態において、それぞれが比例弁及び流量センサを含む２つの並列流路が、１つ以上のプラズマチャンバについてそれぞれ高流量制御及び低流量制御を提供する。幾つかの実施形態において、低流量コントローラがガス流量を０ｌｐｍ～１ｌｐｍに制御し、高流量コントローラがガス流量を０ｌｐｍ～３ｌｐｍに制御する。幾つかの実施形態において、低流量コントローラは、バイアス流のガス流、吸気肢内の流量のＤＣオフセットを制御する一方、高流量コントローラは、関連した吸気流のボーラスを吸気に投与する流量を提供する。幾つかの実施形態において、２つの流量コントローラがともに使用されて、吸気サイクル全体（バイアス流量＋吸気流）の投与を行う。高流量コントローラ及び低流量コントローラを組み合わせたものは、流量の大きな動的範囲（ターンダウン（turn-down））にわたって高精度を提供する。高流量コントローラは、高流量を供給し、高流量コントローラが正確でなくなる低流量においてオフになる一方、低流量コントローラは、低流量において微細な制御を提供する。

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、特定の治療に必要とされる流量に基づいてリザーバ内の圧力を変更する。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、低流量治療のためにリザーバをより低い圧力に加圧する。これには、より高い流量を達成するために比例弁がより大きく開放し、それによって、改善された忠実度を得るためのより広い位置範囲にわたって比例弁を作動させることが必要とされる。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、リザーバをより高い圧力に加圧し、システムが治療に必要とされるより高速の流量を生成することを可能にする。幾つかの実施形態において、リザーバの圧力は２ａｔｍとすることができる。

吸気流へのＮＯ導入（注入）

ＮＯのＮＯ２への変換率は２次現象である。すなわち、ＮＯ２の形成は、ＮＯ濃度の２乗に比例する。したがって、ＮＯを吸気流内に可能な限り素早く希釈することが望ましい可能性がある。幾つかの実施形態において、ＮＯは、注入されるときに可能な限り素早く希釈されるように噴霧される。幾つかの実施形態において、システムは、吸気流が高いＯ２レベルを有するときは１つのインジェクタを通じてＮＯを注入し、Ｏ２レベルが低いときは複数のインジェクタを通じてＮＯを注入し、それによって、ＮＯからＮＯ２への変換率を最小にする。

幾つかの実施形態において、ＮＯは、患者の近くの換気装置回路に導入される。ＮＯは、図２２Ａに示すような通常のＮＯインジェクタ４６０ではなく、図２２Ｂに示すように、吸入前の混合を改善するために吸気流内に噴霧することができる。したがって、ＮＯは、可能な限り後になるまで潜在的に高いＯ２ガスに導入されない。図２２Ａは、吸気肢の中心に又はその近くに配置されたインジェクタ４６０による吸気流へのＮＯ生成ガスの導入を示している。層流の場合に、生成ガスは、吸気管の中心の下に進み、十分に混合するには長い長さの吸気肢が必要とされる。図２２Ｂは、同様に吸気管の中心内に配置されるインジェクタを示している。インジェクタ４６２は、ＮＯ生成ガスを吸気流内に噴霧するマルチオリフィスインジェクタ（すなわち噴霧ノズルインジェクタ）から構成される。この手法は、ＮＯをより高速に吸気肢内に分散させて混合する。

ＮＯを吸気流内に、中心集中型の方法で注入するのか又は噴霧型の方法で注入するのかは、治療構成、吸気ガス組成及び注入されるＮＯ含有ガスの組成に依存する。例えば、ＮＯ含有ガスがＮＯだけでなく酸素を含有する場合には、ＮＯを噴霧し、それによって、ＮＯを可能な限り素早く希釈することが有利であり得る。一方、吸気肢ガスが高酸素濃度を有する場合には、ＮＯ含有ガスを噴霧しないことが有益であり得る。ガスシリンダから供給されるＮＯに見られるように、ＮＯ含有ガスが低酸素レベルを有する場合には、ＮＯと酸素との混合を低速にするためにＮＯを噴霧しないことを優先することができる。ＮＯを噴霧するか否かは、治療の構成にも依存する。吸気肢が非常に短い場合には、ガス通過時間が短く、患者に到達する前に十分な混合を確保するにはＮＯを噴霧することが必要となる可能性がある。

他のＮＯ混合手法が効果的である可能性がある。幾つかの実施形態において、ＮＯ含有ガスは管側で吸気流に導入され、ＮＯ含有ガス及び吸気ガスをブレンドする混合装置が注入点の下流で使用される。幾つかの実施形態において、ＮＯ含有ガスが吸気流の中心に導入され、患者における又はその近くの混合装置を通過する。この手法は、ＮＯ混合及び関連した酸化を可能な限り長い間最小にする。

幾つかの実施形態において、図２３Ａに示すように、インジェクタ継手が、乱気流を吸気流内に導入し、吸気流内へのＮＯの混合を改善する。図２３Ａに示すように、注入後に換気装置回路において混合ベーン４７０をＮＯ混合に使用することができる。これは、十分に混合された吸気ガスを引き続き確保しながら、ＮＯ生成システムが患者のより近くでＮＯを注入することを可能にすることができる。幾つかの実施形態において、図２３Ｂに示すように、ガスサンプルポートが、サンプルを引き出す前に乱気流を吸気ガス及びＮＯガスに導入し、サンプリングされたガスが十分に混合されることを確保する。図２３Ｂに示すように、混合ベーン４８０は、ガスサンプリング前に換気装置回路におけるＮＯ混合に使用することができる。この手法も、ＮＯ生成システムが患者のより近くでＮＯを注入することを可能にし、それによって、通過時間及びＮＯ－Ｏ２相互作用を減少させることができる。乱気流は、多くの方法で加えることができる。これらの方法には、混合ベーン、バッフル、フィルタ、波形部、窪み、及び蛇行路が含まれるが、これらに限定されるものではない。幾つかの実施形態において、スクラバが患者の吸気肢内に利用される。混合要素は、スクラバの吸気口に利用され、吸気ガスがスクラブされる前に完全に混合されることを確保する。これは、ＮＯ含有ガスがスクラバを通る複数の独立したチャネルを通って進むシート材から構築されるスクラバにおいて特に重要である。

幾つかの実施形態において、１つ以上のプラズマパラメータ（デューティサイクル、周波数、１次ＡＣ波形、電圧）は、スクラブ構成要素を越えて、吸気ガス流内へのＮＯ注入点において又はその近くにおいて検知された流量に基づく。このタイプの実施形態の利益は、プラズマ流量センサがプラズマ音響ノイズから引き離されて隔離されることである。

追加の医療治療及び装置とともに使用されるＮＯ生成

換気装置適合性

ＮＯ生成器を換気装置回路に追加することによって、圧縮可能な量を追加することができる。ＮＯ生成システムは、ＮＯ流量を追加し、サンプルガス流量を除去する。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、圧縮可能な量の変化に対処するために正味の流れの量を変更し、それによって、換気装置を再校正する必要をなくす。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、追加されたものと同じ量の混合ガスを吸気回路から除去して、吸気肢内のガスの容量を一定に維持する。これは、換気装置回路及び／又は患者の肺の過圧を緩和する役割を果たすことができる。

幾つかの実施形態において、吸気ガスセンサが、換気装置とＮＯ装置との間を接続する換気装置チューブ内に配置される。この手法の利益は、換気チューブに容量を追加しないとともに、ＮＯ装置内の容量を減少させ、その結果、換気回路の圧縮可能な量に対する影響を少なくすることである。これは、換気管の直径の変化、湾曲等に由来する可能性がある換気装置流量測定におけるアーティファクトの可能性も減少させる。図２４は、組み込み式流量センサ４９２を有する吸気管４９０を示している。吸気ガスセンサは、有線接続又は無線接続を用いてＮＯ装置４９４に接続して、Ｏ２レベル、圧力、温度、湿度及び流量のうちの１つ以上を提供する。吸気ガス供給源４９６は、換気装置、ＣＰＡＰ機、壁コンセントからの加圧ガス、又は他の吸気ガス供給源とすることができる。

小口径換気装置配管（１０ｍｍ及び１５ｍｍ）から流量センサへの移行は、換気流量測定の精度に影響を与える可能性がある。幾つかの実施形態において、スクリーン、バッフル又はメッシュが換気流量センサのすぐ上流側に配置され、流量を均一化し、換気流量精度を改善する。メッシュは、換気カートリッジ及び／又は換気管の一部とすることができる。

幾つかの実施形態において、換気装置カートリッジは、換気装置カートリッジ及び／又はＮＯ生成送達装置の汚染を防止するＨＥＰＡフィルタを含む。幾つかの実施形態において、ＨＥＰＡフィルタは、筐体、ＨＥＰＡフィルタ及び２２ｍｍ換気配管継手からなる着脱可能カートリッジである。図２５Ａ及び図２５Ｂは、ＨＥＰＡフィルタを有する換気装置カートリッジの実施形態を示している。図２６Ａ、図２６Ｂ、図２６Ｃ及び図２６Ｄは、ＨＥＰＡフィルタと換気装置カートリッジ及び／又はＮＯ生成器との間で使用することができる空気圧接続の例を示している。図２６Ａは、ＨＥＰＡとコントローラとの間のＯリングシールである。ＨＥＰＡが挿入されると、Ｏリングは、コントローラ内のボア内に詰め込まれる。幾つかの実施形態において、固着機能部（図示せず）が係合され、ＨＥＰＡフィルタが固着機能部を解除する使用ステップなしに引き抜かれることを防止する。幾つかの実施形態において、ＨＥＰＡフィルタと換気カートリッジとの間のインタフェースは、標準的な接続と類似しているが、標準的な配管サイズの係合を防止する異なる直径を有するテーパ配管接続から構成される。図２６Ｂは、ＨＥＰＡフィルタが磁石を含む別の実施形態を示している。ＨＥＰＡフィルタが係合されるとき、磁石は、ＨＥＰＡフィルタが存在することをＮＯ生成器に知らせるＮＯ生成器内のリードスイッチを作動させる。

図２６Ｃは、ＨＥＰＡフィルタが十分に挿入されたときにＮＯ生成器内の回路を閉じる導電面をＨＥＰＡフィルタが含む一実施形態を示している。図２６Ｄは、ＨＥＰＡフィルタが十分に挿入されたときに光回路を閉じる反射機能部をＨＥＰＡフィルタが有する一実施形態を示している。幾つかの実施形態において、ＨＥＰＡフィルタは、換気装置カートリッジ又はＮＯ生成装置をねじ（thread）と係合させる。

患者から呼気されたＮＯ及びＮＯ２は、呼吸回路の呼気肢を通過し、周囲空気内に入る。幾つかの実施形態において、いずれの種類のＮＯ治療中においても病院環境内のＮＯ２増大を防止するために、ＮＯ２スクラバが呼吸機器の排気管に配置される。幾つかの実施形態において、スクラバは選択的ＮＯ２スクラバである。幾つかの実施形態において、スクラバは、ＮＯ２、薬物及び他の可能性のある汚染物質を除去するフィルタである。幾つかの実施形態において、スクラバは活性炭を含む。

補助薬治療

ＮＯは、肺の中の血管を拡張し、血流及び酸素摂取を増加させる。幾つかの実施形態において、ＮＯ送達は、血流内への薬物の摂取を高める別の薬物と組み合わせて使用される。幾つかの実施形態において、他の薬物は、吸入医薬品及び／又噴霧医薬品である。

ＭＲＩ

ＭＲＩ技術を使用した肺及び心臓の血管診断の進歩とともに、ＮＯ生成装置をＭＲＩ環境の近くで又はＭＲＩ環境内で使用することができる。

ＭＲＩ環境に関する問題は、３つの要素を有する。第１に、強い磁場（例えば、３テスラＭＲＩを有する）の影響が、電磁弁又はモータを停止させる可能性があることに加えて、電子経路及び導電経路に渦電流を生み出す可能性がある。これは、通常、ＭＲＩのコアと装置との間の距離によって解決される。通常、１テスラ境界線がＭＲＩ磁石から３ｍに配置される。第２に、幾つかの実施形態及び状況において、医療装置が、ＥＭＩ放射に起因して画像に電子アーティファクトを生み出すことによってＭＲＩの高精細撮像と干渉する可能性がある。第３に、ＭＲＩの強い磁場が、医療装置を磁石に引き寄せる可能性があり、磁石内の患者を傷つけるおそれがある。

ＭＲＩに適合したＮＯ生成送達システムは、外部から内部及び内部から外部がシールドされなければならない。

全てのＭＲＩルームは電磁的にシールドされ、したがって、ＷｉＦｉ、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ、ＧＳＭ又は他のいずれの無線周波数も使用することができない。したがって、検査中にＭＲＩルームにオペレータはおらず、装置は制御ルームからリモートで監視される。リモート制御は、厚くシールドされたケーブルを用いた有線ＲＳ２３２又はイーサネットによって達成することができる。

幾つかの実施形態において、ＮＯ送達システムは、ワイヤメッシュ及びＭＲＩスイートのシールドされた窓を透過することができるＩＲ ＬＥＤ光源を備え、これによって、治療のリモート無線制御及びリモート無線監視が可能になる。制御ルームでは、リモートディスプレイが、次のパラメータ、すなわち、現在の設定、現在のＮＯレベル、現在のＮＯ２レベル、現在のＯ２レベル、スクラバ残存寿命、治療経過時間、治療残り時間等）のうちの１つ以上を表示することができる。ＮＯ送達装置のリモート制御パネルは、治療の開始、治療の停止、及び治療設定の調整の制御も提供することができる。このモードでは、リモート制御が可能になる。或る特定の医療装置については、全体を囲うことがＭＲＩ適合性の解決策である。

患者がＭＲＩスキャンを受けるときのＮＯ供給源と患者との間の距離の増加に起因して、ＮＯ含有ガスの通過時間が大きくなり、その結果、吸入されるＮＯ２の濃度が増加する。幾つかの実施形態において、ＮＯ２スクラバ構成要素が、患者の近くにおいて吸気肢と直列に配置され、吸入ガスが吸入される前に吸入ガスからＮＯ２をスクラブする。幾つかの実施形態において、ＮＯ２スクラバ構成要素は、吸入ガスをサンプリングする継手と組み合わされる。幾つかの実施形態において、ＮＯ２スクラバ構成要素は、スクラブ構成要素から下流に、吸入前に吸入ガスから微粒子を除去するフィルタを含む。この同じ解決策は、ＭＲＩ以外にも、ＮＯ生成装置が患者から遠く、ＮＯ２レベルの上昇が問題となる他の場合にも適用可能である。図２７Ａは、患者の近くの吸気ライン５２０内のスクラバフィルタアセンブリ５２２を示している。図２７Ｂは、患者の近くの吸気ライン５３０内のスクラバ、フィルタ及びガスサンプリングポートを示している。スクラバ媒体及びフィルタは、吸気ガス内でＮＯを十分に混合し、そのため、スクラブ及び濾過の後に吸気ガスをサンプリングすることが有益である。

パージ及びＮＯ２

補助換気治療を有するＮＯ治療の間、ゼロバイアス流量の場合のように、吸気流がなくなる現象が発生する可能性がある。このような場合に、ＮＯ含有ガスは、ＮＯ２スクラバ及び空気圧経路の他の部分に存在し、酸化し続けてＮＯ２を形成する。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成器を通る反応ガス流量は、ゼロ吸気流量の期間中、低速のゼロではない速度になるように制御され、空気を用いてシステムをパージする。パージは、プラズマ生成機能がオフにされた状態で、反応ガスをシステムに流通させることによって行われる。

幾つかの実施形態において、システムは、吸気ガス流路へのガスの正味の追加も喪失もないように、ゼロバイアス流量の間、ガスサンプル流量に等しい流量でプラズマチャンバにガスを流通させ続ける。

治療の終了時に、ＮＯ生成器のＮＯをパージして、ＮＯ２形成を防止することが重要である。これは、腐食性を有する可能性があるＮＯ２が、システム内で装置に蓄積するのを防止する。これは、次回、臨床で使用されるときに、装置がＮＯ２のボーラスを放出することも防止する。ＮＯ装置をパージするとき、システムの内部容積を新鮮な反応ガスに単に置き換えるだけでは不十分なことが多い。これは、ＮＯ及びＮＯ２が時間とともにＮＯ生成器の材料に吸収され、ＮＯ生成器構成要素からの排気又は抽出には時間を要するからである。幾つかの実施形態において、パージガスは、十分な量のＮＯ及び装置材料からのＮＯを除去するために特徴付けられた設定時間量の間、ＮＯ生成器に通される。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成器は、概ね空気圧経路（配管、スクラバ、インジェクタ、ポンプ等）の内部容積とほぼ同じかそれ以上の反応ガスの容量を用いてシステムをパージする。その後、システムは一時停止し、ＮＯ及びＮＯ２がコントローラから外部に浸出する時間を与える。この後に、システム内の内部ガスの更なる交換及び更なる一時停止が続く。このプロセスは、システム内のＮＯ及びＮＯ２の蓄積のレベルが許容可能なレベルになるまで複数回繰り返すことができる。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、内部ＮＯ２センサを使用して、システム内のガス品質を測定し、いつパージを完了するのかを決定する。

装置パージ中に検討すべき別の問題は、パージされたガスをどこに置くかである。１つのシナリオでは、システムは、臨床実施が重要でないほど十分低速の流量でパージガスを吸気肢に導入する。しかしながら、多くの臨床シナリオでは、装置は、依然として吸気肢に接続することができ、追加のガス、ましてやＮＯ２含有ガスを導入することは望ましくない場合がある。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、空気圧経路及び／又はスクラバをパージすることができ、吸気肢から独立した経路を通って装置の外部にパージガスを誘導する。幾つかの実施形態において、パージガスは、吸気ガスセンサベンチを通過する。幾つかの実施形態において、吸気ガスセンサベンチを利用して、パージガスのＮＯ２濃度を測定し、パージをいつ完了するのかを決定することができる。幾つかの実施形態において、パージガスは、ハウスバキュームに誘導される。幾つかの実施形態において、パージガスは周囲環境に誘導される。幾つかの実施形態において、パージガスは、周囲環境内への放出前にスクラバに誘導される。

スクラブ及び濾過

スクラバ材は、ＮＯ２反応プロセスによって時間とともに消費される。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、カートリッジ残存寿命を推定するアルゴリズムを使用する。幾つかの実施形態において、このアルゴリズムは、推定されたＮＯ２生成レベルをスクラバ寿命の推定値として経時的に積分することを伴う。幾つかの実施形態において、このアルゴリズムは、ＮＯ生成レベルを経時的に積分することを伴う。幾つかの実施形態において、システムは、スクラバによって吸収されたＮＯ２の量をパラメータのリストに基づいて推定する。パラメータには、次のもの、すなわち、ＮＯ２濃度、ＮＯ濃度、ＮＯ生成量、ＮＯ２生成量、ＮＯ／ＮＯ２比、スクラバ温度、反応ガス温度、反応ガス湿度、スクラバ経年数、生成ガス温度、生成ガス湿度、生成ガス流量、及び反応ガス流量のうちの１つ以上が含まれるが、これらに限定されるものではない。幾つかの実施形態において、スクラバは、安全に処理することができるＮＯ２モル量について特徴付けられる。幾つかの実施形態において、スクラバが曝露されてきたＮＯ２の量が、経時的なＮＯ２生成量の積分（例えば、ＮＯ２濃度＊生成ガス流量＊時間）として計算される。幾つかの実施形態において、ＮＯ２曝露量は、経時的なＮＯ生成量の積分をＮＯ：ＮＯ２比によって除算したもの（例えば、ＮＯ濃度＊生成ガス流量＊時間／ＮＯ：ＮＯ２比）として計算される。幾つかの実施形態において、スクラバ使用量がｐｐｍ．ｌｐｍ．ｈｒの単位で求められる。スクラバ使用量の計算は、スクラバの寿命にわたるＮＯ生成レベルの変動を考慮するために連続して計算及び更新することができる。

幾つかの実施形態において、推定されたスクラバ残存寿命は、装置のユーザインタフェース上に提示される。

スクラバは、呼吸検出信号の忠実度を減少させる可能性がある、流量を制限するものである。幾つかの実施形態において、着脱可能スクラバカートリッジ設計は、呼吸検出用のポートを含む。このポートは、図２８Ａ及び図２８Ｂに示すように、コントローラに配置された圧力センサとの流体連通を確立する生成ガス経路における二叉分岐からなる。図２８Ａは、ＮＯ生成送達システム５４２内に挿入されるスクラバモジュールを示し、図２８Ｂは、スクラバモジュールを単独で示している。スクラバモジュールは、スクラバ材で充填されたチャンバからなる。材料は、例えば、ばらのスクラバ媒体（loose scrubber media）、ソーダ石灰含浸シート材、ＮＯ２吸収コーティング材とすることができる。図示した実施形態において、チャンバは、エンドキャップを有する管状構造物からなる。ＮＯ及びＮＯ２含有ガスが、画像の下部においてスクラバモジュールに入り、スクラブチャンバを通過する。幾つかの実施形態において、ＮＯ及びＮＯ２含有ガスは、モジュールを出る前に濾過される。画像の上部におけるエンドキャップは、スクラバチャンバの一方の端部をシールし、スクラバモジュールをＮＯ生成装置内に固着する手段を提供する役割をするとともに、送達システム（例えば、カニューレ）と吸気事象を検出するのに使用されるＮＯ生成装置内の圧力センサとの間の流体連通用の導管を提供する。図２８Ａは、圧力センサ５４４とスクラバモジュールエンドキャップとの間にガスケット５４６を用いてスクラバモジュールとインタフェースするＮＯ生成器内の圧力センサ５４４を示している。固着機能部５４８が図２８Ａに示されている。図示した実施形態において、固着機能部５４８は、ＮＯ生成器の一部であり、左にスライドして、スクラバモジュールを解除する。幾つかの実施形態において、固着機能部及びスライドはスクラバモジュール内で行われる。他のタイプの固着機能部も使用することができ、他のタイプのものには、戻り止め、つまみねじ、アクセスドア／パネル、スクラバモジュールとコントローラとの間のねじ式インタフェース（threaded interface）、蟻継ぎスライドインタフェース等が含まれるが、これらに限定されるものではない。幾つかの実施形態において、スクラバモジュールは、カニューレの一体部分又は他のタイプのガス送達構成要素である。幾つかの実施形態において、スクラバモジュールは、図２８Ａ及び図２８Ｂに示すように、かかり（barb：かえし）等のガス送達構成要素に接続する空気圧インタフェースを含む。図２８Ａ及び図２８Ｂに示す実施形態において、スクラバモジュールは、ＮＯ生成装置内のポケット内に挿入される。幾つかの実施形態において、スクラバモジュールは、機械接続及び空気圧接続を用いてＮＯ生成装置の外部に取り付けられる。

ポータブルＮＯ生成器の幾つかの実施形態において、外部供給源からのＯ２がカニューレに接続するためにスクラバカートリッジを通過する。幾つかの実施形態において、外部供給源からのＯ２がコントローラを通過する。幾つかの実施形態において、カニューレへのＮＯ及びＯ２の接続を容易にするために、Ｏ２出口はＮＯ出口の近くに配置される。

幾つかの実施形態において、スクラバは、茶葉を用いて作製することができる。これは、軽量化の可能性、有害のおそれがある材料（ソーダ石灰）の低減及びスクラバの廃棄可能性の改善をもたらす。また、これは、費用を少なくすることもできる。幾つかの実施形態において、生成ガスからＮＯ２をスクラブするために、水酸化リチウムを単独で又は他の材料と組み合わせて使用することができる。

幾つかの実施形態において、生成ガスは、図２９に示すスクラバ材の流動床を通過する。幾つかの実施形態において、流動床チャンバ５５０は、スクラバ媒体５５２が重力に起因してチャンバの底部に収集される垂直配向チャンバとすることができる。ガスは、チャンバの底部にある生成ガス吸気口５５４等の１つ以上のオリフィスを通ってチャンバ５５０に導入され、チャンバの他方の端部にある生成ガス排気口５５６等の出口へ流れる。スクラバ媒体はガス内に浮遊し、ガスと粒子との相互作用を改善するとともに流量制限を最小にする。幾つかの実施形態において、粒子は、一貫したスクラバ間（scrubber-to-scrubber）流量制限、スクラブ性能及び寿命を有するようにサイズが一様である。幾つかの実施形態において、１つ以上のバッフル５５８を使用して、媒体を通るガス流を均一にし、分散させることができる。幾つかの実施形態において、流動床チャンバは、チャンバの前及び／又は後に、スクラバ通過中及び／又は使用中の粒子移動を防止するフィルタを含む。

幾つかの実施形態において、システムは、二酸化窒素の光解離エネルギー（３９０ｎｍの波長を有する光子と等価な１．７３ｅＶ）よりも短い波長を有するＵＶ放射線を用いて生成ガスを照射する。光子は、ＮＯ２と衝突すると、ＮＯ２分子から酸素原子を放出させ、したがって、ＮＯ２をＮＯに変換させる。この実施形態において、ＮＯが影響を受けないように、光子は、ＮＯを解離させるのに必要な波長（１８９ｎＭ）よりも長い波長を有する。酸素（２４０ｎｍ）及び窒素（１２７ｎｍ）等の生成ガスの他の成分は、解離させるのにより大きなエネルギーを必要とし、したがって、この反応による影響を受けない。Ｎ２Ｏ（７１５ｎｍ）、ＮＯ３（５７３）、及びＮ２Ｏ５（１２５４ｎｍ）等の他の窒素酸化物は、ＵＶ光子によって解離されるが、これらのより高い分子量のこれらの分子の存在は低い。２２５ｎｍにあるＣＯ２は、利用可能なエネルギーよりも高いエネルギーを必要とし、したがって、ＣＯに解離されない。この実施形態において、光子の強度を最大にし、したがって、光子／ＮＯ２反応の衝突断面積を最適化するために、ガスは、３９０ｎｍよりも短くかつ２７０ｎｍよりも長い波長を有するＵＶ光が集光される狭い流路を通過するように制約される。

幾つかの実施形態において、ＵＶ光子源は、ＵＶ発光ダイオードのアレイである。幾つかの実施形態において、ＵＶ源は集光レーザダイオードである。幾つかの実施形態において、反応チャンバは、個々の光子により多くの衝突の機会を与えるために、ＵＶ反射コーティングと整列される。幾つかの実施形態において、ガスは、ガス分子の平均運動エネルギーを増加させ、したがって、反応の確率を高めるために加熱される。

生成ガス経路内のフィルタが、微粒子を除去するのに利用される。ホウケイ酸塩、Ｐｏｒｅｘ、及び混合セルロースエステル等の様々な濾過手段が効果的である。濾過レベルは、電極、スクラバ、及びシステムの他の部分からの物質を除去するために１０ｎｍ粒子サイズにまで下げることができる。幾つかの用途では、脆弱なフィルタ材には、スクラバハウジングからの引き裂き及び／又は分離を防止する支持構造物が必要とされる。幾つかの実施形態において、スクリーンがフィルタ膜の一方の側又は両側に配置されて、膜を保護する。幾つかの実施形態において、スポークディスク又は有孔ディスクのいずれかが、フィルタ材の後方に配置される。幾つかの実施形態において、オープンセル発泡体又は綿のような非晶質材料がフィルタ材の１つ以上の側に配置され、フィルタ材を支持する。

幾つかの実施形態において、使い捨てスクラバカートリッジが使い捨て電極を含む。図３０は、反応ガス吸気口５６２及び生成ガス排気口５６４並びに空気圧接続部及び電気接続部を有する使い捨てスクラバカートリッジ５６０の一実施形態を示している。反応ガスはアセンブリに入り、プラズマチャンバ５６６を通過する。生成ガスは、その後、内部にスクラバ媒体、例えばソーダ石灰セルを有する一連のチャンバ５６８を通過する。チャンバ間のバッフルが、生成ガスを分散させ、スクラバ媒体の移動を防止する。チャンバ間のフィルタが、更なる移動防止を提供するとともに電極及びスクラバ媒体からの微粒子を収集することができる。グライディングアーク電極が示されているが、この手法は、他の電極タイプとともに利用することができ、他の電極タイプには、対向電極、平行電極、グライディングトーチ電極及びトーチ電極が含まれるが、これらに限定されるものではない。幾つかの実施形態において、２つの電極のうちの一方のみが使い捨てに含まれる。

図３１は、電極を有するスクラバカートリッジ５７０を示している。反応ガスは、吸気口５７２に入り、プラズマチャンバを通過する。高電圧接続部５７４は、電極に通電して、反応ガス内にＮＯを生成する。ＮＯ含有生成ガスは、プラズマチャンバを出て、スクラバ媒体で充填された一連のチャンバを通過する。各チャンバ内の混合機能部が、良好なガスとスクラバ媒体との相互作用を得るために、生成ガスが各チャンバ全体にわたって分散されることを確保する。図示した実施形態において、フローボラード（flow bollard）５７６のアレイが、ガス乱気流を増大させるのに使用される。

図３２は、プラズマチャンバにわたってスライドするスクラバカートリッジ５８０を示している。高濃度ＮＯはＮＯ２に急速に酸化される。したがって、ＮＯ生成システム内のデッドスペースを最小にすることに多大の注意が払われる。図示した実施形態において、反応ガス５８２がプラズマチャンバ５８４に入る。プラズマチャンバ５８４は、高電圧源、治療コントローラ等を含むより大きなシステム（図示せず）の一部である。生成ガスは、プラズマチャンバを出て、ソーダ石灰顆粒又は螺旋状に巻かれたＮＯ２スクラブシート材等のスクラバ材で充填された輪形隙間を通って戻る。微粒子を除去するとともに製品の配送中にスクラバ材の移動を最小にするために、フィルタ（図示せず）をスクラバカートリッジに含めることができる。空気圧シール５８６が、スクラバカートリッジ、プラズマチャンバ５８４及びシステムの他の部分の間の境界を通って生成ガスが失われるのを防止する。

幾つかの実施形態において、円筒形スクラバが、カートリッジをねじに締まるまで回すことによってＮＯ生成器に接続される。幾つかの実施形態において、スクラバは、図示するように、機能部がプラズマチャンバに係合するまでプラズマチャンバ上に並進される。幾つかの実施形態において、プラズマチャンバは、使い捨てスクラバカートリッジの一部である。

スクラバ湿度管理

水は、ソーダ石灰等の幾つかのスクラバ材によるＮＯ２吸収の化学作用において不可欠な化学物質である。ソーダ石灰が乾燥すると、ＮＯ２吸収は弱まる。幾つかの実施形態において、反応ガスが、ＮＯ２スクラブを改善するために、プラズマチャンバの前に加湿ステージを通過する。幾つかの実施形態において、ＮＯ及びＮＯ２含有生成ガスが、ＮＯ２スクラブを改善するために、スクラバに入る前に加湿ステージを通過する。

ＮＯ生成器におけるガスの加湿は、多くの方法によって行うことができ、これらの方法には、水中でガスをバブリングすること、湿ったガーゼメッシュにガスを通過させること、水をガス内で霧状にすること、湿ったスポンジに通過させること、水をガス内に噴霧すること、内部に加熱された水を有するチャンバにガスを通過させること、ドライウォータ又は湿ったシリカ粒子若しくはビーズにガスを通過させること、及び他の手段が含まれる。幾つかの実施形態において、水は、リザーバから親水性メッシュを介してガス流路内に吸い取られる。幾つかの実施形態において、スクラバカートリッジが挿入されたときに穴が開けられる水のアンプルを使用することができる。幾つかの実施形態において、スクラバチャネルが作動していないときに、湿度がスクラバチャネルに加えられる。装置内でのガスへの湿気の追加は、ソーダ石灰の好ましい相対湿度及び相対温度を得るために生成ガスを冷却する利点を有することができる。幾つかの実施形態において、幾つかのソーダ石灰の温度は３７℃である。幾つかの実施形態において、挿入の際に針によって穴が開けられる水のリザーバをスクラバカートリッジ内に位置決めすることができる。幾つかの実施形態において、超音波ポンプが水を流路に導入する。幾つかの実施形態において、水は、吸い取り又は毛細管作用を介して、水が反応ガス及び／又は生成ガスに導入される位置に運ばれる。生成ガスをバブリングすることは、加湿及び冷却を行いながらＮＯ２を除去する利点を有する。幾つかの実施形態において、生成ガスを泡立てるリザーバは、スクラバカートリッジ内に配置される。幾つかの実施形態において、システムは、反応ガスの湿度を直接又は間接的に測定することができ、システムは、ソーダ石灰に最適な湿度レベルを目標にすることができる。幾つかの実施形態において、システムは、流入する反応ガスの湿度を測定し、湿度を加えるべきか否かを決定する。幾つかの実施形態において、システムは、流入する反応ガスの湿度を測定し、湿度を加えるべきか否かを決定する。幾つかの実施形態において、必要に応じて交換される水のボトルをコントローラに接続することができる。幾つかの実施形態において、ボトルがコントローラ内に挿入されたときに、隔壁が針によって突き刺される。幾つかの実施形態において、水が反応ガスに導入される前に水を殺菌するＵＶ光源を使用することができる。幾つかの実施形態において、プラズマのＵＶが、プラズマ流ガスを殺菌するのに十分なものである。幾つかの実施形態において、ウォータリザーバが、ユーザによって、シリンジを使用して、水を注いで、アンプルを挿入して、ボトルを挿入して、又は他の手段によって充填される。幾つかの実施形態において、水は、反応ガス経路に配置された、オープンセルスポンジに吸い取られる。幾つかの実施形態において、水は、メッシュを有するスクラバハウジング内に吸い取られる。幾つかの実施形態において、メッシュは綿である。

幾つかの実施形態において、ソーダ石灰が水分を回復することができるように、加湿されたガスをドライスクラバに通すことによって、ドライスクラバが復活される。これは、患者の治療中に行うこともできるし、スクラバがそうしないと有効にならないときに行うこともできる。幾つかの実施形態において、加湿装置をＮＯ生成装置の反応ガス吸気口に位置決めすることができる。幾つかの実施形態において、加湿されたガスの入力を受け取るために、２２ｍｍ継手等の継手をスクラバカートリッジの前方に配置することができる。

生成ガスは、ナフィオン配管を流通する。ナフィオン配管の一方の側にある高湿度が、ナフィオン配管の他方の側にある生成ガス内に湿度を送り出す。湿度は、液体の水、加湿水、ネブライザ等からのものとすることができる。幾つかの実施形態において、スクラバ内のナフィオンは、湿度を治療ガス内に送り込むことができる。

幾つかの実施形態において、ガスは、スクラバに入る前に冷却され、相対湿度が高められ、スクラバ材からの水の気化が減少される。ガスの冷却は、受動的なもの又は能動的なものとすることができる。１つの受動的な方法は、冷却フィンの有無を問わず金属製のガス流導管を備えることである。１つの能動的な方法は、熱電気クーラ（例えばペルティエ素子）を使用することである。

スクラバアルゴリズム

システムは、２つのＮＯ生成チャネル間を切り替えるアルゴリズムと、それらのチャネルの対応するＮＯ２スクラバとを有することができる。ＮＯ２スクラバが使用されるにつれて、そのＮＯ２スクラブ効能は減少する。幾つかの実施形態において、切り替えは、効能限界に達するまで１つのＮＯ２スクラバを利用することに基づくことができる。装置は、設定されたスクラバ効能限界まで一方のチャネルを動作させることができ、その後、第２のチャネルに切り替えることができる。この時、ユーザは、第１のスクラバの利用レベルへのアラートを受けることができるとともに、第２のチャネルにおいて大きな動作時間を持つことができる。幾つかの実施形態において、アルゴリズムは、第２のチャネルに問題が発生した場合のバックアップを提供するために、第１のチャネルを完全には利用しない。加えて、第２のチャネルを設定された効能限界まで使用した後、装置は、スクラバのうちの１つ以上を変更する必要があることをユーザにアラートすることができる。装置は、より短い間隔で２つのチャネルを１回以上交替させて動作を継続することができる。スクラバの切り替えによって、スクラバは復活することができ、これは、スクラバが或る期間の間活動を停止した後にスクラバのＮＯ２除去量（率、速度）が改善することができることを意味する。図３３は、第１のスクラバチャネル及び第２のスクラバチャネルの間を切り替えるスクラバ使用アルゴリズムの一実施形態を示している。

スクラバのスクラブ効率は、使用中に連続的に低下するが、使用と使用との間で部分的に回復することが確認されている。２つ以上のスクラブチャネルを有するＮＯ生成システムでは、システムは、チャネル間を切り替えて、所与のチャネルのスクラブ効率がリセットされる時間を提供することができる。この特徴は、全体的なスクラブ効率の改善及び／又はスクラバの寿命の延長の利点を提供することができる。

チャネル変更頻度は、例えば、機能しているスクラバによって吸収されるＮＯ２吸収性能若しくはＮＯ２のモル又は設定時間間隔に基づくことができる。

スクラバの構築

図３４Ａ、図３４Ｂ、及び図３４Ｃは、スクラバ６００の一実施形態を示している。図３４Ａは、エンドキャップを有する管状ハウジング６０２からなるスクラバモジュールを示し、スクラバモジュールの内部には、１つ以上のスクラバ材、フィルタ、及び／又はバッフルが存在することができる。図３４Ｂは、スクラバモジュールの横断面を示している。生成ガスは、継手６０４を通ってモジュールに入り、第１のフィルタを通過する。第１のバッフルは、管内にパックされたスクラバ媒体に対する圧縮を維持する。追加のバッフルを使用して、スクラバ媒体の移動を防止することができるとともに、スクラバ媒体を通るガス流を再分散させてチャネリングを防止することができる。スクラバ媒体の通過後、生成ガスは、追加のバッフル、フィルタ及び一方向弁を通過する。フィルタは、スクラバ媒体及び電極からの粒子を除去する。幾つかの実施形態において、第２のフィルタは２０ミクロンの孔サイズを有する。幾つかの実施形態において、第２のフィルタは１０ｎｍの孔サイズを有する。一方向弁は、患者吸気肢からＮＯ生成器内への逆流を防止する機能を果たす。一方向弁の使用は、治療用途及びシステムアーキテクチャに依存する。例えば、システムが、一方向弁の下流に弁を含む場合には、一方向弁を含めることは必要でない場合がある。生成ガスは、第２の継手６０６を通ってアセンブリを出る。図示した実施形態において、第１の継手は、ＮＯ生成器内への挿入及び取り外しにＯリングシールを利用する。第２の継手は、管又はマニホールドへのより永続的な接続用のかかりタイプの継手である。幾つかの実施形態において、使用ステップを削減するために、複数のスクラバモジュールが単一のカートリッジに収容される。幾つかの実施形態において、２つのスクラバモジュールが換気装置治療チャネルの役割を果たし、１つのスクラバモジュールが手動のバギング治療用の補助チャネルの役割を果たす。

図３４Ｃは、代表的なスクラバモジュールの分解組立図を示している。矢印は、スクラバモジュールを通る生成ガス流の方向を表している。スクラバモジュールの構成要素は、かかり継手６０８、一方向弁６１０、コネクタキャップ６１２、チューブＯリング６１４、フィルタ６１６、排気口バッフル６１８、チューブ６０２、スクラバ媒体６２０、吸気口バッフル６２２、チューブＯリング６２４、コネクタキャップ６２６、及びコネクタＯリング６２８を含む。幾つかの実施形態において、各コネクタキャップは、潜在的な生成ガスの漏れを軽減する２つの方法、すなわち、チューブのＩＤ上のＯリングシール及びキャップとチューブの外表面との間の周囲の接着ボンドでチューブを接続する。

スクラバ媒体は、輸送、保管及び使用の間、沈殿する可能性がある。幾つかの実施形態において、図３５に示すように、ばね６３０が、スクラバ媒体に対する圧縮を維持してチャネリングを防止するのに使用される。ばねは、従来の金属製のコイルばね、オープンセル発泡体、波形ワッシャ、又はソーダ石灰に圧縮力を与える他の手段とすることができる。幾つかの実施形態において、スクラバ媒体は、スライドバッフル及びばねの挿入前にプレスを使用して圧縮を維持することによって或る容積内に圧縮される。スクラバ媒体は、様々な方法及び様々な量で圧縮することができる。例えば、幾つかの実施形態において、スクラバ媒体は、押されると、それらのパックされていない容積の２５％圧縮される。ソーダ石灰の圧縮が、複数の方法でスクラブ効率を改善し、これらの方法には、スクラバ内のデッドボリュームの減少、ソーダ石灰の破砕に起因したスクラバ表面積の増加、及びチャネリングの可能性の減少、又はソーダ石灰を通る低流量制限経路が含まれる。

幾つかの実施形態において、ソーダ石灰等のスクラバ媒体は、スクラバの断面積にわたってガス流を拡散させて、ソーダ石灰に対する圧縮を経時的に維持する有孔バッフルの間で圧縮される。

ソーダ石灰の圧縮は、ＮＯ生成システム内のデッドスペースを示すソーダ石灰ハウジング内の空隙を残す可能性がある。デッドスペースは、１）ＮＯ送達に遅延を引き起こす可能性がある圧縮可能な量を導入すること、及び２）システムを通る生成ガス通過時間を増加させ、これはＮＯの喪失及び対応するＮＯ２形成の増加に寄与すること、の２つの主な理由から、ＮＯ生成及び送達に有害である可能性がある。幾つかの実施形態において、１つ以上のスペーサが、ソーダ石灰圧縮後にスクラバハウジング内の空隙内に配置される。幾つかの実施形態において、スペーサは厚い壁のチューブからなる。幾つかの実施形態において、スペーサは追加のソーダ石灰からなる。幾つかの実施形態において、スペーサはオープンセル発泡体である。

幾つかの実施形態において、スクラバは、チューブ内に積重されるディスクに成型されたＮＯ２吸収材の形態を有することができる。幾つかの実施形態において、ディスクには穴が開けられる。幾つかの実施形態において、生成ガス用の蛇行路が作製されるように、ディスクは、回転して割り出しされる。

幾つかの実施形態において、吸気ガスは、患者の近くでスクラブされる。これは、ガスサンプルポート（ＡＫＡ Ｔ継手）とインラインスクラバとを組み合わせることによって行うことができる。Ｔ継手とサンプルポートとを組み合わせることによって、スクラバを使用しない危険性が低減される。ＮＯ及び吸気ガスが混合されていることを確保するととともに、スクラバの効率を監視することができるように、ガスサンプルは、スクラバの下流で取り出される。

幾つかの実施形態において、近位スクラバが、シャツ又はラペルに取り付けてカニューレロケーションを制御するクリップを含む。

システムは、スクラバを通して空気をポンプ圧送しプラズマチャンバ圧力を測定することによって、新たなスクラバカートリッジ（各チャネル）の流量制限を特性評価することができる。システムは、この情報を使用して治療アルゴリズムを調整することができる。例えば、システムは、より高い流量制限のスクラバに応じてリザーバ圧力又はポンプ圧送動力を増加させることもできるし、システムは、スクラバを通じた背圧の結果としてのプラズマチャンバ内の圧力の変化を補償するようにプラズマパラメータを変更することもできる。

幾つかの実施形態において、システムは、スクラバカートリッジの流量制限特性評価を使用して、漏れ、ガス経路分流（チャネリング）を開放するスクラバ材沈殿、又はフィルタ破裂等のカートリッジの問題を検出する。

幾つかの実施形態において、気密カバーをスクラバカートリッジの生成ガス接続部（ガス吸気口及び／又はガス排気口）に含めることができる。これによって、ユーザは、新たなスクラバをその内部に有するＮＯ生成器を長期間保管することが可能になる。カートリッジは、保管の間、コントローラ内に挿入することができるが、カバーは、使用前に取り外される。これは、カートリッジに接着され、取り除かれる接着フィルムとすることができる。

シート材を用いたスクラバ

幾つかの実施形態において、ＮＯ２吸収材から作製されるか又はＮＯ２吸収材が含浸されたシート材が、ＮＯ生成器からの生成ガスをスクラブするのに使用される。この手法は、パックされたソーダ石灰顆粒の流量制限の低減をもたらすことができる。さらに、この手法は、スクラバカートリッジの流量制限を低減することができ、生成ガスに導入されるスクラバ微粒子の量を減らすことができる。シート材は、螺旋又は積層としてパッケージすることができる。幾つかの実施形態において、シート材は、スクラバ材を取り囲む筐体内の溝、突起又は他の特徴部によって所定の箇所に保持される。幾つかの実施形態において、スペーサ材がＮＯ２吸収シート材の層の間に配置される。幾つかの実施形態において、シート材が、ガスが通過する経路を提供するように螺旋状又は層状にされたときに、シート材にある孔が整列する。幾つかの実施形態において、シート材上の隆起部が、層を離して保持し、生成ガスが通過するチャネルを提供する。

幾つかの実施形態において、シート材のリブ間隔（rib spacing）、高さ及び幅が、所望の流れ抵抗及び／又はスクラブ能力を達成するように最適化される。

スクラバ材を通る流路が長いほど、滞在時間が長くなり、スクラブの改善が得られる。幾つかの実施形態において、シート材は、螺旋状の（より長い）流路を達成するように対角方向に巻かれる。幾つかの実施形態において、リブは、流路長及び曲がりを増加させる正弦波パターンに成形される。基本的に、シート材が、円筒形設計の場合には螺旋に巻かれ、方形設計の場合には層に積重されたときに、結果として得られるガスチャネルが実際のシート材よりも長くなるように、経路をシート材に成形することができる。直線でないガス経路は、スクラバ効率を改善する追加のガススクラバ相互作用及びガス混合を提供することができる幾つかの曲がりを流路に導入する。

幾つかの実施形態において、オープンセルのスポンジ状構造物が、ＮＯ２吸収材又は構造材料／ＮＯ２吸収材複合物から構築される。ＮＯ２吸収材の例として、ソーダ石灰、水酸化リチウム、及びアスコルビン酸があるが、これらに限定されるものではない。同様の材料及び手法をＮＯｘスクラバに利用することができる。

ＮＯ２のスクラブ

幾つかの実施形態において、ＮＯ／ＮＯ２比は、プラズマチャンバの下流にＮＯ２スクラバを必要としないほど十分なものである。幾つかの実施形態において、それでもフィルタが微粒子用に使用される。

幾つかの実施形態において、スクラバの容積は、送達されるパルス容積に等しい。パルスは、送達前に呼吸間でスクラブされるようにスクラバ内でステージングされる。

幾つかの実施形態において、ＮＯ２スクラバは、コントローラ内の光源から照明するように光導体を有する。

幾つかの実施形態において、スクラバは、生成ガスの流れを低速にするとともに２つ以上の好ましい経路を提供するために並列に使用される。

幾つかの実施形態において、システムは、一時に１つのスクラバしか交換できないようにしてＮＯ送達が途切れることがないことを確保するロック機能部を有する。

スクラバカートリッジが交換されるとき、ＮＯ送達が中断する可能性がある。幾つかの実施形態において、生成ガスは、スクラバカートリッジの交換に要する短時間の間、スクラブされない。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、１次スクラバカートリッジ６４０が図３６に示すように取り外れているとき、２次スクラバカートリッジ６４２を通って生成ガスを誘導する。幾つかの実施形態において、生成ガスは、ＮＯ生成装置内に配置された第２のスクラバを通って送られる。この第２のスクラバは交換可能であるが、１次スクラバカートリッジが存在しないときにしか使用されないので、交換の頻度はより少ない。幾つかの実施形態において、２次スクラバは、年１回の保守点検の間にのみ交換される。幾つかの実施形態において、２次スクラバは、換気装置カートリッジ６４４の後方に配置される。幾つかの実施形態において、２次生成ガス経路は、別個のインジェクタ６４６を有する。幾つかの実施形態において、２次スクラバ及び１次スクラバからの流れは、単一のインジェクタの前で合流する。逆止弁（図示せず）を必要に応じて使用して、１次スクラバが取り外れるときに吸気経路内のガスが外部に漏れること及び／又は２次スクラバ内に漏れることを防止することができる。

幾つかの実施形態において、生成ガスは、１つ以上のスクラバに入り、スクラバを出てシステム内に戻る。

幾つかの実施形態において、生成ガスは、１つ以上のスクラバに入り、換気装置カートリッジ内に進む。

幾つかの実施形態において、生成ガスは、１つ以上のスクラバに入り、直接患者吸気流になって出て行く。

幾つかの実施形態において、スクラバカートリッジ６５０が、２つ以上のレベルのスクラバを提供することができる。例えば、図３７に示すように、２つのスクラブモジュール６５２、６５４が存在することができる。流れは、図３７に示すように、スクラバカートリッジを出る前に一方又は双方のモジュールを通って進むことができる。実際の流路は、例えば、バイナリ弁、比例弁、ダイバータ弁及び／又はポンプからなるコントローラ内の流量コントローラによって制御される。

幾つかの実施形態において、スクラバ校正情報（例えば、ＮＯ２のレベルを変化させる流量に対する効率）をメモリデバイスに書き込むことができる。幾つかの実施形態において、ＮＯ２モル容量をメモリデバイスに書き込むことができる。

幾つかの実施形態において、ＮＯ２スクラバは、水酸化ナトリウムから構成される。二酸化窒素は、次の化学式、すなわち２ＮＯ２＋２ＮａＯＨ→ＮａＮＯ２＋ＮａＮＯ３＋Ｈ２Ｏによって水酸化ナトリウムと反応し、亜硝酸ナトリウム及び硝酸ナトリウムを形成する。ＮＯ２への曝露後のソーダ石灰スクラバのＦＴＩＲ分析は、亜硝酸ナトリウムの存在を示す。

幾つかの実施形態において、ＮＯ２スクラバは水酸化カリウムから構成される。
ＮＯ２＋ＫＯＨ→ＫＮＯ３＋ＫＮＯ２＋Ｈ２Ｏ

幾つかの実施形態において、ＮＯ２スクラバはヨウ化カリウムから構成される。

幾つかの実施形態において、ＮＯ２スクラバは、１つ以上の薬剤的に許容可能な物質の組成物から構成される。これらの物質には、アスコルビン酸塩、アスコルビン酸、アスコルビン酸塩とアスコルビン酸との混合物、エリトルビン酸塩、エリトルビン酸、及びエリトルビン酸塩とエリトルビン酸との混合物が含まれるが、これらに限定されるものではない。混合物は、乾燥した粒状形態又は湿式形態のいずれかで使用することができる。

幾つかの実施形態において、ＮＯ２スクラバは、１つ以上の薬剤的に許容可能な物質の組成物を用いて処理される単数又は複数の基材から構成される。これらの物質には、アスコルビン酸塩、アスコルビン酸、アスコルビン酸塩とアスコルビン酸との混合物、エリトルビン酸塩、エリトルビン酸、及びエリトルビン酸塩とエリトルビン酸との混合物が含まれるが、これらに限定されるものではない。

幾つかの実施形態において、シリカ顆粒が、アスコルビン酸塩、アスコルビン酸、アスコルビン酸塩とアスコルビン酸との混合物、エリトルビン酸塩、エリトルビン酸、及びエリトルビン酸塩とエリトルビン酸との混合物の溶液に浸漬され、乾燥される。これらの顆粒は、ＮＯ及びＮＯ２を含有する生成ガスからＮＯ２をスクラブするための吸気口及び排気口を有するハウジング内に配置される。

パティキュレート（particulate：微粒子）トラップ

幾つかの実施形態において、パティキュレートトラップをＮＯ生成装置内のガス流路内に配置することができる。幾つかの実施形態において、パティキュレートトラップは、プラズマチャンバの上流側に配置され、周囲空気からの微粒子を除去する。幾つかの実施形態において、パティキュレートトラップは、プラズマチャンバの下流に配置され、電極からの微粒子を収集する。幾つかの実施形態において、パティキュレートトラップは、スクラバの下流にあり、電極、フィルタ及びスクラバ材からの微粒子を捕捉する。幾つかの実施形態において、パティキュレートトラップは、プラズマチャンバの一部の急な湾曲部の外部にあるポケットの形態を有することができる。パティキュレートトラップは、粒子がガスよりも重く慣性を有するという原理に基づいて動作する。したがって、ガスが急な湾曲部を回って送られるとき、粒子は急に方向を変えることなく、トラップ内に漂流する。粒子トラップは、チャンバからなることもできるし、単純に粒子を捕捉することができる接着性材料又は油脂状材料からなることもできる。幾つかの実施形態において、粒子トラップは、トラップの過充填を防止するために、使い捨てスクラバカートリッジの一部である。図３８Ａは、パティキュレートトラップ６６０の一実施形態を提示している。ガス流６６２がＵターンに入り、Ｕターンを回って送られる。重い粒子は、カーブの外側に漂流し、ポケットにトラップされる。

同様の原理は、ガス流がフィルタを回って送られている間に粒子がフィルタと衝突するカスケードインパクタにおいても利用される。この実施形態において、図３８Ｂに示すように、粒子トラップ６７０は、ガス流の方向６７２に直交する表面である。このトラップは、フィルタ、粘着性物質、チャンバ、又は粒子をトラップする他の材料若しくは形状から構築することができる。

ウォータトラップ

幾つかの実施形態において、ウォータトラップ内のメモリデバイス及び／又はウォータトラップのサブ構成要素に治療履歴を書き込むことができる。幾つかの実施形態において、ウォータトラップは、ＮＯ生成及び／又は送達装置の使い捨て構成要素である。使い捨て構成要素として、ウォータトラップに書き込まれる情報は、製造年月日、有効期限、ウォータトラップ容量、部品番号、バージョン番号、及び／又は治療処方を含むことができる。ウォータトラップがコントローラ内に挿入されると、コントローラは、挿入の日時、最初の使用の日時、水位の時間履歴、システムのアラームの履歴、ウォータトラップ排水事象の履歴、患者治療履歴のうちの１つ以上を含むウォータトラップ情報を書き込むことができる。幾つかの実施形態において、ウォータトラップは、各患者とともに交換され、そのため、ウォータトラップメモリデバイスは、患者治療のデジタル記録としての役割を果たすことができる。幾つかの実施形態において、ウォータトラップのメモリデバイスは、アーカイブ目的又はウォータトラップからコンピュータへの情報の転送のために、使用後にウォータトラップから取り外すことができる。幾つかの実施形態において、ウォータトラップメモリデバイスは、ＵＳＢインタフェースをサポートすることができる。幾つかの実施形態において、ウォータトラップは、患者が１つのＮＯ生成／送達装置から別のＮＯ生成／送達装置に移し替えられるときに患者とともに移動する。このシナリオでは、治療設定、アラーム、酸素レベル、ＮＯ設定、呼吸数、周囲条件、及び他の収集されたデータの時間履歴を含む患者症例履歴を、ユーザへの負担を最小にして１つのコントローラから別のコントローラに転送することができる。１つのシナリオでは、第２のＮＯ治療コントローラは、第１のＮＯ治療コントローラが中断した治療を、同じＮＯ目標濃度、アラーム制限及びレビューに利用可能な治療履歴を用いて開始することができる。

ＮＯ生成及びＯ２除去

幾つかの実施形態において、Ｏ２が、ＮＯの酸化を遅くするＯ２濃縮技法を使用して生成ガスから除去される。従来のＯ２濃縮技法と同様に、空気が、酸素よりも窒素により多く付着する材料（例えばゼオライト）を含むチャンバ内にポンプ圧送される。圧力がチャンバから解放されると、酸素富有ガスが、最初にチャンバから排出される。窒素富有ガスは、それより後にチャンバから排出され、異なる排気口に誘導排出することができる。酸素濃縮器を用いた試験は、一酸化窒素が酸素濃縮プロセスにおいて窒素とともに出ることを実証している。これは、一酸化窒素含有ガスから酸素を除去する機会を提供し、それによって、ＮＯの酸化を低下させ、一酸化窒素を延命する。幾つかの実施形態において、酸素濃縮器を出た高レベルのＮ２、ＮＯ及び／又はＮＯ２を有するガスをＮＯスクラバ又はＮＯ２スクラバに通して、ガスを更に精製することができる。幾つかの実施形態において、ガスはアスコルビン酸を通過して、酸素及び／又はＮＯ２が除去される。幾つかの実施形態において、ガスはソーダ石灰を通過して、ＮＯ２が除去される。幾つかの実施形態において、一酸化窒素が生成され、酸素濃縮器に通される。酸素がガスから除去され、窒素／一酸化窒素ガスは、患者への送達前に保管される。

予熱された吸入空気

電気的なＮＯの生成は、プラズマ内及び装置筐体内に熱を発生させる。熱のこれらの形態のいずれも、患者を快適にするのに使用することができる。吸入用に予熱されたパルス状ガスは、冷たいガスよりも快適であり得る。また、筐体からの熱を使用して、吸入ガスを温めることもできるし、患者の身体を温めることもできる。

安全性及び試験

薬物コード（Drug Code）

薬物が、追加の情報を得るためにスキャンすることができる２次元バーコードを有することは、病院内で一般的である。ＮＯ生成装置は、ＮＯについての同様の情報を提供することができる。幾つかの実施形態において、ＮＯ装置は、臨床医がスキャンするためのコンパクトな２次元バーコードアイコンをディスプレイに表示することができる。２Ｄバーコードは、目標のＮＯ濃度、測定されたＮＯ濃度、測定されたＮＯ２濃度、測定されたＯ２濃度、治療継続時間、装置ＩＤ、スクラバ経年数、装置バージョン、ソフトウェアバージョン、治療経過時間、治療開始時間、エラーコード、治療ログ情報に関する情報、及び／又は患者治療に関する他の情報を含むことができる。

燃焼

幾つかの使用環境は、燃焼につながる可能性がある濃度にある揮発性化合物を含む可能性がある。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成装置は、プラズマチャンバ圧力を使用して、燃焼が発生しているか否かを検出する。燃焼が検出された場合には、システムは、反応ガス流を停止して炎を欠乏させることができる。幾つかの実施形態において、プラズマチャンバの下流の弁が、可燃性ガスが下流からプラズマチャンバに入るのを防止することができる。幾つかの実施形態において、弁は、生成ガスが患者に移動することを可能にするが、吸気ガスがシステムに入ることを可能にしない受動的な逆止弁である。

パワーオンセルフテスト（ＰＯＳＴ：Power-On Self-Test）

幾つかの実施形態において、システムは、ＰＯＳＴの間に空気圧試験を実行して漏れを試験する。幾つかの実施形態において、反応ガス源から閉鎖された弁までの空気圧経路の漏れを試験することができるように、プラズマチャンバの下流の弁を閉鎖することができる。幾つかの実施形態において、システムは、ＰＯＳＴの間にシステムを加圧するのに使用することができる反応ガスポンプを含む。

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、オンボードガスセンサをＮＯ濃度の段階的増加に晒し、それらのｔ９０時間を追跡することによってオンボードガスセンサの応答を評価することができる。電極化学物質センサは、例えば、完全に乾燥することによって機能しなくなる可能性がある。この効果は、ｔ９０時間の増加として現れ、センサの乾燥を検出可能にする。

幾つかの実施形態において、プラズマ電流検査を行うことができる。プラズマ流／圧力は、ポンプがオン（及びオフ）であるときに制限内にあり、共振周波数は予想制限内にあり、１２Ｖ及び「入力電圧」は範囲内にある。

ＩＯＴ

幾つかの実施形態において、クラウドコンピューティングを使用して、ＮＯ生成器の動作及び使用が監視される。インターネットクラウドを通じて転送される情報のタイプの例は、ＮＯ評価情報、ウィーニングスケジュール、治療プロトコル、治療ストラテジ、ＮＯを用いた治療のアドバイス、装置使用情報（動作時間、生成されたＮＯモル、消費されたスクラバの数、ガスセンサドリフト、ＮＯレベル、ＮＯ２レベル、Ｏ２レベル）である。これらのタイプの情報を使用して、消耗品の自動追加注文、リモート診断、予防的（pre-emptive）診断、自動課金を処理することができ、安全アラートを生成することができ、それらの処方との患者コンプライアンスを確保することができる。幾つかの実施形態において、ユーザは、ウィーニングプロトコルをクラウドからダウンロードすることができる。幾つかの実施形態において、ユーザトレーニングスケジュールがクラウドを通じて管理される。幾つかの実施形態において、クラウドを通じたリモートパーソンがオーディオ通信、テキスト通信及びビデオ通信のうちの１つ以上を使用することによって、実際のユーザトレーニング手順がＮＯ生成装置を通じて実施される。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成及び／又は送達装置を、医療インターネットオブシングス（ＭＩＯＴ：medical internet of things）を通じてリモート制御することもできるし、無効にすることもできる。

移動可能装置

他の治療装置内への組み込み又は単独使用が可能なポータブル及びコンパクトな一酸化窒素（ＮＯ）生成のためのシステム及び方法も可能である。このポータブルＮＯ生成装置は、移動することができるとともに患者の自宅又は移動中を含む任意の場所で使用することができるほど十分小さいので、ＮＯの生成及び患者への送達を任意のロケーション又は状況において可能にする。移動可能ＮＯ生成システムのサイズ及び携帯性によって、患者は、病院の外部で動きながらシステムを使用することが可能になり、病院、クリニック又は他の医療環境にいる必要なく、呼吸ガス送達装置を通じたＮＯ送達の利益を得ることが可能になる。幾つかの実施形態において、移動可能ＮＯ生成システムは、コントローラ及び使い捨てカートリッジから構成することができる。カートリッジは、ＮＯ生成と、患者の吸入前の出力ガスのスクラブとに使用されるガスを準備するためのフィルタ及びスカベンジャを含むことができる。

移動可能装置設計

図３９は、フィルタ／スカベンジャ６９８を含む、ＮＯを含有する生成ガスを患者に送達するカニューレ６８２等の送達装置を含むポータブル移動可能ＮＯ生成システム６８０の一実施形態を示している。コントローラ６８４は、様々なセンサを使用してプラズマチャンバ６８６によるＮＯの生成を制御するように構成される。コントローラ６８４は、ＬＥＤ及びユーザによる通信用のボタンを有するＣＰＵ６８８と、高電圧回路６９０と、電力源６９２と、インダクティブ充電器６９４と、ポンプコントローラ６９６とを含む。

カニューレは、呼吸検出用の専用管腔と、Ｏ２の送達用の管腔と、周囲空気の供給用の管腔と、ＮＯの送達用の管腔とを有する。Ｏ２流量は、コントローラ６８４によって測定される。この情報は、Ｏ２治療に対するコンプライアンスの記録作成、鼻への全流量が許容できることの確保、呼吸検出事象のマーキング、又は他の目的に使用することができる。ＮＯ生成ガスは、カニューレ内の管腔から供給される。これによって、ＮＯ生成装置をハンドバッグ等の限られた空間に配置し、ＮＯ生成用の空気を引き続き供給することが可能になる。幾つかの実施形態において、周囲空気は、患者の首の近くで供給される。

図４０は、カニューレ７０２等の送達装置と、スカベンジャを内部に含む使い捨て交換可能カートリッジ７０４とを含むポータブル移動可能ＮＯ生成システム７００の一実施形態を示している。この実施形態において、交換可能カートリッジは、流入する反応ガスのフィルタ、プレスクラバフィルタ、スクラバ材、及びポストスクラバフィルタを含む。幾つかの実施形態において、反応ガスは、コントローラに入る前に２０ミクロンに濾過される。

図４１は、吸気口スクラバ／フィルタ組み合わせ体７１２、空気ポンプ７１４、制御高電圧回路部７１６、１つ以上の電極７１８、排気口スクラバ／フィルタ７２０、電池７２２、及び筐体７２４を有するウェアラブルＮＯ生成器７１０の一実施形態を示している。吸気口スクラバ／フィルタ及び排気口スクラバ／フィルタは、個別に交換することができる。これらのスクラバ／フィルタは、固着及び封止のためのエラストマリングに押し込まれるテーパ状端部又はかかりの付いた端部を有する。スクラバフィルタの反対側の端部は、スクラバフィルタの外表面を把持する１つ以上のばねクリップによって保持される。ユーザは、スクラバ／フィルタを所定の箇所に保持する１つ以上のばねクリップを用いてスクラバ／フィルタが所定の位置に「スナップする」ように、スクラバ／フィルタの一方の端部をエラストマシール内に挿入し、スクラバ／フィルタの本体をコントローラ筐体に向けて回転させるか、又はスクラバフィルタが所定の位置にロックするように、単にスクラバフィルタを装置内に押し込み、その後、それを解放するために下方に押す。スクラバフィルタは、使用中に取り外されるのを防止するために、任意選択でカバーを用いて覆うことができる。

移動可能ＮＯ生成システムとともに使用されるカートリッジは、様々な特徴及び設計を含むことができる。システムは、異なる用途に使用することができる様々な異なるタイプのカートリッジを利用することができる。例えば、カートリッジは、予想される使用継続時間及び必要とされるＮＯレベルに応じてスカベンジャのサイズを変更することができる。カートリッジは、用途に応じて１つ以上の空気圧接続部を有することができる。幾つかの実施形態において、単一の空気圧接続部は、装置への単一管腔鼻カニューレ接続用のものとすることができる。幾つかの実施形態において、存在するガス流にＮＯを加える装置に２つの空気圧接続部を使用することができる。第１の空気圧接続部は、システム内に流入するガス用とすることができ、第２の空気圧接続部は、ＮＯ＋ガスの出力用とすることができる。幾つかの実施形態において、流入するガス流の流量を測定するが、このガス流にＮＯを加えない装置に３つの空気圧接続部を使用することができる。第１の空気圧接続部は、入ってくるガス用とすることができる。第２の空気圧接続部は、患者に向かって出ていくガス用とすることができる。第３の空気圧接続部は、患者へのＮＯ含有ガス用である。装置は、カートリッジ内の空気圧開口部又はコントローラ筐体の壁を通じて周囲空気を供給することができる。

図４２は、ポータブルＮＯ生成装置内の一例示的な空気圧経路７３０を示している。網掛け部分は、着脱可能であり、使い捨て式である。幾つかの実施形態において、着脱可能／使い捨て要素は、単一の使い捨てカートリッジに配置される。図示した実施形態において、周囲空気又は他の反応ガスは、使い捨てフィルタ７３２を通り、その後、装置内の永続的なフィルタ７３４を通って引き込まれる。空気は、その後、ポンプ７３６に流入する。ポンプの遠位の圧力は、絶対圧力センサ７３８によって測定される。この圧力は、ポンプ活動を確認するとともに、リザーバ７４０が使用されているときはリザーバ圧力を測定するのに使用される。リザーバ７４０は、高圧空気の急流を提供することができる蓄積器としての役割を果たす。幾つかの実施形態において、ポンプ単独で空気流を治療に十分に送達することができ、リザーバは不要となる。幾つかの実施形態において、空気ポンプは、オリフィス又は１つ以上の弁に対してポンプ圧送する。比例弁７４２を越えた箇所に図示された圧力センサ７４４は、プラズマチャンバ内の圧力を測定するのに使用される。プラズマチャンバ７４８の前にある流量センサ７４６は、プラズマチャンバを通る正確な空気流量を確保する閉ループ制御に使用される。閉ループ制御は、次のもの、すなわち、ポンプ圧送動力／速度、弁位置、リザーバ圧力のうちの１つ以上への入力として使用することができる。プラズマチャンバ７４８は、空気中にプラズマを生み出すのに使用される１つ以上の電極を収容する。制御アルゴリズムへの追加の入力を提供する任意選択の大気圧センサ７５０、湿度及び温度センサ７５２を、図示するようにプラズマチャンバに接続することもできるし、プラズマチャンバの上流又は下流に配置することもできる。コントローラに入る汚染物質からの更なる保護を提供する空気流内の任意選択の第３のフィルタ７５４が、コントローラ内に配置される。一酸化窒素及び空気は、その後、１つ以上のフィルタと、ＮＯ２吸収スクラバと、別のフィルタとを含むＮＯ２スクラバ７５６を流通する。ＮＯ及び空気は、その後、逆止弁７５８と、呼吸検出に使用される圧力センサ７６０と、別の任意選択のフィルタ７６２と、送達チューブ（例えば、鼻カニューレ、カテーテル、又は他のチューブ）への接続部とを流通する。

幾つかの実施形態において、ポータブルＮＯ装置は、患者が装着することができる。図４３、図４４、及び図４５に示すように、ポータブルＮＯ装置をショルダストラップ７７０、腰ベルト７７２、又は歩行器７７４に装着することができる。患者は、患者がポータブルＮＯ装置を運ぶことを可能にする任意の方法で、ポータブルＮＯ装置を装着又は携帯することができることが理解されるであろう。

ＮＯのパルス状送達は、反応ガス流量の急激な変化を必要とすることがある。ＮＯ生成は熱も発生させる。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成装置内のポンプが、反応ガスのプラズマチャンバへの送達と、システムを冷却するガスの押し出しとに使用される。幾つかの実施形態において、このポンプは連続して動作し、ダイバータ弁が、ＮＯのパルスが送達されるときに反応ガスをプラズマチャンバに誘導するが、それ以外の場合には、ガスを装置筐体に冷却用に送達する（図４６）。図４６は、周囲空気がフィルタを通ってシステムに入ることを示している。ポンプ７８０が反応ガスをダイバータ弁７８２に誘導し、この弁において、ガスは冷却用に筐体に入るか又はプラズマチャンバ７８４に進む。反応ガスは、フィルタ／スクラバアセンブリ７８６を通って進む前にプラズマチャンバにおいてＮＯ含有生成ガスに変換され、カニューレ接続部を通って筐体を離れる。図４７に示すような幾つかの実施形態において、ポンプ７９０は、反応ガスをダイバータ弁７９２に誘導する。図示するように、プラズマチャンバ７９４の前に別の弁７９８を有するリザーバ７９６があり、そのため、呼吸間でリザーバ７９６を加圧することができる。このリザーバの実施形態は、システムが、パルス流量全体を送達する必要がないので、より小さなポンプを使用することを可能にする（図４７）。

ガスのパルス内で送達されるＮＯのモル数は、パルス濃度、パルス流量及びパルス継続時間の関数である。幾つかの実施形態において、システムは、可能な限り素早く吸気事象を検出する。システムは、その後、パルスの流量及び継続時間を一定に維持し、ＮＯパルスの濃度のみを変更する。ＮＯパルスの濃度は、プラズマ周波数、プラズマデューティサイクル、プラズマ電力、１次回路ＡＣ波形形状、バーストカウント、バースト周期、電圧、及びバーストデューティサイクルのうちの１つ以上であるプラズマパラメータを変更することによって制御される。幾つかの実施形態において、ＮＯパルス継続時間は呼吸数に基づいており、呼吸数が増加するにつれて短くなり、それに応じて濃度が高められて、呼吸当たり一定のＮＯのモルが確保される。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成器は、患者活動レベルに比例して呼吸当たりのモルによるＮＯ投与量を調整する。幾つかの実施形態において、呼吸当たりのモル数は、ＮＯ送達の処方されたランレートを維持するために変更される。幾つかの実施形態において、処方されるランレートは、毎分のＮＯのモル又はｍｇ毎時によって指定される。幾つかの実施形態において、患者活動レベルは、３軸加速度計を用いて測定される。

幾つかの実施形態において、吸気パルス内のＮＯの濃度は、ＮＯパルス内で変更される。この手法は、呼吸開始に対してパルスタイミングを変化させるだけでなく、肺の特定の領域に特定の濃度のＮＯを送達する能力を提供することができる。幾つかの実施形態において、ＮＯ濃度は、ＮＯパルスの開始時に最大にされ、呼吸が続くにつれてランプダウンされる（非常に急勾配の開始を有する鋸歯形状）。この手法は、最高投与量が肺内の最深部に行く肺内の可変投与を提供する。幾つかの実施形態において、ＮＯパルスの濃度は吸気流量に比例し、低濃度で開始し、高濃度に増加し、その後、低濃度に減少する。この手法は、ＮＯ生成送達装置が呼吸の吸入ガス内の定濃度を生み出すことを可能にする。呼吸内のＮＯの定濃度は、例えば、感染症を治療するために、それ以外の点では健康な肺に投与するときに有益であり得る。例示的な実施形態が、図４８Ａ、図４８Ｂ、図４８Ｃ、及び図４８Ｄに示されている。図４８Ａは、吸気の初期部分の間に定流量で患者に送達される定濃度パルス８００を示している。図４８Ｂは、吸気事象の開始時又は開始近くにおけるＮＯパルスを示し、このパルスでは、パルス流量はパルス８０２の継続時間全体にわたって変化（増加）し、ＮＯ濃度は一定を維持する。図４８Ｃは、吸気事象の継続時間を定濃度ＮＯで持続させるＮＯパルス８０４を示している。図４８Ｄは、変化する濃度の定流量ＮＯパルス８０６を示している。吸気流量が増加するにつれてＮＯパルス濃度を増加させることによって、吸入される濃度を制御することができる。幾つかの実施形態において、ＮＯパルス流量及び濃度は、肺の投与される領域において定ＮＯ濃度を達成するように制御される。幾つかの実施形態において、ＮＯ濃度及び流量は、送達されるＮＯ濃度が肺内で所望のレベルになるようにともに変更される。

幾つかの実施形態において、ＮＯパルスの流量は、患者の吸気流量の速さに比例して変更される。幾つかの実施形態において、患者の吸気流量は、鼻孔内の圧力を測定する専用管腔によって検出される。管腔内の真空圧が吸気流量の代わりとなる。幾つかの実施形態において、ＮＯパルスの流量は、呼吸内のＮＯの均一な投与量を提供するように患者の吸気流量に比例して変更される。

幾つかの実施形態において、プラズマ設定及び流量設定は、電池寿命について最適化するように設定され、パルス継続時間は、正しい投与量を提供するように調整される。

幾つかの実施形態において、移動可能ＮＯ生成システムは、単位時間当たりに送達される目標投与量（例えば、ｍｇ／時間）を追跡しながら患者の呼吸に投与を行う。患者呼吸数が変化すると、ＮＯ生成システムは、各呼吸におけるＮＯガスパルスの濃度を変更して、単位時間当たりの目標投与量に等しい投与ランレートを維持する。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、単位時間当たりの目標投与量に等しい投与ランレートを維持するために、ガスパルスを送達しないことによって呼吸をスキップする。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、単位時間当たりの目標投与量に等しい投与ランレートを維持するために、ＮＯを含まないガスパルス（例えば、０ｐｐｍの濃度又はそれに近い濃度、すなわち空気）を送達する。

幾つかの実施形態において、パルスＮＯ送達システムは、ＮＯの目標モルを引き続き送達しながら、必要に応じてより長いパルスを生成して、生成レベルを許容可能なレベルに保つことができる。パルス送達ＮＯ装置は、パルス継続時間、パルス濃度及び／又はパルス流量を変化させて、患者へのＮＯの投与量を制御することができる。幾つかの実施形態において、パルス継続時間及びパルス流量は一定に維持され、パルス濃度のみが各呼吸とともに変更される。パルス継続時間は、固定された継続時間とすることもできるし、呼吸期の固定されたパーセンテージとすることもできる。幾つかの実施形態において、パルス継続時間が吸気時間の減少に起因して短くなり、流量が同じままであると、パルスの濃度は、投与目標を維持するために増加する。幾つかの実施形態において、呼吸数が増加し（呼吸期を減少させる）、流量が同じままであると、毎分の呼吸／パルスがより多くなるので、パルスの濃度は、投与目標を維持するために減少する。装置が生成することができるＮＯ濃度の量に限界が存在することがある。したがって、幾つかの実施形態において、パルスＮＯ送達システムは、システムがパルスの間に最大ＮＯ生成限界に達したときに、パルス継続時間の更なる減少を防止する。幾つかの実施形態において、パルスＮＯ送達システムは、最大ＮＯ生成量限界に達したときに、目標のＮＯ投与を提供するために、パルス流量を増加させる。幾つかの実施形態において、パルスＮＯ送達システムは、ＮＯ生成要求量がＮＯ生成限界を越えている場合に、パルス継続時間及びパルス流量の双方を調整する。

幾つかの実施形態において、コントローラ内の光源が、使い捨てスクラバの一部分を照明してステータスを表示する。幾つかの実施形態において、使い捨ての一部分は、光導体として機能し、光を発してステータスを示す。例えば、スクラバの外表面又はエッジは、スクラバを交換する必要があるときに赤く点滅することができる。

幾つかの実施形態において、スクラバカートリッジの内部を光で照らし、カートリッジの内部をスクラバステータスの表示として光らせる。

幾つかの実施形態において、酸素送達チューブの管理を助ける溝が移動可能装置の側部に設けられる。このように、Ｏ２は、綿密な管理を有する装置の背部に送ることができる。

幾つかの実施形態において、反応ガスポンプは連続して作動し、ダイバータ弁は、ガスを患者に向けて又は患者から離れるように誘導するのに使用される。幾つかの実施形態において、患者から離れるように誘導されるガスは、装置筐体内に放出され、装置の冷却を助ける（図４６）。

幾つかの実施形態において、移動可能システムは、連続して作動し、患者を夜も昼も治療することができる。したがって、幾つかの実施形態において、移動可能システムがユーザによって容易にシャットダウンされることは望ましくない。しかしながら、動作不良の場合には緊急シャットオフ機能を使用することができる。幾つかの実施形態において、カニューレ上の機能部を、シャットダウンするシステムへの入力信号として使用することができる。幾つかの実施形態において、カニューレ上のキー機能部を、コントローラの動作を停止させるのに使用することができる。このキー機能部は、システムをシャットダウンする方法で移動可能装置筐体内に挿入することができる。幾つかの実施形態において、このキーは、システムをシャットダウンするコントローラ内の接点スイッチを押す。幾つかの実施形態において、キー機能部上の磁石が、挿入時にリードスイッチを解放し、それによって、システムをシャットダウンする。幾つかの実施形態において、システムの両側部に凹設された２つのボタンを同時に押して、システムをシャットダウンすることができる。

カニューレ

ＮＯ富化生成ガスの形態で生成されたＮＯは、様々な方法で患者に送達することができる。幾つかの実施形態において、ＮＯは、鼻カニューレを通して送達される。患者は、１５ｌｐｍ～２０ｌｐｍ以上のカニューレ流量で不快を報告する。Ｏ２及びＮＯが脈動形式で同時に送達される場合には、正味流量は、患者の快適閾値を越える可能性がある。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成装置からのパルスは、パルス状酸素送達装置のパルスよりもはるかに長い。幾つかの実施形態において、ＮＯパルスの流量は、Ｏ２及びＮＯのパルスの総量が不快でないように、流量がはるかに低い。幾つかの実施形態において、ＮＯ装置は、Ｏ２濃縮器のＯ２パルス内にＮＯを生成する。幾つかの実施形態において、ＮＯは、Ｏ２濃縮器に入る前に周囲空気において生成される。幾つかの実施形態において、Ｏ２濃縮器は、吸気事象に対して同時に又はそれよりも早くＮＯを送達することができるように、より低い流量のより長いパルスを送達するようにプログラミングされる。幾つかの実施形態において、ＮＯパルスは、鼻カニューレの流量が患者の快適閾値を越えないようにＯ２濃縮器パルスの後で送達される。幾つかの実施形態において、ＮＯパルス生成は、重なり合うのを防止するためにＯ２パルスの終了によって開始するようにトリガされる。

ＮＯからのＮＯ２の形成は、酸素含有ガスへの曝露時間の関数として行われる。ＮＯ生成器と患者との間のガス経路の容量を減少させることによって、曝露時間を低減することができ、したがって、吸入されるＮＯ２レベルを低減することができる。幾つかの実施形態において、ガス経路の容量は、１つ以上の物体を鼻カニューレのＮＯ送達管腔内に挿入して鼻カニューレの内部の経路の容量を減少させ、それによって、生成ガスの通過時間を減少させることによって低減することができる。幾つかの実施形態において、フィラメントが、ＮＯ流の十分な断面積を残しながら、鼻カニューレのＮＯ送達管腔内に挿入される。幾つかの実施形態において、フィラメントは、選択的ＮＯ２吸収材を用いて作製される。幾つかの実施形態において、カニューレ管腔は、ＮＯ含有ガスをスクラブするとともに通過時間を低減するソーダ石灰ペレットで充填される。微粒子を制御するフィルタがスクラバ材と患者との間に配置される。内部の容量を減少させる任意の適した材料をカニューレ内に挿入することができることが理解されるであろう。

幾つかの実施形態において、図４９Ａに示すように、近位スクラバ８１０を使用して、ＮＯパルス内のＮＯ２レベルを減少させることができる。近位スクラバを使用することによって、患者の吸気事象を検出するのに使用することができる送達装置（カニューレ）を通る圧力波の伝播を抑制することができる。幾つかの実施形態において、近位スクラバがＮＯ送達管腔にあるとともにＯ２送達管腔が開存（patent）（開放（open））しているデュアル管腔カニューレが使用される。ＮＯ送達システムは、Ｏ２管腔を通じて吸気事象を検知する。幾つかの実施形態において、近位スクラバは、スクラバ材及び他のタイプの微粒子が患者に到達するのを防止する近位フィルタを含む。

移動可能又はポータブルＮＯ生成システムの幾つかの実施形態において、カニューレは、近位スクラバ及び遠位スクラバを有することができる。遠位スクラバは、ＮＯ生成器に接続することができる。ＮＯ生成器はスクラバを含まない。このようにして、全ての使い捨て構成要素は１つのアセンブリ内にある。これによって、コントローラをより軽量にすることも可能である。幾つかの実施形態において、遠位スクラバ（コントローラ端部）は、コントローラ及び／又は反応ガスを冷却するための流入する空気を濾過する１つ以上のフィルタを含む。

幾つかの実施形態において、ＮＯが送達されるときのカニューレからの背圧の特性が、正しいカニューレが使用されているインジケータとして使用される。幾つかの実施形態において、１つ以上の背圧特性が、カニューレが接続されているか否かを確認するのに使用される。幾つかの実施形態において、１つ以上の背圧特性が、カニューレ又はカニューレ接続部における漏れを検出するのに使用される。幾つかの実施形態において、１つ以上の背圧特性が、カニューレにねじれがあるか否かを検出するのに使用される。この目的に使用することができる背圧特性は、背圧の大きさ、パルス送達に対するピーク圧力タイミング、圧力パルス上昇率、及び圧力パルス減衰率のうちの１つ以上を含むことができる。幾つかの実施形態において、カニューレ背圧は、コントローラ内の圧力センサによって検出される。幾つかの実施形態において、カニューレ背圧は、呼吸検出センサによって検出される。

幾つかの実施形態において、カニューレは、ソーダ石灰又は別のＮＯ２スクラブ材を含有する複合材押出成形品から構築することができる。この押出成形品の外表面は、皮膚と接触するので、生体適合性のある材料を用いてコーティングすることができる。図４９Ｂは、ＮＯ２吸収材を用いて裏打ちされたカニューレ８２０の一実施形態を示している。幾つかの実施形態において、スクラバ材がカニューレから患者に移動するのを防止するフィルタが、カニューレの近位（患者）端に配置される。

幾つかの実施形態において、Ｏ２及びＮＯを組み合わせて送達する鼻カニューレ８３０が、口呼吸をする傾向がある患者用のマウスピース又はプロング８３２を含むことができる（図５０）。幾つかの実施形態において、ＮＯ及びＯ２は、プロングのそれぞれにある隔壁によって分離され、カニューレからの放出後にのみ混合する。幾つかの実施形態において、口管腔は、鼻管腔（複数の場合もある）から完全に独立しており、圧力の変化を検出する圧力センサ又はマイクを介して口呼吸を検出するのに使用することができる。

幾つかの実施形態において、呼吸は、患者の近くでＣＯ２レベルを測定することによって検出される。幾つかの実施形態において、カプノグラフィが、ＣＯ２を測定するのに使用される。患者が呼気すると、高レベルのＣＯ２が測定される。ＣＯ２レベルが大気のレベルに達すると、呼気の終了が生じている。これは、次の呼吸のためのＮＯの生成及び／又は送達を開始するＮＯ生成器のトリガポイントとしての役割を果たすことができる。

幾つかの実施形態において、ＮＯをコントローラ内に引き戻す管腔がカニューレに存在する。ＮＯは、換気装置回路のように、カニューレを下って進み、そして戻る。患者が吸気するとき、流れが患者に入るように、コントローラにおける弁が閉鎖する。幾つかの実施形態において、再循環されたＮＯガスが、コントローラ又はスクラバカートリッジのいずれかを通過するときに２度目のスクラブを受ける。幾つかの実施形態において、ＮＯガスは、再循環ループを出た後であって患者内に注入される前に、患者の近くでスクラブされる。この方法でのＮＯ生成ガスの再循環は、患者の鼻の近くで利用可能なＮＯが存在するので、ＮＯ２がスクラブされた状態にＮＯを保つとともに、装置を、呼吸の検出に対して非常に応答性のよいものにすることを可能にする。幾つかの実施形態において、再循環モードは、ＮＯ送達よりも高速の流量で流れることができる。幾つかの実施形態において、システムは、高速の再循環流量を有するカニューレの患者端部においてＮＯパルスをステージングする。幾つかの実施形態において、これは、呼吸の検知に応答して行うことができる。これによって、システムは、快適レベルを越える流量でパルスを搬送し、搬送時間及び格納時間を低減することが可能になる。

幾つかの実施形態において、図５１に示すように、カニューレ８４０内の戻り経路は、低圧にされる大きな横断面を有する。断面が大きいほど、ＮＯコントローラの流れ抵抗は減少し、ポンプのエネルギーが減少し、エネルギーが保存される。図５１に示すように、カニューレは、ＮＯ用の管腔８４４及びＯ２用の管腔８４６を有することができる。呼吸検出用の別個の管腔８４２を有することによって、吸気事象の信号強度が改善され、この結果、呼吸検出感度及び信頼性を改善することができ、より高速の呼吸検出が可能になる。幾つかの実施形態において、コントローラに戻る生成ガスは、ＮＯｘのスクラブを受け、大気に放出される。幾つかの実施形態において、戻ってくる生成ガスは、ＮＯ２のスクラブを受け、反応ガスとして再びプラズマチャンバを通過する。

幾つかの実施形態において、Ｏ２管腔及びＮＯ管腔は、カニューレ内で異なる直径を有することができる。ＮＯ管腔は、通過時間を減少させるために、より小さなものとすることができる。

幾つかの実施形態において、カニューレは３つの管腔を有する。第１の管腔は、鼻プロングに又はその近くに配置されたチャンバへのＮＯ送達用である。第２の管腔は、鼻プロングに又はその近くにある別個のチャンバにＯ２を送達する。第３の管腔は、鼻プロングに又はその近くに配置されたＮＯチャンバからガスを引き出す。幾つかの実施形態において、第３の管腔は、呼吸検出及びカニューレのプライミングに更に使用される。カニューレのプライミングは、ＮＯ管腔を通じてＮＯガスを押し出すと同時に、同じ流量又はより高い流量でカニューレの患者端部からＮＯを引き出してコントローラに戻すことを伴う。プライミングガスは、可変の濃度のものとすることができ、ほとんどの場合に患者の治療に使用するのではなく廃棄される。ＮＯ装置は、プライミングガスを大気に放出する前にＮＯ２スクラバ又はＮＯｘスクラバに通すことができる。幾つかの実施形態において、ＮＯ２スクラバ又はＮＯｘスクラバはコントローラの一部である。幾つかの実施形態において、プライミング用のＮＯ２スクラバ又はＮＯｘスクラバはカニューレの一部である。

幾つかの実施形態において、鼻中隔を通る鼻カニューレのプロング間でＳｐＯ２を測定することができる。光ファイバがカニューレ管腔内に延在する。幾つかの実施形態において、カニューレは、ＳｐＯ２測定を行うための光導体として使用される。

幾つかの実施形態において、カニューレは、装置の規定を含むメモリデバイスを有する。

幾つかの実施形態において、システムは、どの種類の送達装置（例：マスク、カニューレ）がシステムに接続されているのかを検出することができる。検出は、光学的手段、機械的手段、電気的手段、有線手段、無線手段、ＲＦＩＤ手段、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ手段、ＷｉＦｉ手段、又は他の手段によって行うことができる。

幾つかの実施形態において、カラーインジケータが、呼気からのＣＯ２の存在下で色を変化させる。光ファイバが、カラー情報をカニューレに沿ってコントローラに伝える。光センサ又はビデオチップが色を検出するのに使用される。カニューレは、光導体として機能することができる。

幾つかの実施形態において、図５２に示すように、カメラチップ８５０が呼吸検出に使用される。幾つかの実施形態において、カメラチップは、ＮＯ生成送達装置に配置される。幾つかの実施形態において、カメラチップは、送達装置（例えば、カニューレ、ガスキャニスタ送達装置）に配置される。光情報が、１つ以上の光ファイバを通ってカメラチップに通信される。呼吸検出は、次のインジケータ、すなわち、呼気されたガスの湿度に起因した光学機器の曇り、鼻組織の動き、鼻毛の動き、呼気の間のＣＯ２の存在下で色を変化させる化学センサ（例えばリトマス）の色の変化、温度に基づいて色を変化させるセンサ（例えば感温液晶）の色の変化のうちの１つ以上によって鼻孔内の変化を視覚化することによって行われる。

幾つかの実施形態において、サーモパイルが、患者の鼻又は口の近くに配置され、吸気ガスと呼気ガスとの間の温度差を検出することによる呼吸検出用に使用される。幾つかの実施形態において、サーモパイル及び関連ワイヤが鼻カニューレに組み込まれる。

パルス状送達

ポータブルＮＯ生成器からのパルス状送達は、トリガ事象を必要とする。幾つかの実施形態において、カニューレの管腔内の圧力変動が、吸気事象を検出するのに使用される。

幾つかの実施形態において、ＮＯパルスは、患者の呼吸信号に基づいて生成及び送達される。この呼吸信号は、次の入力、すなわち、患者の胸壁歪み、胸帯歪み、胸インピーダンス、生体インピーダンス、胸音、患者の鼻／口の近くのガスの温度変化、患者の鼻／口の近くのガスのＣＯ２濃度変化、Ｏ２濃度変化、又は横隔膜ＥＭＧ信号のうちの１つ以上とすることができる。

呼吸は、横隔膜筋肉収縮によって開始する。したがって、ＮＯ生成システムは、横隔膜活動を、ＮＯの生成を制御する制御パラメータとして使用することができる。ＮＯ生成送達システムの幾つかの実施形態において、システムは、図５３に示すように、呼吸検出用のＥＭＧセンサ８６０を使用したＥＭＧ信号を使用して横隔膜活動を検知する。これは、カニューレ圧力検出手法（通常の呼吸検出）よりも早期にＮＯパルスの送達を開始するようにＮＯ生成システムをトリガする。これによって、実際の吸気流が開始する前に、ＮＯを用いて鼻腔をプライミングすることが可能になる。加えて、横隔膜活動を患者呼吸のインジケータとして使用することによって、睡眠中に発生する可能性がある浅い呼吸をより正確に検出することができる。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成器は、鼻腔の空気流が開始する前に、ＮＯ含有ガスのパルスを生成し、鼻腔に送達し、それによって、ＮＯが患者の肺のより深部に進むことが可能になる。吸気事象の改善された検出によって、システムは、より多くの呼吸を投与することが可能になり、それによって、呼吸当たりのＮＯ濃度を減少させることが可能になり、ひいては、送達されるＮＯ２濃度を減少させる。

呼吸間で鼻カニューレ又は他の送達装置内にＮＯを残すことは、ＮＯの酸化に起因した吸入ガス内のＮＯ２濃度の増加をもたらす可能性がある。カニューレ等の送達装置を空気又は他のガスを用いてパージしてＮＯ及び／又はＮＯ２を除去し、送達装置の経年変化を防止することを可能にすることができる。例えば、ｅＮＯ装置は、ＮＯ送達後に空気を用いてカニューレをパージし、ＮＯが送達管腔内に停滞してＮＯ２に変換されるのを防止することができる。パージのタイミングは変化する可能性がある。例えば、パージは、各ＮＯパルス後（呼吸ごと）、治療がシャットダウンされた後、又はそれらの双方において行うことができる。幾つかの実施形態において、カニューレは、患者の呼気中に空気を用いてパージされる。幾つかの実施形態において、パルス状ＮＯ送達システムは、患者の吸入の前に鼻カニューレ内にＮＯパルスをステージングする。所望のパルスタイミングに基づいて、ステージングされたＮＯガスを追加のガスと置き換えることによってそのガスをカニューレを通って押し出すことによって、カニューレの内容物が患者に送達される。所望のパルス容量がカニューレの容量よりも大きい場合には、プラズマは、パルス送達の開始時にオンにされて、パルスが送達されるときに反応ガス流内に追加のＮＯを生成する。ＮＯの目標容量／投与量／モルが生成されると、プラズマは、反応ガスがカニューレの端部に流れ続けている間にオフにされ、それによって、カニューレは空気で充填された状態に置かれる。システムは、吸気が、このプロセスを繰り返すために、ＮＯを用いて再びカニューレのプライミングを開始する前の時点まで、ガス流を一時停止する。幾つかの実施形態において、カニューレのプライミングは、横隔膜ＥＭＧ信号が検出されたときに行われる。幾つかの実施形態において、カニューレのＮＯプライミングのタイミングは、それまでの呼吸のタイミングの分析に基づく。幾つかの実施形態において、カニューレのプライミングは、カニューレ内の呼吸検出用のクリーナ信号が得られるように呼吸検出の予想時点の前に完了する。図５４Ａ及び図５４Ｂは、カニューレをプライミング及びパージする方法を示している。図５４Ａは、縦に向けられたカニューレの長さを表している。カニューレは、この空のシーケンスを開始し、その後、黒色で示すＮＯガスで充填される。図５４Ａと時間位置が合わされている図５４Ｂは、患者の呼気の開始時に開始する。呼気の途中で、反応ガス流及びプラズマがオンにされ、ＮＯガスを用いてカニューレをプライミングする。カニューレが充填されると、反応ガス流及びプラズマ生成がオフにされる。装置は、呼吸検出事象８７０を待つ。呼吸検出が行われると、反応ガス流及びプラズマ活動が再開される。ガス流が継続している間、パルス当たりのＮＯの目標量が生成されると、プラズマ活動は、パルス全体が送達され、カニューレがＮＯガスを再び欠いた状態になるまでオフになる。幾つかの場合には、プライミングからのＮＯの十分なボーラスがカニューレに存在し、プラズマ生成が患者の吸気中にオンにならないように、カニューレ容量は目標パルスよりも大きい。

パルス生成

ポンプの速度を０から目標回転速度に増加させるのに時間を要する可能性がある。パルス状ＮＯ送達システムでは、ポンプは、目標速度に達する追加の時間を提供するために、呼吸が検出される前にオンにすることができる。プラズマは、ポンプと同時にオンにすることもできるし、遅延させることもできる。幾つかの実施形態において、プラズマは、呼吸が検出されたときに開始される。図５５Ａ及び図５５Ｂは、パルスの前にポンプをタイミング合わせする例示的な実施形態を示している。図５５Ａでは、ポンプは、プラズマの前にオンにされ、ガス流が速度に達するための時間を提供する。プラズマは、これまでの呼吸のタイミングに基づいて吸気事象の前に起動される。ＮＯの目標量がボーラスで生成されると、プラズマ活動は中止する。ポンプは、プラズマよりも長くオンの状態を続けて、スクラバ及びカニューレを通る全てのＮＯをパージすることができる。呼吸間でカニューレを空気で充填した状態に保つことによって、カニューレに存在する停滞したＮＯからＮＯ２が形成されることがない。経時的な吸気流８８０、プラズマ状態８８２、及び流れ状態８８４が、図５５Ａに示されている。

図５５Ｂでは、ポンプをプラズマと同時にオンにすることができるように、ポンプ開始がＮＯ生成（呼吸前検出（pre-breath detection））と同時に行われる。ポンプは、プラズマよりも長くオンの状態を続けて、カニューレを通る全てのＮＯをパージする。経時的な吸気流８９０、プラズマ状態８９２、及び流れ状態８９４が図５５Ｂに示されている。

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成装置は、送達装置内に呼吸検出用の独立した管腔を含む。送達装置は、鼻カニューレ、マスク（ＣＰＡＰ、顔ＣＰＡＰ、鼻ＣＰＡＰ）、気管内チューブ、及び気管カテーテルを含むが、これらに限定されるものではない。

幾つかの実施形態において、反応ガス流は常時オンであり、図５５Ｃに示すようなグラフを生成することができる。プラズマは、吸気事象を予想して起動され、ＮＯパルスが患者までのカニューレの長さを進み、吸気の開始時又はその近くで患者に到達するための時間を提供する。幾つかの実施形態において、ＮＯ装置からの生成ガスの濃度は、全てのパルスについて同じである。幾つかの実施形態において、パルスの濃度は、パルスの継続時間、呼吸数及び／又は患者のＮＯの目標投与量とともに変化する。プラズマは、所望の量のＮＯが所与のＮＯボーラスについて生成された後にオフになる。ポンプは、システムを通る反応ガスの押し出しを続け、ＮＯボーラスを患者に送達する。経時的な吸気流９００、プラズマ状態９０２、及び流れ状態９０４が図５５Ｃに示されている。この手法は、要求に応じてＮＯを生成し、呼吸間でカニューレ内の停滞した空気＋ＮＯに関連したＮＯ２形成を回避するという利点を提供する。幾つかの場合には、この手法は、呼吸間で大気レベルの酸素を用いて副鼻腔をフラッシュすることによって酸素化を改善する可能性を有する。

幾つかの実施形態において、反応ガス流及びプラズマ活動は常時オンである。生成ガス、すなわちＮＯを含有するガスは、フローディレクタ弁を用いて患者又はＮＯｘフィルタのいずれかに向けて誘導される。図５５Ｄは、患者又はＮＯｘスクラバのいずれかに向かうフローディレクタの位置を示すグラフを提示している。幾つかの実施形態において、ＮＯｘフィルタは活性炭フィルタである。この実施形態は、呼吸間でカニューレ内に空気＋ＮＯを残すことを伴う。幾つかの実施形態において、近位スクラバ又はスクラブカニューレが、吸入前にＮＯ２レベルを許容可能なレベルに低減することが必要とされる。経時的な吸気流９１０、プラズマ状態９１２、流れ状態９１４、及びフローディレクタの位置９１６が図５５Ｄに示されている。

幾つかの実施形態において、ポンプ、タービン、隔膜、又は加圧シリンダ等のガスを移動させるシステム構成要素が常時オンである。システムは、治療中に２つの状態、すなわち、１）プラズマがオンの状態で患者に向けて誘導される流れと、２）プラズマがオフの状態で大気に向けて誘導される流れとを有することができる。

幾つかの実施形態において、ポンプは常時オンである。反応ガスは、フローディレクタの位置に基づいて、患者、又は冷却用に装置筐体の内部のいずれかに流れる。

ポータブルＮＯ生成送達装置の幾つかの実施形態において、充電基地局が、環境ＮＯ２を測定し、環境ＮＯ２レベルが過度に高いときは、生成送達装置と通信してＮＯ生成パラメータを変更し及び／又はアラームを出す。アラームは、充電基地装置又はＮＯ生成装置が生成することができる。

保守

幾つかの実施形態において、ウェアラブルポンプ構成要素は、ユーザにとって容易に交換可能である。幾つかの実施形態において、隔膜ポンプの隔膜は、スクラバカートリッジの一部である。幾つかの実施形態において、永続的なバイナリ弁が、ガス流をポンプチャンバの内部又は外部に制御するのに使用される。幾つかの実施形態において、ガス流をポンプチャンバの内部又は外部に制御する逆止弁も、スクラバカートリッジに含まれ、使い捨て式である。幾つかの実施形態において、逆止弁は、次のタイプ、すなわち、ボールケージ弁、フラッパ弁、ダックビル弁のうちの１つ以上である。

フェイスマスク設計

幾つかの実施形態において、フェイスマスクにおけるスクラバが、患者に送達される高投与量のＮＯ用の２次スクラバとして機能することができる。幾つかの実施形態において、フェイスマスクは、換気装置又は他のガス供給源に接続するチューブに接続する排気口ポートを有する。幾つかの実施形態において、フェイスマスクは、ＮＯ２及び／又はＮＯｘを除去する排気口ポートにスクラバを有する。これによって、バイアス流の使用が容易になり、呼気されたガス及び治療ガスを環境内に放出する前にスクラブすることが可能になる。

振動

幾つかの実施形態において、ポンプは慣性を有し、モータが始動すると、ポータブルＮＯ生成器にトルクを印加することができる。ＮＯ装置のこの種のねじりは、装置を装着しているユーザにとって気を散らすもの及び／又は不快なものであり得る。幾つかの実施形態において、ポンプモータの速度は、ポンプが始動したときのＮＯ生成装置の突然の回転を防止するために徐々に増加される。幾つかの実施形態において、モータは、静止状態から始動しないように変化する速度で常時動作し、それによって、必要とされるトルクは少なくなる。

幾つかの実施形態において、ポンプは、次の吸気パルスの前にリザーバを目標圧力に充填することができるように選択されたポンプの速度で連続して動作する。この手法は、ポンプのノイズ及び振動を最小にし、エネルギーを節約することができる。

呼吸検出

幾つかの実施形態において、胸壁又は腹部のいずれかにある加速度計が、呼吸を検出するのに使用される。幾つかの実施形態において、装置は、呼吸検出センサを使用して、いびきに関連した鼓動を検出する。幾つかの実施形態において、一酸化窒素生成システムが、いびきノイズ（吸入）中にパルスを送達する。いびき検出は、マイク、加速度計、圧力センサ及び他の手段を含むがこれらに限定されない様々な装置によって検出することができる。

呼吸検出に関連した様々な入力を使用して、ＮＯの生成を調整する制御パラメータを変更することができる。幾つかの実施形態において、呼吸検出の感度は、（例えば睡眠中の）時刻に基づいて調整することができる。幾つかの実施形態において、感度は、活動レベルに基づいて調整することができる。活動レベルは、様々な技法を使用して検出することができるが、幾つかの実施形態において、活動レベルは、加速度計によって検知することができる。幾つかの実施形態において、呼吸検出感度は、周囲ノイズに基づいて調整することができる。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成器は、マイクを用いて周囲ノイズレベルを測定し、周囲ノイズレベルが増加するにつれて呼吸検出閾値を高め、誤った呼吸検出事象の可能性を減少させる。

幾つかの実施形態において、呼気は、周囲にわたるＣＯ２ガスの上昇したレベルを検出することによって検出することができる。当然の結果として、ＣＯ２の低レベル、すなわち大気に近いレベルを吸気検出に使用することができる。

インラインＮＯ生成器

幾つかの実施形態において、近位ＮＯ生成器が、吸気ガス供給源と患者の口／鼻との間に配置される。図５６は、患者の頭部により近くにあるカニューレのインラインのＮＯ生成器９２０の一実施形態を示している。電池パック９２２、ユーザインタフェース、及びコントローラは、患者の腰部に装着されるように構成される。吸気ガス供給源は、例えば、ポータブル換気装置、ＣＰＡＰ機、Ｏ２濃縮器、圧縮シリンダ、ハウス圧縮空気（house compressed air）、又は手動バッグ装置とすることができる。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成器は、使用及び構成要素の共有を容易にするために吸気ガス供給源内に収容される。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成器は、ガス供給源とは別個の構成要素である。ＮＯ生成器は、例えば、カニューレの一部とすることができる。ＮＯ生成器をカニューレ内に組み込む利点は、患者までのＮＯの通過時間と、呼吸間のカニューレ内の残留ガスの容量とが最小にされ、それによって、吸入ガス内のＮＯ２レベルが最小になることである。幾つかの実施形態において、ウェアラブルＮＯ生成構成要素は使い捨て式である。ＮＯ生成構成要素は、変圧器、電極、ノズル、プラズマチャンバ、スクラバ及びフィルタ、ＥＭＩ筐体、呼吸検出センサ（複数の場合もある）、空気圧接続部及び電気接続部のうちの１つ以上を含むことができる。呼吸検出信号は、センサが患者に近いほどより強くなることができ、それによって、近位ＮＯ生成装置は、より正確且つ確実に吸気事象を検出することが可能になる。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成器はそれ自体の空気を供給する。幾つかの実施形態において、Ｏ２濃縮器から流れる酸素は、インラインＮＯ生成器においてベンチュリ効果を生み出し、プラズマチャンバを通って酸素パルス内に反応ガスを引き込む。幾つかの実施形態において、インラインＮＯ生成器は、壁コンセント又はウェアラブルポンプ若しくはコンプレッサ等の外部供給源から反応ガスを受け取る。

幾つかの実施形態において、インラインＮＯ生成器は変圧器を含み、そのため、コントローラから生成器に延びる低電圧ワイヤが存在する。幾つかの実施形態において、低電圧ワイヤはカニューレ内に組み込まれる。幾つかの実施形態において、カニューレとコントローラとの間の電気的接続及び空気圧接続が、単一のコネクタ及び動作を用いて行われる。幾つかの実施形態において、インラインＮＯ生成器は、ＮＯ生成の電力供給、治療コントローラとの通信、呼吸の検出、及び投与制御の管理のうちの１つ以上を行うための電池を含む。

校正装置

幾つかの実施形態において、ＮＯ及びＮＯ２を測定するガス監視装置の検証及び／又は校正を目的としてＮＯ／ＮＯ２の定義されたガス混合物を生成するようにＣＰＵ又は他のコンピューティング装置によって制御されるプラズマチャンバを含む装置を設けることができる。この比は、コントローラによって、例えば５０ｐｐｍのＮＯ及び５ｐｐｍのＮＯ２に設定することができる。幾つかの実施形態において、校正装置はタンクレスであり、プラズマは、校正ガスを生成するために、ＮＯ及びＮＯ２を用いて要求に応じて発生させることができる。ＮＯ／ＮＯ２比を正確に制御するアルゴリズムを使用することができ、このアルゴリズムは、高度（圧力）及び天候変化（圧力、温度、湿度）を補償するように性能を制御することもできる。幾つかの実施形態において、装置は、低電力要件を有する簡単なブロワポンプと、簡単なユーザインタフェースを使用することができる。幾つかの実施形態において、無線通信（ＲＦＩＤ、ＷｉＦｉ、ＧＳＭ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等）を使用して、データ交換と、病院品質システム等のより大きなシステムへの統合とをサポートすることができる。幾つかの実施形態において、校正装置は、コンパクトで手持ち式のようなポータブル型のものとすることができる。複数の濃度の２つのタイプの校正ガスを提供することによって、この単一の装置は、校正ガスシリンダに関連したロジスティクス及びハンドリングを改善することができる。

幾つかの実施形態において、タンクレス校正装置が、定義されたＮＯ分子及びＮＯ２分子を周囲空気から生成するプラズマ技術を利用する。ポンプは、フィルタを通して空気を吸引し、この空気をプラズマチャンバを通って押し出すことができる。プラズマチャンバでは、電子制御アークが、Ｎ２分子を解離させることができ、幾つかのＮ原子が酸化し、５０ｐｐｍＮＯ及び５ｐｐｍＮＯ２の濃度等の所望の比を生み出すのに十分な量のＮＯ分子及びＮＯ２分子を生み出すことができる。幾つかの実施形態において、臨界オリフィスが、プラズマチャンバを通るガス流量が一定であることを確保するために使用される。

周囲圧力センサが、天候及び高度の空気圧変化から独立した所望の校正ガス濃度を生成するようにポンプ速度及びスパーク頻度を調整する入力をコントローラに提供することができる。温度センサ及び湿度センサは、制御アルゴリズム内への入力としての役割を果たす周囲ガス及び／又は反応ガスの特性を測定することができる。幾つかの実施形態において、既知のオリフィス及び圧力トランスデューサから構成される簡単な流量計を用いて、コントローラによって、外部ガス供給源からの流量を１２ｌｐｍよりも大きな流量に調整することができる。ガスモニタからの標準的なサンプリングチューブを手持ち式校正ユニットの排気口に接続することができる。

組み込み式一方向ブリーダ弁を用いると、ガス監視サンプリングラインが決して過圧されず、周囲空気に校正ガスを引き込まず、校正ガスの濃度を希釈しないことが保証される。

単純化した校正手順に対応するために、壁からの１００％酸素供給ラインを装置に任意選択で取り付け、ＨＩＯ２校正の必要性に対応することができる。ビルト空気圧３ウェイスイッチ（built pneumatic 3-way switch）がＯ２又はＮＯ／ＮＯ２校正ガスを選択する。

幾つかの実施形態において、装置は電池で動作し、電力のオン／オフ及びインジケータ、校正ガス送達機能並びに他の機能を有する簡単な使用インタフェースを有する。

幾つかの実施形態において、校正ガス生成器は、ＮＯ２スクラバの使用によって低濃度のＮＯ２を有するＮＯガスを生成することができる。幾つかの実施形態において、校正ガス生成器は、ＮＯが残っていないように生成ガスを完全に酸化することによって既知のレベルのＮＯ２を提供することができる。幾つかの実施形態において、生成ガスは、適切な量の純粋な酸素とブレンドして、ＮＯを完全に酸化する十分な時間を与えることによって完全に酸化される。この手法の精度は、校正ガスの最高精度を表すものではないが、幾つかの場合には、十分な精度を提供することができる。例えば、ＮＯ治療用のガス分析ベンチは、２０ｐｐｍまでのＮＯ濃度について０．５ｐｐｍ＋２０％の精度を有することが可能である。これは、ＮＯ生成送達装置内のＮＯセンサが十分に安定し、繰り返し可能である場合に、校正誤差の大きな許容範囲を提供する。

幾つかの実施形態において、一貫したＮＯ及びＮＯ２の生成用に特に設計された電極を使用して、校正目的のＮＯ及びＮＯ２を電気的に作製するポータブル生成ボックスを使用することができる。幾つかの実施形態において、電極は、消耗に伴って球体の形状に近づいて行くので、一貫したＮＯ生成を経時的に確保するために一対の球体の形態を有する。図５７は、校正目的のＮＯガス及び／又はＮＯ２ガスを生成するのに使用される装置の一実施形態を示している。図５７に示すように、校正ガス生成器９３０は、最低でも反応ガス流供給源及びプラズマチャンバを含む。校正ガス生成器９３０は、既知のレベルのＮＯ及びＮＯ２を有する生成ガスをガス分析器９３２に出力する。幾つかの実施形態において、ＮＯ校正装置は、図５９Ａに示すように、装置によって生成される実際のＮＯレベル及びＮＯ２レベルを示す校正されたＮＯガスセンサ及び／又はＮＯ２ガスセンサを含む。システムにおける生成調整機能部は、外部システムの校正にこのガスを使用する前に、ユーザがＮＯ／ＮＯ２ガス生成量を指定されたレベルに調節することを可能にすることができる。幾つかの実施形態において、生成調整機能部は、ＮＯ濃度及び／又はＮＯ２濃度を調整するために回転させることができる１つ以上のトリムノブからなる。

幾つかの実施形態において、プラズマチャンバ圧力、周囲圧力、周囲湿度、周囲温度、プラズマチャンバ温度、電極温度、反応ガス流量、及び生成ガス流量のうちの１つ以上の追加のセンサも含めることができる。この校正ガスは、内部センサの校正のためにガス分析器に渡される。ガス分析器は、幾つかのＮＯ生成送達装置において見られるように、スタンドアローンガス分析器又は内部ガス分析器とすることができる。

幾つかの実施形態において、ＮＯ対ＮＯ２の比は、高い基準レベルについてより高いＮＯ２レベルを生成することに有利である。幾つかの実施形態において、これは、ＮＯ対ＮＯ２比が各電極対によって生成される生成ガスにおいて異なるように、材料及び／又は幾何形状によって異なる２つ以上の電極対を有することによって行われる。幾つかの実施形態において、校正ガス生成器は、校正ガス生成器を通じてサンプルガスを引き込むＮＯ分析器に依拠する。これは、ＮＯ生成器を簡略化するとともに、校正対象の分析器が必要とする流量及び圧力でガスサンプルを受け取ることも確保するという利点を有する。幾つかの実施形態において、校正ガス生成器は、適切な流量及び圧力を有する校正ガスが試験対象分析器に与えられるように、可変圧力逃し弁（pressure relive valve）及び／又は可変反応ガス流量制御を含む。

図５８は、校正ガスの濃度を下げるのに使用される校正装置９４０の一実施形態の一部分を示している。例えば、擬似換気装置流をガスの希釈に使用することができる。同じ概念は、それ自体のガスセンサの校正ガスを作製するオンボードガス分析器を有するＮＯ生成送達システムにも適用可能である。幾つかの実施形態において、定流量の希釈ガス（空気、Ｎ２、ＣＯ２）を吸気口９４２に導入することができる。この定流量は、加圧供給源、ポンプ又はガスを推進させる他の手段から提供することができる。幾つかの実施形態（図示せず）において、校正装置は、既知の定量の希釈流を提供する臨界オリフィスを有するポンプを含む。流量センサが、導入されたガスの流量を測定する。ＮＯ／ＮＯ２含有ガスが、既知の量の希釈ガスに導入される。希釈されたＮＯ／ＮＯ２含有ガスは、配管を通ってサンプル収集ポイントに流れ、このサンプル収集ポイントにおいて、サンプルガス流が、校正されるガス分析センサに流れる。ガス分析センサに１つ以上の既知の濃度のＮＯ及び／又はＮＯ２を提供することによって、正確なガス測定のためのセンサの正しい利得及びオフセットを得ることができる。過剰な希釈サンプルガスは環境又は真空に排気される。幾つかの実施形態において、過剰な希釈サンプルガスは、放出前にＮＯ２スクラバ又はＮＯｘスクラバに通される。

図５９Ａは、ＮＯ／ＮＯ２校正装置９５０の一実施形態を示している。周囲空気９５２は、システムに入り、フィルタ９５４を通過する。図５９Ａに示すように、周囲空気は、ポンプ９５６によって、フィルタ９５４を通ってシステム内に引き込まれる。この空気は、ガスがプラズマによってイオン化されてＮＯ及びＮＯ２を生成するプラズマチャンバ９５８を通って押し出される。プラズマチャンバの後の任意選択の逆止弁が、システムを通る順方向の流れを確保する。この逆止弁は、システム内に存在するときに、酸素流が上流に向かってプラズマチャンバに流入するのを防止する。プラズマチャンバの下流の圧力センサ９６０は、反応ガス流量の測定値の代わりとしての役割を果たす。幾つかの実施形態において、流量センサを使用して、反応ガス流量を測定することができる。幾つかの実施形態において、臨界オリフィスを使用して、常に同じガス流量が確保される。流れ選択弁９６２は、酸素流又はＮＯ含有ガス流のいずれかがガスセンサに進むことを可能にする。任意選択のポップオフ弁９６４は、システム内の過剰な圧力を解放して、過剰な加圧からガス分析センサを保護する。サンプルライン９６６は、校正装置と校正されているガスセンサとの間の流体連通を提供する。校正装置は、外部電源（ＡＣ又はＤＣ）、電池、又はこれらの双方によって電力供給を受ける。校正装置内のコントローラ要素は、ポンプ活動、プラズマ活動及び流れ選択弁を制御する。幾つかの実施形態において、流れ選択弁は手動である。幾つかの実施形態において、コントローラは、手動の流れ選択弁の位置を読み取り、必要に応じてＮＯの生成を指示することができる。コントローラは、絶対圧力センサ及び生成ガス圧力センサからの入力を受信する。幾つかの実施形態において、コントローラは、ユーザからの入力から目標校正ガス濃度も受信する。入力は、スイッチ位置、タッチスクリーンエントリ、ダイヤル位置、又はレベル表示を入力する他の手段とすることができる。幾つかの実施形態において、単一の校正装置が、単一濃度のＮＯ又はＮＯ２を生成するのに使用される。

図５９Ｂは、独立した酸素ラインを有するＮＯ／ＮＯ２校正装置９７０の一実施形態を示している。図５９Ｂは、図５９Ａにおけるシステムと同様のシステムを示しているが、酸素流はＮＯ含有ガス流から独立している。酸素はシステムに入り、校正されるガスセンサに適合したレベルに酸素圧力を下げる圧力レギュレータに流通する。圧力ポップオフ弁が、ガスセンサの過剰加圧を防止するのに使用される。図５９Ｂに示すように、サンプルライン９７２は、校正目的で酸素排気口９７４又はＮＯ／ＮＯ２ガス排気口９７６のいずれかに接続される。高い高度（又は高さ）において、絶対圧力センサは、より低い大気圧を示す。コントローラは、プラズマ活動（パルス周波数又はパルスデューティサイクル又はプラズマエネルギー）を高めて、ＮＯレベルを増加させ、ガスセンサの校正用の目標のＮＯ濃度を達成することによって、低い大気圧に応答することができる。幾つかの実施形態において、校正ガスが周囲環境に入る前に校正ガスからＮＯ２及び／又はＮＯｘを除去するスクラバ（図示せず）が、校正対象のガス分析センサの出口に配置される。

ガスセンサは、再循環アーキテクチャを使用して校正することができる。図６０に示すような幾つかの実施形態において、ＮＯ校正ガス９８０の外部供給源が、反応ガス吸気口を通ってシステムに導入され、プラズマチャンバ９８２、ポンプ９８４、及びスクラバ９８６を通る流路を出て患者に向かう。幾つかの実施形態において、スクラバ媒体を含まない校正スクラバが、校正ガスを変更する可能性を緩和するのに使用される。幾つかの実施形態において、スクラバは、空気圧経路内に弁を構成することによって、校正中にバイパスされる。この実施形態において、ポンプ９８４は、システムを通って校正ガスを駆動するように動作する。反応ガスが外部ガス供給源の圧力によって駆動されるポンプレスＮＯ生成器では、加圧校正ガスはシステムを受動的に通過する。

図６１に示すように、幾つかの実施形態において、校正カートリッジ９９０は、スクラバの所定の箇所においてシステム内に挿入される。ＮＯ又はＮＯ２校正ガスがシステム内に導入される。幾つかの実施形態において、フローダイバータ（又はフローコントローラ）９９２は、インジェクタを通る流れが校正ガスで充填された閉鎖された容積を生み出すことを防止する。幾つかの実施形態において、フローダイバータは、カートリッジからＮＯガスセンサを通過してインジェクタへの校正ガスの流れを調節する。幾つかの実施形態において、フローレギュレータは、ガスセンサと流体連通する容量がプライミング済みであるように、その容量の校正ガスが、流れを停止する前にシステムを通過することを可能にする。幾つかの実施形態において、校正カートリッジは、ＮＯ生成システム内に挿入されるコンパクトなガスシリンダである。幾つかの実施形態において、校正カートリッジは、より大きなガスシリンダ又は住宅供給からのガスをＮＯ生成器に接続するアダプタである。

図６２は、校正ガスを専用校正ガスポート１０００に通すことによるＮＯ生成装置の校正を示している。システムが校正されていないとき、ポートは、臨床動作中のシステムからの生成ガスの損失を防止するためにキャップされる。図６３は、スクラバからの校正ガスの希釈を防止する校正ガスポート１０１０の上流側のバイナリ弁１０１２を示している。この実施形態において、校正ガスポート経路内の弁が、臨床動作中の生成ガスの損失を防止する。

図６４は、ＮＯｘスクラバ１０２０を有する開放空気圧アーキテクチャを示している。この実施形態において、校正ガスは、ＮＯ及び／又はＮＯ２生成ガスセンサを通過し、ＮＯｘスクラバ１０２０に送られる。この手法は、患者に接続することができるインジェクタの外部に校正ガスを送らない。

図６５は、生成ガスがシステムからサンプリングされ、ＮＯｘスクラバ１０３０を通過するアーキテクチャを示している。幾つかの実施形態において、弁１０３２は、校正中に閉鎖され、校正ガスは、校正ポートを通ってシステムに導入される。校正ポートは、使用されていないとき、生成ガス測定値の誤差を防止するためにキャップされるか又は弁（図示せず）によって閉鎖される。

外部校正装置は、校正ガスの生成に既知の流量を必要とする。これは、ポンプ及び臨界オリフィスを用いて行うことができる。或いは、校正される装置のサンプルポンプを使用して、流量を測定し、目標のＮＯレベル及び反応ガス流量に従ってプラズマを生成する校正装置を有するプラズマチャンバを通る空気流を生成することができる。

幾つかの実施形態において、ポータブル校正装置は、反応ガス流をプラズマチャンバに提供する１つ以上の圧縮ガスリザーバを含む。圧縮ガスリザーバは、内部又は外部のポンプによって充填することができる。圧縮ガスリザーバは、窒素、酸素、窒素／酸素混合物、空気、又は乾燥空気で充填することができる。

幾つかの実施形態において、ＮＯ校正装置は、１つ以上の設定されたＮＯレベルを送達する。

幾つかの実施形態において、校正装置は、サブ絶縁破壊電圧において電極を使用してコロナを発生させ、それによってオゾンを生成する。オゾンは、オゾン分析器の校正に使用することができる。幾つかの実施形態において、校正装置は、オゾンを生成し、その後、ＮＯを生成してオゾンと混合し、ＮＯ２を生成する。このプロセスが、制御された方法を用いて行われるとき、出力されるＮＯ２含有ガスは、校正目的に使用することができる。幾つかの実施形態において、オゾン及びＮＯの生成は、オゾン及びＮＯガスの十分な相互作用及び混合を可能にするために、立て続けに交互に行われる。

校正

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムのＮＯ生成は、以下の方法を用いて校正される。１）外部基準ＮＯ供給源を接続する；２）外部供給源からＮＯ生成システムのセンサバンクにＮＯを流通させる；３）外部供給源のセンサ読み取り値を記録する；４）ＮＯ生成器を使用してＮＯを生成し、センサバンクに流通させる；及び５）センサ読み取り値が、ＮＯ生成量が校正ガスレベルと一致していることを示すまで、ＮＯ生成パラメータを調節する。幾つかの実施形態において、生成パラメータは、ＮＯ２レベルも最小にするように調整される。調整される生成パラメータは、次のもの、すなわち、プラズマ周波数、プラズマデューティサイクル、反応ガス流量、プラズマエネルギー、及び１次ＡＣ波形のうちの１つ以上を含むことができる。この手法は、オンボードのＮＯ及びＮＯ２のガスセンサの校正とともに又は別々に行うことができる。

幾つかの実施形態において、校正方法は、ＮＯ生成器の動作を調べるガスを希釈する擬似換気流の使用を含むことができる。

校正及びＲＦＩＤ

このセクションにおける用語「ＲＦＩＤ」の使用は、任意の無線手段又は有線手段が或る装置のメモリ内の情報を別の装置に通信するための一般的な用語であることを理解されたい。幾つかの実施形態において、近接場識別装置（ＮＲＦＩＤ）が、最後の校正、校正値、動作寿命、エラーコード、製造番号、ＳＷ、病院オーナＩＤ（紛失防止用）等に関する情報等の校正装置の状態をラップトップ又はスマートフォン等の標準的なコンピューティング装置に通信することができる。ＲＦＩＤの機能は、装置情報（例えば、どの製造番号及び装置モデルが校正に使用されたのか）をその校正記録に病院品質システムの一部として記憶するために、ガスモニタによって使用することができる。

校正装置上のＲＦＩＤは、様々な目的に使用することができる。幾つかの実施形態において、ＲＦＩＤは、ガス監視装置に対して校正装置を識別するのに使用することができる。校正装置上のＲＦＩＤに、製造番号、最後の校正日、提供された校正ガスの濃度、及び／又はオーナ情報等の識別情報をロードすることができる。校正されるガス監視装置は、その校正記録を得るために校正装置ＲＦＩＤを読み取る。幾つかの実施形態において、ＲＦＩＤは、紛失防止に使用することができる。ＲＦＩＤリーダを有する校正装置は、他の施設において又は他の装置とともに動作しないように、校正する特定のリストの装置とのみ動作するようにプログラミングすることができる。同様に、校正装置は、認可されたユーザのバッジのＲＦＩＤを読み取り、そのユーザが校正装置を使用することを許可することができる。

ＮＯ生成送達装置の校正

加圧校正ガスは、一酸化窒素生成及び／又は送達装置内のガス分析センサの校正の基準として使用することができる。幾つかの実施形態において、ＮＯ送達システムは、Ｙピースの近くでガスをサンプリングすることによって吸入ガス濃度を監視し、ＮＯ及びＮＯ２及びＯ２の濃度を求めるように構成されるガス監視サブシステムも提供することができる。これらのガスパラメータを測定する理由は、目標とする臨床的に関連するＮＯガス濃度が実際に提供されること、及び、動作不良も漏れも発生していないことを確認するためである。幾つかの実施形態において、可能性のある送達システムの範囲は１ｐｐｍ～８０ｐｐｍのＮＯである。幾つかの実施形態において、ガス監視システムは、ＮＯ２の存在も測定する。ＮＯ分子がＮＯ生成送達装置を通って吸気トラック内を進むときに酸素に曝露されると、ＮＯ２が生成される。水の存在下（例えば、吸気肢及び肺内の湿った空気中）におけるＮＯ２は、患者上気道組織及び肺組織自体を害する可能性がある酸性流体を生み出す可能性がある。したがって、送達システム内のガス測定セルは、校正ガスを用いて周期的に調べることができ、必要に応じて再校正することができる。

幾つかの実施形態において、アダプタチューブが、一方の端部において加圧校正ガス供給源に接続し、他方の端部においてガスセンサに接続する。幾つかの実施形態において、アダプタチューブの一方の端部は、ウォータトラップのように成形され、ＮＯ生成装置内に挿入される。ＮＯ装置は、様々な技法を使用して校正アダプタチューブを識別することができ、様々な技法には、コネクタ内のＲＦＩＤチップの読み取り、メモリ装置の読み取り、水位センサから一意の値を測定することによるもの、バーコードを読み取ることによるもの、２Ｄバーコードを読み取ることによるもの、光センサによって検出される機能部の存在若しくは不在の光学的検出によるもの、又は物理的な接点スイッチによるものが含まれるが、これらに限定されるものではない。或いは、ユーザが、装置ユーザインタフェースを通じて校正ガスのタイプを識別することができる。幾つかの実施形態において、校正アダプタチューブが接続されたときに、ＮＯ生成システムは、校正モードに自動的に入ることができる。幾つかの実施形態において、校正モードは完全に自動化され、システムは、ガス分析センサに通すガスサンプルを引き出し、必要な調整を行う。幾つかの実施形態において、センサのゼロ点規正をする基準ガスが、新鮮な空気の取入口からＮＯ生成システムを通って引き込まれる。幾つかの実施形態において、ゼロ点規正用に環境から取り出されたガスは、不純物を除去するために、ガスセンサを流れ過ぎる前にフィルタ及びスクラバ（例えば、ＮＯ、ＮＯ２、ＮＯｘ、ＶＯＣ）を通過する。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成器装置は、どの種類の校正ガスが装置に接続されているのかを、アダプタチューブコネクタにおける上掲した機能部を識別することによって検出することができる。

電子機器

幾つかの実施形態において、ソフトウェアベースのコントローラが使用される。幾つかの実施形態において、動作は、ハードウェアのみの解決策（電子制御回路）を用いてハンドリングすることができるほど十分簡単である。例えば、一定の生成量（生成率、生成速度）で動作するシステムは、自己発振周波数又は固定周波数のドライバ及び固定の又は調整可能な周波数及びデューティサイクルで変調されたパルスによって励起される共振高電圧生成器を利用することができる。

幾つかの実施形態において、可変抵抗器（例えばポテンショメータ）が、電極ギャップと直列配置される。高電圧回路における所与の電圧について、抵抗は、電極ギャップに可変電圧を印加し、それによって、ＮＯ生成量を調節するように変更される。幾つかの実施形態において、高電圧回路への電力は連続して（すなわちパルス状でない）印加され、可変抵抗が、ＮＯ生成量を調節するために調整される。

電力測定

ＮＯの生成量は、電極ギャップ内の電力の量に関係している。幾つかの用途では、プラズマ内の電力が、ＮＯ生成レベルの代わりとして使用される。プラズマ内の電力を知ることによって、システムは、ＮＯ生成量（生成率、生成速度）のレベルを知り、それに応じて生成量を調節して目標生成レベルを達成することができる。

しかしながら、電極ギャップ内の電力の測定は困難である。高電圧プローブを利用して２次／高電圧回路における電力を測定することができるが、これは、共振周波数をシフトする可能性があり、回路を異なって動作させる可能性がある。したがって、ＮＯ生成器の高電圧回路内に電流電圧測定回路を組み込むことが好ましい。このように、装置は、対処された測定の効果を用いて校正され、したがって、測定が行われている間、システム性能に影響を与えない。

組み込み式高電圧プローブの構築は複雑である可能性がある。電気絶縁及びＥＭＩ干渉の防止に関して問題が存在し得る。さらに、急激な事象を捕捉するには、データを高周波数でサンプリングしなければならない。幾つかの実施形態において、高電圧電力測定回路は１ＭＳ／ｓでサンプリングする。

幾つかの実施形態において、変圧器が、電流及び電圧の測定及び電力の計算を行う１次（低電圧）側に接続される回路を含むことができる。これは、低電圧構成要素がプラズマパルスにおける電力を報告することを可能にする。幾つかの実施形態において、変圧器は、電流及び電圧の測定及び電力の計算を行う２次（高電圧）側に接続される回路を含むことができる。２次回路における測定は、プラズマにより近く、変圧器の非効率性及び低電圧側における電力と高電圧側における電力との間の位相シフトからの誤差を除去する。これは、低電圧構成要素が、電流及び電圧を測定して、プラズマパルス内の電力及び絶縁破壊のタイミングを計算することを可能にする。経時的な電極の完全性についての情報を絶縁破壊タイミング及び絶縁破壊電圧に基づいて得ることができる。

２次回路の電圧及び電流の測定は、ＮＯ生成システムの「健全性」への見識を提供する。電流、電圧、及びインピーダンスの測定値（絶縁破壊、電流信号の傾き、電圧の傾き、電流レベル）は、校正されると、装置の使用中のＮＯ生成ドリフト及び誤差を検出するベースラインとして使用することができる。これらの値がドリフトするとき、システムは、電圧、電流及びタイミングの調整を用いてそれらの値を補償することができる。最終的に、システムは、構成要素の交換を促すか又はこれらの測定値に基づいて再校正することができる。

絶縁破壊電圧レベル及び絶縁破壊後のプラズマ電圧はともに、ギャップサイズと相関する。これは、電極消耗のステータスに関する情報をＮＯ生成システムに提供し、電極交換の必要性を示すことができる。この情報は、ＮＯ生成量の推定値の改善のためにプラズマアークのサイズを求めるのに使用することもできる。この手法は、多数の電極設計に適用可能であり、これらの電極設計には、グライディングアーク、対向電極、同軸設計、平行設計及びトーチ設計が含まれるが、これらに限定されるものではない。さらに、ＮＯ生成中のプラズマの電力消費、電圧レベル及び／又は電流レベル並びにそれらの変化率の不連続性は、電極の寿命にわたる電極老朽化を示すことができる。電圧及び電流の変化率は、電極上のアーク発生位置を示すことができる。電圧電流曲線（電流変調及び／又は入力電圧の変更中）のプロットは、プラズマガス温度（負又は正のプラズマインピーダンス）の代わりとして使用することができる。

図７０に示すように、電圧が電流に対してプロットされたとき、プロットの傾きはプラズマインピーダンスに等しい。アーク放電において、プラズマのインピーダンスは、プラズマ温度に応じて正であることもあるし、負であることもある。ＮＯ生成器は、電圧／電流の関係を利用して、現在のプラズマレジーム（コールドプラズマ対ホットプラズマ）を識別することができる。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成器は、入力電圧の範囲をスイープして、電流が電圧とともに増加しているのか又は電圧とともに減少しているのかを判断する。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成器は、プラズマ電流の範囲をスイープして、電圧が電流とともに増加しているのか又は電流とともに減少しているのかを判断する。コールドプラズマは、より低い温度及びより少ない電極腐食に関連付けられる。所与のプラズマ電力レベルについて、ＮＯ生成器は、プラズマ温度（高対低）を求め、プラズマを低温レジームに維持するように電流及び電圧を調整することができる。

幾つかの実施形態において、ＤＣ ＨＶシステムが、電極の極性を周期的に反転して電極消耗を均等にする。

流量測定

幾つかの実施形態において、患者吸気流量センサがコントローラの側部にスナップし、洗浄性を容易にする直線状の流れを可能にする。幾つかの実施形態において、患者吸気流は、図６６Ａ及び図６６Ｂに示すように、装置の後部にある流量センサ１０４０に入り、ＮＯ装置の前方に向けて流れる。幾つかの実施形態において、ＮＯは、流量センサモジュール内であるが、通常は流量検知構成要素の後において吸気流に加えられる。

幾つかの実施形態において、システムは、換気装置カートリッジを汚染するおそれがある十分な大きさ及び継続時間の換気装置回路内の逆流を検出することができ、ユーザにアラートする。幾つかの実施形態において、吸気流の大きさ及び継続時間は、ガスの容量を計算するのに使用され、吸気肢の容量と比較される。逆吸気流の容量が吸気肢の容量よりも大きい場合には、ＮＯ生成システムの汚染の危険性がある。

吸気の終了時の換気装置配管における緩和したコンプライアンス（relaxing compliance）等の幾つかの状況下において、換気装置カートリッジを通る空気流は逆流する可能性がある。幾つかの状況下では、これは、空気の２回投与をもたらす可能性があり、その結果、不正確な投与レベルが患者に送達される。幾つかの実施形態において、システムは、逆流した空気の容量を測定し、順方向の流れが逆流を相殺するまで追加のＮＯの注入を一時停止する。

音響ノイズ

幾つかの実施形態において、プラズマチャンバ内の放電が、プラズマ流量測定値及び圧力測定値と干渉する音響ノイズ信号を生成する。幾つかの実施形態において、音響ノイズは、マフラ、チャンバ、管の長さ、スクラバ、フィルタハウジング、又はエラストマ膜を用いて減衰される。幾つかの実施形態において、アクティブノイズキャンセル方法を使用して、ノイズが除去される。

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、音響ノイズの存在下で大きなオフセット誤差を生じさせない流量センサを用いる。システムは、アナログ／デジタル変換器又は他のサンプルホールド回路を使用して、単数又は複数のセンサをプラズマ脈動と同期してサンプリングする。これは、パルス周波数及びその高調波においてデジタルフィルタを形成する（すなわち、全ての高調波は０Ｈｚにエイリアスされる）。

幾つかの実施形態において、流量センサ信号取得時間は、パルス周期よりも大幅に短い。取得時間は、パルス周波数に位相ロックされる。位相は、ノイズ波形のゼロ交差（すなわち瞬時値が平均に等しい箇所）に等しく設定される。この方法は、平均化してＤＣオフセットを生成することができるノイズ信号内の非線形性を排除する。この方法は、パルス周期全体を平均化するフィルタよりも短い位相遅延（群遅延）も流量信号に生成する。流量信号は、流量コントローラにおけるフィードバックに使用されるので、これは、優れた制御ループ応答を提供することができる。

幾つかの実施形態において、サンプルは、整数個のパルス周期にわたって取得されてデジタルフィルタリングされ、これによって、パルス周波数及びその高調波を完全に排除するＦＩＲフィルタが効果的に作成される。フィルタリングは、ゼロ交差の位相が変化する場合に、位相ロックされる単一サンプル方式において生じる不正確さを排除する。また、フィルタリングは、位相ロックされる実施形態よりも低いノイズ帯域幅も有する。

ポンプ脈動性は、プラズマチャンバ内に圧力及び流量の変化も生み出す可能性がある。これは、ＮＯ生成量の変化の一因になる可能性がある。幾つかの実施形態において、放電パルスは、各ＮＯ生成事象が圧力／流れサイクルにおいて同じポイントで発生するようにポンプ脈動と同期される。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成器は、プラズマチャンバ圧力を測定し、チャンバ内の圧力レベルに対応するようにＮＯ生成設定をリアルタイムで調整する。幾つかの実施形態において、ポンプとプラズマチャンバとの間に配置された流量制限又は臨界オリフィスが使用され、反応ガス流量における圧力及び流れの変化が平滑化され、ＮＯ生成量の一貫性が改善される。これらの手法は、ＮＯ生成量の一貫性を改善する。

プラズマノイズ

ＮＯ装置におけるプラズマ生成の激しい熱は、プラズマチャンバへ及びプラズマチャンバから通じる空気圧経路内に圧力波を発生させる可能性がある。幾つかの実施形態において、これらの圧力波は、圧力測定及び／又は流量測定等のプラズマチャンバの前及び後で行われる測定と干渉する可能性がある。幾つかの実施形態において、プラズマ圧力波が圧力及び流量のセンサ測定に影響を与えるのを防止するノイズキャンセル圧力波が生成される。

幾つかの実施形態において、対象測定値が、それらの信号をソフトウェアでフィルタリングしてプラズマ事象からのアーティファクトを除去することができる十分な周波数でサンプリングされる。幾つかの実施形態において、反応ガス流量が最大１００ｋＨｚでサンプリングされて、１ｋＨｚで動作する流量コントローラをサポートするためにデジタルフィルタリングされる。幾つかの実施形態において、反応ガス流量が１００ｋＨｚでサンプリングされ、２００Ｈｚに移動平均フィルタリングされ、２００Ｈｚで流量コントローラを制御するのに使用される。幾つかの実施形態において、電気ハードウェア及び／又はソフトウェアを使用して、プラズマ圧力波アーティファクトがセンサ読み取り値から除去される。幾つかの実施形態において、マフラと同様の音響バフリングを使用して、プラズマ圧力波が抑制される。幾つかの実施形態において、センサは、プラズマ周波数と調和しない周波数でサンプリングされ、アーティファクトを最小にする。幾つかの実施形態において、センサは、誤差信号のゼロ交差においてサンプリングすることによって、プラズマによって生成される周期的な誤差信号を排除する。幾つかの実施形態において、センサは、誤差信号の整数個の周期にわたってＦＩＲフィルタ（移動平均を含む）を使用することによって、プラズマによって生成される周期的な誤差信号を排除する。幾つかの実施形態において、反応ガス流量及び／又は圧力の測定は、プラズマ音響ノイズが存在しないときは、プラズマ事象間で行われる。幾つかの実施形態において、受動的な可変オリフィスを使用して、プラズマ音響波が抑制される。図６７Ａ、図６７Ｂ、図６７Ｃ、及び図６７Ｄは、プラズマノイズを防止する可変オリフィス流量コントローラ１０５０の一実施形態を示している。可変オリフィスプレートは、金属、ポリマー、複合物、木材、又は別の適切に剛性のある材料から構築することができる。図６７Ｅは、可変オリフィスプラズマノイズ低減の一例示的なグラフを示している。実験環境において、反応ガスは、流量センサ及び起動しているプラズマチャンバを流通した。時間はＸ軸に沿ってプロットされ、流量センサによって測定される反応ガス流量はＹ軸上にプロットされる。実験中、プラズマチャンバを通る流量は、０ｌｐｍから概ね４．６ｌｐｍに段階的に増加する。「可変オリフィスなし」のラベルを有する初期曲線は、点線としてプロットされ、プラズマチャンバ内の放電からの圧力波に対応する大きなノイズ量を示す。ノイズの振幅は＋／－０．２５ｌｐｍまでであり、平均読み取り値はほとんどの場合に低い。黒色の実線で示すような第２の曲線は、可変オリフィスを流量センサとプラズマチャンバとの間に配置することによって生成されたものである。可変オリフィスは、流量信号の変動を低減し、流量センサが平均流量を改善された精度で読み取ることを可能にする。可変オリフィスがない場合には、信号対ノイズ比は、低流量においてより悪化する。

幾つかの実施形態において、音吸収材及び／又は音反射面等の反応ガス流路内の物理的機能部を使用して、プラズマ音響ノイズが抑制及び／又はキャンセルされる。

幾つかの実施形態において、プラズマ流量センサは、プラズマノイズの影響を最小にするために、プラズマ源から可能な限り遠くに配置される。幾つかの実施形態において、プラズマ流量センサは、プラズマ音響ノイズの影響がより少なくなるように、スクラバの後に配置される。アーキテクチャ上、センサは、換気装置カートリッジ内に配置することができる。

プラズマ生成

幾つかの実施形態において、プラズマは、無線周波数エネルギーを用いて生成される。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成量は、次のパラメータ、すなわち、ＲＦ周波数、導波路間隔、電極ギャップ、流量、圧力、温度等のうちの１つ以上を生成量の変数として調整することによって調節することができる。

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、ＵＶ光を用いてＮ２分子及びＯ２分子にエネルギーを与えてＮＯを生成する。幾つかの実施形態において、ＵＶ光は、ＮＯを吸気流内に注入する前にＮＯ２をＮＯに変換するのに利用される。

幾つかの実施形態において、１つ以上のレーザが空間内の一点に集光される。１つ以上のレーザを使用してＮＯを生成することができるようなその空間内のエネルギー密度は、ガスがプラズマ状態に変わるほど十分高い。反応ガス流と結合されると、反応ガスがレーザによって生成されたプラズマ内を通るので、ＮＯが反応ガス内に生成される。これは、電極の消耗及び微粒子からの汚染を取り除くとともにエネルギー及び温度の改良された制御を提供することができる。幾つかの実施形態において、レーザ（複数の場合もある）は、レンズを使用して集光される。幾つかの実施形態において、単一のレーザが分割され、その後、空間内の一点において交差するように誘導される。

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成器が、圧縮ガス供給からＮＯ生成用の電気を生成する。幾つかの実施形態において、外部供給源からの圧縮ガスが、発電機を回転させるタービンを通過し、それによって、システムの電気を生成する。圧力及び流量の調節は、ＮＯ生成装置の内部又は外部で行うことができる。装置は、ＮＯ生成中にピーク所要電力を提供する内部電池又は内部キャパシタを有することができる。内部電池及び／又は内部キャパシタは、圧縮空気から生成される電気から充電することができる。幾つかの実施形態において、圧縮ガスは空気であり、反応ガスの供給源としても使用される。

制御アルゴリズム

急性制御アルゴリズム

幾つかの実施形態において、プラズマ強度が、プラズマチャンバを通る目標（設定値）流量に基づいて調節され、より正確な平均生成量が生成される。幾つかの実施形態において、プラズマ強度が、プラズマチャンバを通る測定された（実際の）流量に基づいて調節され、より正確な生成ガス濃度が生成される。

幾つかの実施形態において、制御回路及び／又はコントローラは、プラズマ形成を検出し、プラズマ形成後にその励起周波数及び／又はデューティサイクルを調整する。プラズマ形成は、高いｄｖ／ｄｔ信号若しくは高いｄｉ／ｄｔ信号によって、又は、共振周波数の変化を測定することによって検出することができる。幾つかの実施形態において、プラズマは、電気絶縁破壊が発生した後の目標継続時間の間オン状態にあり、それによって、絶縁破壊時間の変化からの生成量誤差が除去される。この手法に関する１つの複雑化因子は、絶縁破壊が検出されたときに、ＡＣ電流が、そのサイクルにおける任意の時点に存在し得る周波数を有することである。これは、ＡＣ正弦波中のどの時点で絶縁破壊が発生したのか及びパルスの長さはどれほどであるのかに基づいてＮＯ生成レベルの変動をもたらす可能性がある。このタイプの位相シフトを緩和するために、ＮＯ生成システムは、新たな各パルスを用いて、又は、絶縁破壊が検出されるときにＡＣ正弦波をリセットして、所与のアーク継続時間について一貫したＮＯ生成を確保することができる。ＮＯ生成のこの手法は、成分ドリフト及び反応ガス特性（圧力、温度、湿度）を原因とする絶縁破壊時間の変化を原因とするＮＯ製品の変動をなくすことができる。これは、放電パルス幅の微細分解能変調も可能にする。幾つかの実施形態において、放電パルス幅は、０．１マイクロ秒～１マイクロ秒の分解能で制御される。

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成は、プラズマ強度及び／又はプラズマオン／オフのパルスを調節することによって調節される。

回路のＡＣ共振動作は、エネルギーの量子化を生み出し、これは、ＮＯ生成量（生成率、生成速度）の大きなステップ変化を生み出す場合がある。幾つかの実施形態において、電気絶縁破壊の発生を保証するとともに、絶縁破壊後のプラズマ継続時間が再現可能であることを確保するために、パルスの最低限のオンタイムが必要とされる。しかしながら、この手法は、高い動作周波数において過剰なＮＯ生成量をもたらす場合がある。低いパルス周波数は、実効分解能を改善するが、呼吸当たり有限個のパルスに起因した異なる種類の量子化を導入する。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、離散的なデューティサイクル間をディザリングして、各デューティサイクルの離散的生成量（生成率、生成速度）の間にある平均生成量（生成率、生成速度）を生み出すことによって、離散的なデューティサイクル間の生成量（生成率、生成速度）の微細制御を達成する。

デューティサイクル間をディザリングするために、幾つかの実施形態において、システムは、目標生成量のすぐ上及びすぐ下の生成量をもたらす離散的なデューティサイクルを最初に特定する。システムは、次に、積分器を使用し、過去のパルス幅及びそれらのパルス幅における予想生成量に基づいて、生成されるＮＯの所望のモル数及び生成される実際のモル数を追跡する。各パルスの開始時に、所望の生成量が実際の生成量を越えている場合には、システムは、より大きなパルス幅で動作する。実際の生成量が目標生成量を越えている場合には、システムはより低いパルス幅で動作する。所望の生成量の誤差の累積によって、システムは、平均生成量が正しくなるように、一方のデューティサイクル又は他方のデューティサイクルにおいてより多くの時間を費やすことになる。低い側のデューティサイクルが０であり、この時間の間、生成量も０であるこの制御方式の特殊な場合を使用することによって、最小生成量を下回る生成量（生産率、生産速度）も達成可能である。幾つかの実施形態において、システムは、交互のパルスに対して２つのレベル間でデューティサイクルを変化させて、２つのレベルの生成量の間にある生成レベルを達成する。これは、或る意味で補間的である。幾つかの実施形態において、デューティサイクルは、０％～１００％に変化させることができる。定周波数で動作する幾つかの実施形態において、システムはＮＯ生成量を追跡し、生成要求量と一致するようにデューティサイクルを必要に応じて変更する。幾つかの実施形態において、動作周波数は、１０１Ｈｚから１００ｋＨｚに変化する。幾つかの実施形態において、システムは、正弦波のプラズマ電流によって引き起こされる生成量の変動を事前に計算し、モデルを使用して、１つの共振サイクルよりも微細な分解能でパルス幅を変調する。

幾つかの実施形態において、プラズマチャンバの下流においてシステム内の損失を予想して生成レベルを調整する（例えば、増加させる）ＮＯ生成アルゴリズムを使用することができる。損失は、漏れ、ＮＯ酸化、及びシステムからのＮＯの吸収を原因とするものであり得る。システムからのＮＯの吸収は、初期使用中に又は治療継続時間の全体を通して起こる可能性がある。酸化からの損失は、配管及びスクラバを含むシステムの内部容積内で発生する可能性がある。

ＮＯ生成システム内の圧力は、ＮＯ生成量の減少をもたらす可能性がある。ＮＯ生成システムを通る反応ガス流量が増加するにつれて、プラズマチャンバの下流の背圧が、プラズマチャンバ圧力の増加を生み出す。空気は絶縁体であるので、放電を生み出しＮＯを生成するには、より高い電圧が必要とされ、その結果、電気絶縁破壊が遅延し、所与のプラズマ生成設定のＮＯ生成量が低下する。幾つかの実施形態において、制御アルゴリズムがプラズマチャンバ圧力をＮＯ生成量の計算及び／又はプラズマ設定への入力として使用する。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成量が正確であることを確保するために、プラズマデューティサイクルは、プラズマチャンバ圧力の増加が検知されたときに増加される。幾つかの実施形態において、反応ガス流量とプラズマチャンバ圧力及び／又は背圧との関係は、反応ガス流量がプラズマチャンバ圧力の代わりとして使用されるように特徴付けられる。

幾つかの実施形態において、ＮＯ投与アルゴリズムが、患者の理想的な体重、身長、病状、性別又は他の生理学的パラメータをアルゴリズム入力として使用することができる。例えば、患者の身長は、肺のサイズ及び１回換気量を示すことができる。患者の病状は、肺の健康な部分／最初に回復した部分のみに投与することが望ましい慢性肺疾患の場合のように、ＮＯ送達をパルス状とすべきか否かに影響を与える可能性がある。ウイルス感染又はバクテリア感染は、ＮＯの殺菌投与量及び／又は殺ウイルス投与量を用いて肺全体を満たすことが好ましい別の病状を提示する。

吸入ＮＯ治療の間に、患者が自身の内因性のＮＯ生成を遅くし、外因性のＮＯに依存するようになる場合があるという懸念がある。したがって、患者に送達されるＮＯの量を最小にし、治療に役立つ最少量のみを送達することが望ましい。幾つかの実施形態において、ＮＯ投与量は、検知された活動レベルに基づいて増加及び減少される。活動レベルは、装置において測定された加速度、患者において測定された加速度、呼吸回数、及び／又は心拍数によって検出することができる。例えば、毎分１０呼吸の呼吸回数で休息している患者は、２ｍｇ／時間のＮＯ投与量を得る。その患者が立ち上がり、階段をのぼり、その呼吸回数を３０ｂｐｍに増加させた場合には、ＮＯ投与量は６ｍｇ／時間に増加する。

幾つかの実施形態において、システムは、プラズマチャンバの温度をＮＯ生成への入力として使用する。幾つかの実施形態において、システムが冷たいときに、ＮＯ設定点が目標よりも高く設定される。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、次のパラメータ、すなわち、反応ガス温度、生成ガス温度、電極温度、プラズマチャンバ温度、高電圧ケーブル温度のうちの１つ以上をＮＯ生成制御アルゴリズムへの入力として使用する。

幾つかの実施形態において、プラズマがプラズマチャンバにおいて検出されない場合には、システムは、共振スイープを行うことができ、及び／又は異なる周波数で動作することができる。

急性吸入治療の幾つかの実施形態において、生成ガスＮＯ濃度は、患者の目標投与量及び希釈率に応じて、５ｐｐｍから５０００ｐｐｍの前注入（pre-injection）に変化する。

希釈

酸素は、空気にＮＯをプラスしたものが換気装置システムに加えられると希釈される。高濃度ＮＯによって、より少ない容量の生成ガスによって吸入ガス内の目標のＮＯ濃度が達成される。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成送達システムは定希釈率を維持する。これによって、システムは、ガスがシステムを通って進むときに、全てのガスが同じ濃度であるので、システムがガスを追跡する必要がないように、システム内に定濃度のＮＯを生成することが可能になる。幾つかの実施形態において、２０：１の定希釈率が使用される。幾つかの実施形態において、希釈率は、目標患者投与量の関数として変更される。幾つかの実施形態において、希釈率は、１０：１（換気装置：ＮＯ＋空気流）～３０：１の比に調整される。ただし、希釈率は、１：１～１００：１に変化することができる。

ウィーニング

幾つかの実施形態において、システムは、病院プロトコルに整合するようにウィーニングスケジュールのカスタマイゼーションを可能にする。

移動可能制御アルゴリズム

幾つかの実施形態において、ＮＯガスパルス継続時間は、呼吸周期に基づいて変化する。システムは、これまでの呼吸継続時間の平均を使用して、次のパルスの継続時間を選択することができる。幾つかの実施形態において、吸気継続時間の目標とする一部分が対象とされる。幾つかの実施形態において、パルス継続時間は、設定された継続時間（例えば５０ｍｓｅｃ）である。幾つかの実施形態において、パルス継続時間は、これまでのｎ回の吸気事象に基づく吸気継続時間の一部分（例えば２５％）である。幾つかの実施形態において、継続時間方法（％対継続時間）は、呼吸回数に基づいて選択される。これは、呼吸回数が増加し、パーセントベースの手法で動作するシステムが、吸気事象の短くなり続ける部分において十分なＮＯを送達することができないときに特に適用可能である。したがって、呼吸数が、パーセントベースの手法がもはや十分に正確でないレベルに達すると、ＮＯ送達システムは、設定された継続時間に変更される。

幾つかの実施形態において、患者は、ｍｇ／ｈｒを用いた投与量で治療を受けることができる。これは、理想的な体重とは無関係とすることができる。

幾つかの実施形態において、ＮＯ送達システムは、要求に応じてＮＯを生成することができ、これは、吸気事象が検出されたときにＮＯのパルスが生成されることを意味する。

幾つかの実施形態において、装置は、患者の呼気中にカニューレからＮＯ２をパージすることができる。幾つかの実施形態において、カニューレは、反応ガスを用いてパージされる。

幾つかの実施形態において、電気ＮＯシステムは、吸気パルス内のＮＯの濃度を変化させ、患者の解剖学的組織の様々な深さに送達される送達ＮＯ濃度を調整することができる。

幾つかの実施形態において、生成することができるＮＯボーラスの長さは、２０ｍｓｅｃ～数秒の範囲である。

一定のＮＯ生成

幾つかの実施形態において、ポータブルＮＯ生成器は、定濃度及び定流量においてＮＯを生成及び送達する。この手法は、簡単であるという利点を有し、定流量は、プラズマチャンバから患者へのＮＯガスの通過時間を最小にする。この手法は、ＮＯ及びＮＯ２の濃度が、換気が不十分な部屋では安全でないレベルに増加する危険性を提示している。幾つかの実施形態において、基地局、充電局、又は全く別個のシステム／装置が、周囲のガスをＮＯｘスクラバに流通させ、部屋内のＮＯ２増大を最小にする。幾つかの実施形態において、ＮＯｘスクラバは活性炭である。

Ｏ２濃縮器

Ｏ２濃縮器は、通常は空気である酸素及び窒素の混合物から開始し、この混合物から患者への送達用の酸素を分離する装置である。多くの場合に、Ｏ２治療とともにＮＯ治療を付随して使用することによって、いずれかの治療を個別に使用するよりも患者の酸素摂取が改善される。酸素濃縮器の仕組みによれば、一酸化窒素生成器及び酸素濃縮器を単一の装置に組み合わせる機会がある。幾つかの実施形態において、最適なＮＯ生成量を得るために、酸素濃縮器はＯ２を５０％に濃縮し、次に、ガスをプラズマに通す。これは、ＮＯ生成量が５０％のＯ２及び５０％のＮ２の化学量論比において最も高いので有利である。

幾つかの実施形態において、Ｏ２濃縮器からのバイパスＮ２流が、プラズマの前に反応ガス流に導入され、プラズマチャンバにおけるＯ２留分を制限し、それによって、ＮＯ生成量を低減し、ＮＯ２の形成を制限する。これは、ＮＯ生成システムが低レベルのＮＯを生成することを可能にすることができる。

幾つかの実施形態において、Ｏ２濃縮器からのバイパスＮ２流が、プラズマの後に生成ガスに導入されてＯ２レベルを希釈し、それによって、ＮＯ２の形成を減少させる。

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成量は、反応ガス内の酸素含有量が増加するにつれて増加し、最大ＮＯ生成量は、５０％のＯ２及び５０％のＮ２の化学量論比において起こる。幾つかの実施形態において、酸素レベルは、プラズマチャンバ内のゼオライトの存在下で反応ガスを圧縮することによって増加される。Ｎ２分子がゼオライトに入り、より高い濃度のＯ２を有するガスがプラズマチャンバ内に残るように、ガスはプラズマチャンバ内で圧縮される。幾つかの実施形態において、プラズマは、反応ガスがゼオライトの存在下で圧縮されると反応ガス内で生成され、それによって、ＮＯ生成量が増加する。幾つかの実施形態において、ゼオライト内のＮＯ及びＮ２は、高酸素濃度ガスとは別々に排出される。幾つかの実施形態において、カニューレのＮＯ管腔が、プラズマチャンバを有する酸素濃縮器を出るＮ２内のＮＯで充填され、それによって、ＮＯ酸化プロセスが低速化される。幾つかの実施形態において、酸素濃縮器のプラズマチャンバを出るＮ２ガス内のＮＯは、カニューレに入る前にＮＯ２をスクラブされる。幾つかの実施形態において、Ｎ２ガス内のＮＯは、カニューレアセンブリの一部であるＮＯ２スクラバを通過する。

幾つかの実施形態において、Ｎ２が反応ガスに再び流入することができ、それによって、Ｏ２レベルを再び低下させ、ＮＯ２の形成量（形成率、形成速度）を減少させることができるように、反応ガスはプラズマ事象後に減圧される。幾つかの実施形態において、反応ガスは、Ｏ２レベルが上昇したチャンバから放出され、その後、プラズマに曝露される。ゼオライト内の窒素は、反応ガスの放出後に、後続のステップにおいて放出される。

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成器は、ゼオライトを使用してＮ２及びＯ２を分離する。過剰なＯ２は、上流側に方向転換され、反応ガスと混合し、Ｎ２対Ｏ２比を改善する。幾つかの実施形態において、ゼオライトはプラズマチャンバ内に配置される。幾つかの実施形態において、ゼオライトは、プラズマチャンバとは別のチャンバ内に配置される。プラズマ形成中の比。チャンバが減圧されると、高濃度Ｏ２は、上流側に方向転換され、反応ガスと混合し、それによって、反応ガス内のＯ２含有量が増加する。この手法の利点は、プラズマチャンバ内に必要とされる圧力がより低いということである。

ガスセンサ

ＮＯ測定

幾つかの実施形態において、導電性インクを使用して、特定のガスセンサ（例えば、ＮＯ、ＮＯ２又はＯ２）が基板上に印刷され、小さなＢｌｕｅｔｏｏｔｈマイクロコントローラを使用して、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈデータビーコンにおいてセンサ値が送信される。幾つかの実施形態において、インクは、フィルタ材（例えばＰｏｒｅｘ）上に印刷され、コインセル電池を有するフレキシブルＰＣ基板にワイヤバインド又はヒートステークされる。フィルタは、近位スクラバ内のガス経路に配置することができる。幾つかの実施形態において、導電性インクが、次の化学物質、すなわち、硫化スズ、グラフェンのうちの１つ以上を含有する。データ伝送は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルに限定されるものではない。加えて又は代わりに、Ａｎｔ＋、Ｚｉｇｂｅｅ、８０２．１４．４、独自のプロトコル等を使用することができる。

幾つかのガスセンサは、サンプル圧力による影響を受ける。幾つかの実施形態において、ガスサンプルの圧力が、ガスセンサ精度を改善するように制御される。これを行う１つの方法は、ガスセンサ圧力センサからのフィードバックに基づいてサンプルポンプの流量を調節することによるものである。

幾つかの実施形態において、ゼロ点（すなわち低校正、又はガスセンサのゼロ点規正用のガス）を周囲空気又は外部供給源から供給することができる。幾つかの実施形態において、周囲空気は、ＮＯ及び／又はＮＯ２を除去するスクラバを通過し、ゼロ校正の精度が改善される。幾つかの実施形態において、ゼロスクラバは、ガスセンサアセンブリの一部である。

ガスセンサが通常の指数関数的な整定時間を有する場合に、その周波数応答は、１次システム（１つの極）としてモデル化することができ、すなわち、その伝達関数はｋ／（ｓ＋ｐ）である。幾つかの実施形態において、ガスセンサからの信号は、逆伝達関数、すなわち同じコーナ周波数におけるゼロを用いて「フィルタリングされ」、全ての周波数において１の一様な利得が得られる。実際には、これは、ノイズを増幅する可能性があり、そのため、別の極が当初のものよりも高い周波数においてガスセンサ信号フィルタに加えられ、そのため、これはより高速に応答することができる。

窒素測定

大気中の酸素は通常２１％であり、大気中の窒素は通常７８％である。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成システムは、酸素レベルの代わりに窒素を測定する。この測定は、反応ガス、生成ガス又は吸入ガスとすることができる。ＮＯ生成のレベルは、反応ガス内のＯ２対Ｎ２の比に依存するので、Ｎ２の測定値は、Ｏ２対Ｎ２比を補償する制御システムへの入力として使用することができる。幾つかの実施形態において、吸入ガス経路内のＮ２レベルは、Ｏ２レベルを示すものとしての役割を果たすことができる。なぜならば、それらは合計すると実際上１００％になるからである。

校正

ＮＯ送達システムの校正は、ユーザの重荷になる可能性がある。幾つかの実施形態において、ＮＯ送達システムは、校正ガスのオンボードガスシリンダ／カートリッジを含む。これは、ガスセンサを通って上記ガスを放出し、自己校正する。オンボード校正ガスカートリッジは、装置の定期的な保守点検中に交換することができる。

ガスサンプリング

ＮＯ生成送達システムは、センサを使用して、生成ガス（プラズマの直後）、スクラブされたガス又は吸入ガスのうちの１つ以上におけるＮＯ及びＮＯ２レベルを監視する。ガスセンサは、時間とともにドリフトする可能性があり、再ゼロ点規正を必要とする。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成装置は、センサのドリフトを定量化することができ、及び／又は、測定オフセットを必要に応じて再ゼロ点規正することができるように、ガスセンサ全体にわたって周囲空気を供給して流す。

ポリマー配管は、ＮＯ２に曝露されているときにＮＯ２分子を吸収することができ、ＮＯ２の供給が中止した後、ＮＯ２分子を放出することができる。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成送達システムは、ＮＯ２が含まれてないガスをセンサゼロ点規正目的で周囲空気から供給することができるように、ステンレス鋼等の金属製配管を使用する。これによって、周囲空気を使用してシステムをフラッシュすることが可能になる。

ユーザインタフェース

幾つかの実施形態において、システムは、病院プロトコルに整合するように、ユーザ選択されたＮＯ目標範囲のデフォルトアラーム制限のカスタマイゼーションを可能にする。幾つかの実施形態において、アラームは、オーディオのオン／オフ、アラームのオン／オフについて完全にカスタマイズ可能である。幾つかの実施形態において、アラームサイレンス継続時間がカスタマイズ可能である。幾つかの実施形態において、アラームライトが安全管理者によって制御される。ＬＥＤの幾つか又は全てが安全管理者によって制御される。これによって、ＧＵＩ障害の場合にアラームが点灯することが保証される。

幾つかの実施形態において、装置は、装置健全性、保守点検記録、メンテナンス記録、使用データを通信する。幾つかの実施形態において、これらのデータは、記録保持及び装置診断のためにクラウドに送信される。データは、装置動作の最適化に使用することができる。

ＮＯ生成システムに関連したユーザインタフェースは、様々な機能を含むことができる。幾つかの実施形態において、ＮＯ送達システムは、バッグモードがアクティブであることを示すアニメーション化された手動呼吸バッグをスクリーン上に含むユーザインタフェースを有する。幾つかの実施形態において、肺アニメーションが、システムによって検出される呼吸と同期される。幾つかの実施形態において、呼吸は、吸気経路内の流量センサを用いて検出される。幾つかの実施形態において、肺アニメーションは、薬物の吸気及び呼気を示すために色を変化させる。

幾つかの実施形態において、プラズマチャンバからフロントパネルへの光導体が、プラズマが動作していることの証拠としてプラズマからの光をユーザに伝達する。

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成送達システムは、フットステップを検出するシューインソールを含む。幾つかの実施形態において、フットステップ情報がＮＯ生成送達装置に転送される。情報は、記録することができ、及び／又は、患者活動に基づいてＮＯ送達アルゴリズムを適合させるのに使用することができる。シューインソールは、フットステップの運動エネルギー（例えば、圧電性結晶の圧縮）からその動作のためのエネルギーを得ることができる。

幾つかの実施形態において、ＮＯ送達生成システムは、心拍数、ＳｐＯ２、活動、呼吸回数、皮膚温度、メトヘモグロビン及び動脈圧のうちの１つ以上を測定する腕時計とインタフェースする。これらの値のうちの１つ以上は、ＮＯ生成アルゴリズムへの入力として使用することができる。幾つかの実施形態において、患者データが、必要に応じて医師のレビュー及び患者のＮＯ投与の調整のためにアップロードされる。

幾つかの実施形態において、生成ガスは、患者への送達前に（プラズマからの熱によって）積極的に温められ及び／又は保温され、患者の快適さを高める。幾つかの実施形態において、生成ガスは、吸入の際に３７℃又はその近くの温度にある。幾つかの実施形態において、酸素は、吸入の際に３７℃又はその近くの温度に温められる。

幾つかの実施形態において、カニューレは、注入前に生成ガス温度を維持する加熱能力を有する。幾つかの実施形態において、カニューレは、注入前に生成ガス温度を維持するために断熱される。

追加のシステムの機能

再利用可能な構成要素の滅菌

ＮＯ及びＮＯ２は、抗菌特性を有する有毒ガスである。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成送達システムの一部分が患者間で再利用される。患者間の相互汚染を防止するために、ＮＯ生成器は、システムによって生成されるＮＯを使用して、システムの幾つかの部分を消毒することができる。幾つかの実施形態において、換気装置カートリッジは、使用の合間にキャップされ、装置は、換気装置カートリッジをＮＯで満たして内部表面を消毒する。幾つかの実施形態において、換気装置カートリッジ内のＮＯは、使用後にガスを排気する前に、ＮＯｘフィルタ及び／又はソーダ石灰を通って換気装置カートリッジの外部にポンプ圧送される。幾つかの実施形態において、換気装置カートリッジキャップが、弁及び／又はＮＯｘスクラブ要素又はＮＯ２スクラブ要素を含む。幾つかの実施形態において、ＮＯ富有ガスが換気装置カートリッジを出て、消毒に十分なＮＯ濃度を確認するためにＮＯ生成装置内のガスセンサを通過する。同様の殺菌手法は、吸気流量センサ、吸気チューブ、加湿器、及びガスサンプリング構成要素等のＮＯ送達システムの他の構成要素についても利用することができる。幾つかの実施形態において、１５０ｐｐｍ～６００ｐｐｍの濃度を有するＮＯを利用して、構成要素が殺菌されるが、幾つかの用途では、更に高い濃度を利用することができる。

幾つかの実施形態において、電気ＮＯ生成装置が、高濃度ＮＯを生成して機器を滅菌するのに使用される。幾つかの実施形態において、医療機器（例えば内視鏡）が滅菌用のチャンバ内に配置される。ＮＯ生成装置は、ＮＯガスをこのチャンバに送達する。幾つかの実施形態において、チャンバを通るＮＯの流量は、病院機器に損傷を与える可能性があるチャンバ内でのＮＯ２形成を最小にするのに十分なものである。チャンバを出たＮＯガスは、ＮＯｘスクラバを通過して大気に排出することもできるし、ハウスバキュームに誘導することもできる。

自己診断（Self-Test：セルフテスト）

幾つかの実施形態において、装置は、自己診断中に１つ以上の放電を生成し、動作パラメータが範囲内にあることを確認する。動作パラメータは、次のもの、すなわち、ピーク電圧、絶縁破壊時間、最大電流、ＲＭＳ絶縁破壊電圧、ピークプラズマ電圧、プラズマ電流、プラズマ電圧とプラズマ電流との間の位相シフト、ＲＭＳプラズマ電圧のうちの１つ以上を含むことができる。

取り付けソリューション

幾つかの実施形態において、コントローラが接続されたときにガス接続を確立して空気及び電力を収容するドッキングステーションが提供される。

ＮＯ生成送達システムの幾つかの実施形態において、図６８に示すようなドッキングステーション１０６０を含めることができ、ＡＣ主幹電源だけでなく、病院ガスサプライ、ハウスバキューム、病院データ（例えばイーサネット）のうちの１つ以上に接続することができる。反応ガス供給は、ドッキングステーション１０６０又はコントローラポンプのいずれかから供給を受けて、反応ガスをプラズマチャンバに誘導することができる。生成ガスは、換気装置又はコントローラ内のバッグ回路のいずれかに誘導することができるので、これは、壁面空気供給をバッグ回路のユニットの前方に接続する必要をなくし、それによって、使用ステップをなくす。ドッキングされ、壁面空気供給に接続されると、ＮＯ装置は、ポンプのノイズなく動作し、これは、患者の睡眠を妨げるのを防止するのに好都合であり得る。この手法は、上流側の圧力を一定に保持することができるので（反応ガスリザーバ内の圧力は、通常、吸気事象中に降下し、圧力ヘッドに変化を引き起こす）、流量が正確になるという利点も提供することができる。移送のために、ユニットは、スタンド、壁マウント又はベッドレールマウントに取り付けることができる機械インタフェースを介してドッキングステーションから簡単にラッチ解除され、電池から動作し、ポンプを用いて反応ガスを供給するように自動的に切り替わる。移送中のノイズ制御に対する期待は、ＮＩＣＵにおけるオーバナイト状況の期待ほど厳密でないものとすることができる。したがって、移送中に反応ガスを供給する動作ポンプは許容可能である。

幾つかの実施形態において、ドッキングステーションは、それ自体を表面に配置するか、壁面に永続的に取り付けるか、又はモバイルスタンドへのインタフェースとしての役割を果たすように構成することができる。

ドッキングステーション上に配置されると、次の接続、すなわち、反応ガス、電力、排気ガス真空、及びデータのうちの１つ以上が確立される。ＮＯ生成装置は、多くの方法によってドッキングステーションを検知し、これらの方法には、電気接続、機械接続、磁石リードスイッチ相互作用、光接続、及び／又は反応ガス圧力の検知が含まれるが、これらに限定されるものではない。ＮＯ生成システムは、ドッキングステーションの存在を検知すると、ドッキングステーションからの反応ガスの供給を自動的に開始することができる。

幾つかの実施形態において、ドッキングステーションは、ＮＯ生成送達装置の電池を充電する電力を提供する。

幾つかの実施形態において、ドッキングステーションは、病院ナースコールシステムへの電気接続を提供する。

幾つかの実施形態において、ドッキングステーションは、病院データネットワーク（イーサネット等）への電気接続を提供する。

幾つかの実施形態において、ドッキングスタンドは、ＲＳ２３２、ＣＡＮ、Ｉ２Ｃ又は他のデジタル通信プロトコルを含むことができる。

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成器及び／又はガスサンプリングシステムからの排気ガスは、ドッキングステーションを通過する。幾つかの実施形態において、ドッキングステーションは、排気ガスを除去するハウスバキュームへの流体連通を提供する。幾つかの実施形態において、ドッキングステーションは、排気ガスを環境に放出する前に清浄にするＮＯ２スクラバ及び／又はＮＯｘスクラバを含む。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成送達装置内のソフトウェアは、ドッキングステーションとの接続を検出し、外部通信を自動的に開始することができる。

ＮＯ生成送達システムの幾つかの実施形態において、ＮＯ生成送達システムのポータブル部分を可能な限り軽く簡素で電力効率のよいものとするために、移送中に必須ではない機能部がドッキングステーションに配置される。幾つかの実施形態において、ドッキングステーションは、グラフィカルユーザインタフェースと、ＡＣ電力変圧器と、Ｏ２、ＮＯ、及びＮＯ２のうちの１つ以上のガス分析器とのうちの１つ以上を含む。

患者の近くにおけるポータブルＮＯ生成送達システムの配置は、可能な限り汎用性のあるものであり且つ使いやすいものであるべきである。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成送達システムの底部は、取り付けアセンブリにラッチすることが可能な幾何形状を有する。幾つかの実施形態において、取り付けプレートが、ＮＯ生成装置の底部に着脱可能に取り付けられ、取り付けアセンブリと機械的に係合する。取り付けアセンブリは、ＮＯ生成器への共通の機械インタフェースを提供する。取り付けアセンブリは、ＮＯ生成器と、ベッドレール、取り付けアーム、回転スタンド、標準的なレール、又はポール等の患者治療エリア内の他の物体との間のインタフェースを提供する。幾つかの実施形態において、取り付けアセンブリとＮＯ生成器との間のラッチメカニズムは、ＮＯ生成器の重量がこのメカニズムに印加されると、ＮＯ生成器と受動的に係合する。このメカニズムを解除してＮＯ生成器を取り付けソリューションから取り外すことは、例えば、ノブを回転させる、ハンドルを握る、又はフットペダルの押下によって行うことができる。

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成送達システムは、システムをベッドレールから吊り下げるハンガを含む。幾つかの実施形態において、装置の背部にあるハンガは、装置の背面内にしまい込むことができるようにヒンジで取り付けられる。幾つかの実施形態において、ハンガは、解放ボタンが押下されたときに、しまい込まれた位置からハンガ位置に回転して出てくるようにばね荷重が印加される。これによって、新たな治療の適用の開始時にＮＯ生成送達装置を取り付けるプロセスを容易にし、短縮することができる。

リモートガス測定

幾つかの実施形態において、ガス分析器は、ＮＯ生成器とは別個の装置である。幾つかの実施形態において、ガス分析器は、ガス供給源からのサンプルガスを測定し、次のもの、すなわち、ＮＯ生成器との有線又は無線による通信、アラームの生成、ガス読み取り情報の提示のうちの１つ以上を行う。ガス分析器の対象ガスへの曝露は、受動的又は能動的に行うことができる。幾つかの実施形態において、ガス分析器は、吸気流と直列又は並列に挿入することができるモジュールからなる。幾つかの実施形態において、この手法は、サンプルライン、ウォータトラップの必要性をなくす。幾つかの実施形態において、ガス分析器は、吸気肢内のガスと流体連通するＮＯ、ＮＯ２及びＯ２の１つ以上のセンサを有する。この手法の１つの利点は、吸気肢からリモートガスセンサベンチへのサンプルガスの通過時間をなくすことによってガスセンサの遅延が低減されることである。別の利点は、より短い通過時間によってＮＯ２形成が少なくなるので、ガスセンサ精度が改善されることである。

幾つかの実施形態において、ガス分析器は、コンパクト且つ軽量であり、単一の患者の使用を対象としたものである。ガスセンサのそれぞれは、ＰＣＢ上に印刷され、電池によって電力供給を受ける。最も簡単な形態では、センサは、ガス測定値を測定し、これらの測定値をＮＯ生成器、換気装置、ＣＰＡＰ機、病院データシステム、ハンドヘルド装置又はこの情報を利用することができる他の装置に無線で通信する。幾つかの実施形態において、ガス分析器からデータを受信した装置は、ガス測定値に基づいてアラームを生成することもできる。

図６９は、リモートガス測定装置１０７０を示している。このリモートガス測定装置は、吸気肢１０７２に組み込まれるコネクタを特徴として有する。この装置は、外部供給源、内部電池、又はそれらの双方から電力を受信する。図示した実施形態は、ＮＯ生成器、医療ガス混合器、ＮＯ送達システム、及び／又は換気装置等の他の治療装置と無線で通信する。幾つかの実施形態において、吸気流量も測定される。ユーザインタフェース１０７４は、ガス濃度のリアルタイム測定値を提供することができる。装置は、ユーザがガスごとに高いアラーム閾値及び低いアラーム閾値を設定することを可能にすることができる。

図６９における装置は、ガスセンサと吸気ガスとの間にある任意選択の膜を示している。この膜は、患者の呼気したガスへの直接の曝露からガスセンサを保護することができる。膜は、液体の水がガスセンサに接触することも防止することができる。幾つかの実施形態において、ガスセンサは、図示するように吸気肢の上方に取り付けられ、液体の水がセンサに接触することを防止する。幾つかの実施形態において、センサチャンバは、センサ上での水の凝結を防止するために温められる。幾つかの実施形態において、センサチャンバは３７℃に温められる。幾つかの実施形態において、センサは、温められる温度において校正される。幾つかの実施形態において、ガスセンサ出力は、ガスセンサチャンバ、ガスセンサ又はそれらの双方の温度に基づいて補償された温度である。

引き続き図６９を参照して、幾つかの実施形態において、ガスセンサハウジングは、下側ハウジングから分離することができる。下側ハウジングは、入力吸気流コネクタ及び出力吸気流コネクタと、ハウジングと、ガスセンサモジュールへのコネクタと、抗菌膜とからなる。抗菌膜によって、吸気流内の吸気ガス及びガス分析器のガスセンサの能動的及び／又は受動的な交換が可能になる。下側ハウジングは、単一患者使用である一方、上側のガスセンサモジュールは、複数の患者に使用することができる。幾つかの実施形態において、患者吸気流内の加圧ガスは、周囲環境に放出される前にガス分析器内のガスセンサを受動的に通過する。幾つかの実施形態において、サンプリングされたガスは、環境に放出される前にＮＯ及び／又はＮＯ２がスクラブされる。

臨床用途

様々な治療をＮＯ生成装置とともに使用することができる。幾つかの実施形態において、ＮＯ生成送達装置は加湿器と組み合わせることができる。

幾つかの実施形態において、ＮＯ生成送達装置は、ＥＴチューブの形態を有する。幾つかの実施形態において、ＥＴチューブは、患者を出入りするＮＯ含有ガスを用いてＮＯを連続的に生成する。幾つかの実施形態において、システムは、吸気ガスが患者に入るときにのみＮＯを生成する。システムは、流量センサを使用して吸入ガスを測定し、それに応じてプラズマを生成することができる。幾つかの実施形態において、装置は、調整可能な周波数及び／又はデューティサイクルにおいて絶えずプラズマをパルス状にする。ユーザは、プラズマ活動を高めて投与量を変化させることができる。

住宅及び／又は病院における幾つかの臨床用途では、短い間隔でＮＯを周期的に吸気することが有利であり得る。幾つかの実施形態において、患者は、８０ｐｐｍを越えるＮＯ濃度を１日に複数回、数分間の間吸気して、肺感染症を治療又は防止する。幾つかの実施形態において、感染を防止するために吸入されるＮＯ濃度の範囲は、１００ｐｐｍ～３００ｐｐｍとすることができる。周期的な投与のためのＮＯ送達手段は、吸入器、移動可能装置、換気装置、酸素濃縮器、及びＮＯタンクを含むが、これらに限定されるものではない。高いＮＯ濃度での治療は、経過時間又はメトヘモグロビンレベル等の臨床パラメータに基づくことができる。幾つかの実施形態において、ＮＯ送達システムは、メトヘモグロビン読み取り値を測定及び／又は受信し、メトヘモグロビンレベルが閾値に達すると、治療を終了する。幾つかの実施形態において、ＮＯ送達システムは、メトヘモグロビンレベルが閾値未満に下がると、ＮＯ送達を再開することができる。

幾つかの臨床用途では、患者は、必要な場合にＮＯを吸気する。例えば、短い歩行後、階段を登った後、患者のＳｐＯ２が低いとき、Ｏ２の必要性が高いときである。幾つかの実施形態において、ＮＯ送達装置は、患者が所定の範囲内の投与量を選択することを許可する。幾つかの実施形態において、ＮＯ送達装置は、患者が或る期間にわたって吸気することができるＮＯの量を制限する。

吸入されるＮＯの様々な臨床用途が病院／臨床環境にも存在する。臨床用途には、早産児の呼吸不全、気管支肺異形成症（乳幼児）、重症肺炎、集中治療室（ＰＣＵ：intensive care unit）又は小児集中治療室（ＰＩＣＵ：pediatric intensive care unit）における呼吸不全、心臓外科、肺高血圧症（ＰＨ：pulmonary hypertension）又は慢性肺高血圧症（例えばＰＡＨ）における急性ｉＮＯ検査、ＵＳＡにおける心臓手術、急性呼吸促迫症候群、心肺機能回復法、腎損傷の心肺バイパス回避法、急性脳卒中及び外傷性脳損傷、並びにＳＴ上昇型急性心筋梗塞（ＳＴＥＭＩ：ST-Elevation myocardial infarction）が含まれるが、これらに限定されるものではない。

幾つかの実施形態において、臨床用途は、換気装置関連肺炎の予防及び／又は治療を含むことができる。ＮＯは、マイコバクテリア感染及びバクテリア感染、例えばシュードモナス菌の嚢胞性線維症（ＣＦ：cystic fibrosis）において現在診査されている抗感染症薬である。これは、換気装置関連肺炎を低減するために長期換気患者とともに使用することができる。

幾つかの実施形態において、臨床用途は、患者にＮＯを周期的に投与して換気装置関連肺炎を防止することを含むことができる。幾つかの実施形態において、ＮＯを生成する換気装置が、患者に周期的に投与を行い、換気装置関連肺炎を防止する。

幾つかの実施形態において、臨床用途は、肺塞栓症を含む急性右心不全（様々な病因）を含むことができる。本用途では、ＮＯは肺抵抗を減少させ、それによって、右心の負担を軽減する。

幾つかの実施形態において、臨床用途は、ヘモグロビン酸素担体及び保存血液を用いた投与を含むことができる。ヘモグロビンベースの酸素担体（ＨＢＯＣ：hemoglobin based oxygen carrier）又はヘモグロビンベースの酸素運搬（ＨＢＯＣ：hemoglobin based oxygen carrying）ソリューションは、ＮＯの掃気と、ｉＮＯによって抑制される全身血管収縮及び肺血管収縮とを引き起こす可能性がある。溶血血液は、ＮＯを掃気し、全身血管収縮及び肺血管収縮をもたらす。

移動可能環境においても、吸入されるＮＯの様々な臨床用途が存在し、以下のものが含まれる。
・ＷＨＯグループ１ ＰＡＨ － サブタイプ、例えば突発性、家族性等の可能性、小児ＰＡＨ、及び妊娠中のＰＡＨ（ＰＡＨ薬物からの毒性を回避する）
・ＷＨＯグループ２ ＰＡＨ － 左心不全を有する選択された十分に制御された患者（肺水腫の危険性）、並びに右心疾患（ＲＨＤ：right heart disease）及び肺高血圧症（ＰＨ）を有するＬＶＡＤレシピエント（Ｏｒｐｈａｎ）
・ＷＨＯグループ３ ＰＨ － ＰＨ－ＩＬＤ又はサブタイプＩＬＤ、例えばＩＰＦ、ＣＴ関連ＩＬＤ、ｃＨＰ等、ＰＨ－ＣＯＰＤ、及び気腫合併肺線維症（ＣＰＦＥ：Combined pulmonary fibrosis emphysema）
・ＷＨＯグループ４ 慢性血栓塞栓性ＰＨ（ＣＴＥＰＨ：Chronic Thromboembolic PH） － 右心疾患（ＲＨＤ）の改善
・サルコイドーシス
・右心機能不全、様々な病因 － 肺高血圧症（ＰＨ）がない場合における後負荷軽減、及び病因は虚血性心疾患、弁膜症等を含む。
・嚢胞性線維症、例えばシュードモナス菌、バークホルデリアセパシア（B. Cepacia）、ＮＴＭ、多剤耐性結核、非結核性マイコバクテリア（ＮＴＭ：Non-tuberculous mycobacterial）感染等の感染症、及び気管支拡張症
・肺移植及び／又は心臓移植へのブリッジ － 肺高血圧症（ＰＨ）、酸素化、ＲＶＤ等への対処
・肺移植及び／又は心臓移植後 － 肺血管抵抗を低下させ、バクテリア感染の予防に寄与する
・高高度医療 － 高山病、高高度肺水腫（ＨＡＰＥ：High altitude pulmonary edema）に対処し、低酸素肺血管収縮を低減する
・気道障害、心肺機能回復法／ショック、及び飛行中を含む高高度疾患等の戦場の用途
・心肺機能回復法 － 心拍出量（圧縮）を増加させる肺血管収縮に起因した急性ＰＨを無効にする
・合併症を予防するために保存血液又はヘモグロビン酸素担体を用いた臨床用途
・合併症を予防するために心肺バイパス中における臨床用途
・ヘパリンの使用を低減するためにＥＣＭＯを用いた臨床用途。

本明細書で言及した全ての刊行物、特許出願及び特許は、各々の刊行物又は特許が詳細にかつ個々に参照により引用されると示されているかのように、その内容全体が引用することによって本明細書の一部をなすものとする。２０１８年２月２７日付けで出願された米国出願第１５／９０７，２４１号、２０１９年４月１８日付けで出願された米国出願第１６／３８８，４６４号、２０１９年１１月２７日付けで出願された米国出願第１６／６９７，４９８号、２０１８年２月２７日付けで出願された米国出願第１５／９０７，２５８号、２０１９年３月２５日付けで出願された米国出願第１６／３６３，５０５号、及び２０１９年１２月２１日付けで出願された米国出願第１６／７２４，２３３号が参照される。これらの米国出願は、それらの全体が引用することによって本明細書の一部をなすものとする。

上記に開示した特徴及び機能、並びに他の特徴及び機能、又はそれらの代替形態のうちの幾つかは、多くの他の種々のシステム又は用途へと望ましく結びつけられ得ることが認識されるであろう。したがって、本件における様々なここで予見も予測もされていない代替形態、変更形態、変化形態又は改良形態を当業者によって行うことが可能であり、これらは、添付の特許請求の範囲に含まれることも意図されるものとする。

Claims (19)

1. 一酸化窒素（ＮＯ）生成システムであって、
   反応ガスの流れからＮＯを含有する生成ガスを生成するように構成される少なくとも１つの電極対と、
   複数の離散的デューティサイクルから選択されるプラズマパルスのデューティサイクル値を利用して、前記複数の離散的デューティサイクルのそれぞれに関連した離散的生成量の平均に基づいて目標のＮＯ生成量を生成することによって、前記少なくとも１つの電極対によって生成される前記生成ガス内の前記一酸化窒素の量を調節するように構成されるコントローラと
   を備えるＮＯ生成システム。
2. 離散的デューティサイクルの各反復に使用される前記離散的生成量の平均は、前記離散的生成量の前記平均が時間とともに前記目標のＮＯ生成量に近づくように、分解能を改善する、請求項１に記載のＮＯ生成システム。
3. 前記少なくとも１つの電極対に送信される各パルスについて、前記コントローラは、前記目標のＮＯ生成量が以前のパルスからの実際の生成量を越えている場合に、より高いデューティサイクルを利用する、請求項２に記載のＮＯ生成システム。
4. 前記少なくとも１つの電極対に送信される各パルスについて、前記コントローラは、前記目標のＮＯ生成量が以前のパルスからの実際の生成量よりも少ない場合に、より低いデューティサイクルを利用する、請求項２に記載のＮＯ生成システム。
5. 前記システムにおける周波数は一定である、請求項１に記載のＮＯ生成システム。
6. 前記デューティサイクルは、０％～１００％に変動することができる、請求項１に記載のＮＯ生成システム。
7. 一酸化窒素（ＮＯ）生成システムであって、
   反応ガスの流れからＮＯを含有する生成ガスを生成するように構成される少なくとも１つの電極対と、
   前記電極に関連したプラズマパルスの間の時間に関して前記電極への電流を変化させることによって、前記少なくとも１つの電極対によって生成される前記生成ガス内の前記一酸化窒素の量を調節するように構成されるコントローラと
   を備えるＮＯ生成システム。
8. 前記電流の変化は、前記プラズマパルスのデューティサイクルに紐付けされる、請求項７に記載のＮＯ生成システム。
9. 前記電流は、該電流が前記プラズマパルスのデューティサイクルの開始時に初期電流であり、前記デューティサイクルに沿って増加するように、前記プラズマパルスの間の時間に対して増加するように構成される、請求項７に記載のＮＯ生成システム。
10. より長いデューティサイクルは、該デューティサイクルの終了時により高い電流をもたらす、請求項９に記載のＮＯ生成システム。
11. より低い電流が、前記電極間の小さなギャップに関連付けられ、小さなギャップ領域における腐食から前記電極を保護するように構成される、請求項７に記載のＮＯ生成システム。
12. 前記電流は、時間とともに増加して、前記電極対の間の大きな電極ギャップにおいて生成量を増加させるように構成される、請求項７に記載のＮＯ生成システム。
13. 一酸化窒素（ＮＯ）を生成する方法であって、
    目標のＮＯ生成量を特定することと、
    電極に関連した各プラズマパルスの間の時間に関する前記電極への電流と、複数の離散的デューティサイクルのそれぞれに関連した離散的生成量の平均に基づいて目標のＮＯ生成量を生成するように前記複数の離散的デューティサイクルから選択される前記プラズマパルスのデューティサイクル値との少なくとも一方を変化させることによって、複数のプラズマパルスにわたって実際のＮＯ生成量を生成するように前記ＮＯ生成量を制御することと、
    前記実際のＮＯ生成量と前記目標のＮＯ生成量との比較に基づいて後続のプラズマパルスを調整することと
    を含む方法。
14. 少なくとも１つの電極対に送られる後続の各プラズマパルスについて、前記コントローラは、前記目標のＮＯ生成量が以前のプラズマパルスからの前記実際のＮＯ生成量を越えている場合に、より高いデューティサイクルを利用する、請求項１３に記載のＮＯを生成する方法。
15. 少なくとも１つの電極対に送られる後続の各プラズマパルスについて、前記コントローラは、前記目標のＮＯ生成量が以前のプラズマパルスからの前記実際のＮＯ生成量よりも少ない場合に、より低いデューティサイクルを利用する、請求項１３に記載のＮＯを生成する方法。
16. 前記電流の変化は、各プラズマパルスのデューティサイクルの関数である、請求項１３に記載のＮＯを生成する方法。
17. 前記システムにおける周波数は一定である、請求項１３に記載のＮＯを生成する方法。
18. 前記電流及び前記デューティサイクルの双方を変化させることは、低い投与量のＮＯ生成量の生成を可能にする、請求項１３に記載のＮＯを生成する方法。
19. 前記電流の変化は、各プラズマパルスのデューティサイクル内の前記経過時間の関数である、請求項１３に記載のＮＯを生成する方法。
    

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