JP6948436B2 - 酸化窒素を生成するためのシステムおよび方法 - Google Patents

酸化窒素を生成するためのシステムおよび方法 Download PDF

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Description

関連出願
本願は、２０１７年２月２７日に出願された米国仮出願第６２／４６３，９４３号、２
０１７年２月２７日に出願された米国仮出願第６２／４６３，９５６号、２０１７年５月
２２日に出願された米国仮出願第６２／５０９，３９４号、２０１７年９月１日に出願さ
れた米国仮出願第６２／５５３，５７２号、２０１７年１０月１８日に出願された米国仮
出願第６２／５７４，１７３号、および２０１８年１月７日に出願された米国仮出願第６
２／６１４，４９２号の利益およびそれらに対する優先権を主張するものであり、各出願
の内容は全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、換気装置と併用するための酸化窒素を生成するためのシステムおよび方法に
関する。
酸化窒素は、疾患、特に心臓および呼吸器系の病気を治療するために多数の方式で有用
であることが判明している。ＮＯを生産し、そのＮＯガスを患者に送達するための従来の
システムには多数の不都合点がある。例えば、タンクを利用するシステムは、高濃度およ
び高圧力にあるＮＯガスの大型のタンクを必要とした。このシステムを使用する治療が一
時停止されると、回路中のＮＯが停滞してＮＯ２に変換し、ユーザが手動換気を再開する
前に手動換気回路をパージすることが必要となる。ＮＯ２またはＮ２Ｏ４からＮＯを合成
するには、有毒化学物質を扱う必要がある。これまでの電気生成システムは、患者に送達
される、または送達チューブを通じて送り込まれることになる空気の主流中でプラズマを
生成することを伴う。
また、現在のシステムの校正も、ユーザが校正用ガスを含有している高圧ガスキャニス
タをシステムに接続する必要があるため、難しい可能性がある。校正用ガスは、典型的に
は、ＮＯ、ＮＯ２、およびＯ２を含む。一度に１つの濃度および１種類のガスごとに、ガ
スをセンサチャンバに流して既知の入力を得る。この手動の校正は、熟練者で略１５分以
上の時間がかかる可能性がある。タンクを利用したシステムが流動するとき、システムは
高濃度（およそ８００ｐｐｍ）のＮＯを換気システム中に放出する。タンクを利用したシ
ステムによる治療が一時停止されると、手動回路（アンビュー（Ａｍｂｕ）バッグまたは
同等のもの）内のＮＯが停滞してＮＯに変換し、ユーザが手動換気を再開する前に手動換
気回路をパージすることが必要となる。
本開示は、様々な換気装置と併用するための酸化窒素生成のシステム、方法、および装
置を対象とする。いくつかの実施形態では、酸化窒素生成システムは、１つまたは複数の
プラズマチャンバであって、該１つまたは複数のプラズマチャンバを通る反応ガスの流れ
を使用して酸化窒素を含有する生成ガスを生成するように構成された１つまたは複数の電
極を各々が含む、１つまたは複数のプラズマチャンバを含む。制御装置が、１つまたは複
数のパラメータを制御アルゴリズムへの入力として使用して、１つまたは複数のプラズマ
チャンバ内の１つまたは複数の電極によって生成ガス中に生成される酸化窒素の量を調節
するように構成され、１つまたは複数のパラメータの少なくとも１つは、１つまたは複数
のプラズマチャンバに入る反応ガスの流量に関係する。反応ガス源が、１つまたは複数の
プラズマチャンバに瞬間的な高圧反応ガスを提供するように構成される。流量制御装置が
、反応ガス源と１つまたは複数のプラズマチャンバとの間に配置され、生成ガスが流れ込
む医療用ガスに関連する測定値に基づいて、反応ガス源から反応ガスの制御された継続的
な可変流を提供するように構成される。１つまたは複数の捕集経路が、１つまたは複数の
プラズマチャンバによって生成された生成ガスからＮＯ２を除去するように構成される。
組み合わせられた生成ガスおよび医療用ガス中のＮＯの濃度が目標値である。
いくつかの実施形態では、医療用ガスに関連する測定値は、１つまたは複数のプラズマ
チャンバを通る反応ガスの空気流が医療用ガスの流量に比例するような、中間ガスの流量
である。
いくつかの実施形態では、反応ガス源がリザーバの形態である。いくつかの実施形態で
は、反応ガス源がポンプの形態である。いくつかの実施形態では、流量制御装置が、１つ
または複数の比例弁、１つまたは複数のデジタル弁、および少なくとも１つの比例弁と少
なくとも１つのデジタル弁との組合せから成る群から選択される。いくつかの実施形態で
は、システムは、１つまたは複数の捕集経路からＮＯ濃縮空気を受け取るように配置され
、ＮＯ濃縮空気をフィルタリングするように構成された１つまたは複数のフィルタも含む
。いくつかの実施形態では、システムは、高電圧回路への入力として継続的でカスタマイ
ズ可能な制御ＡＣ波形を生成するデジタル信号プロセッサも含む。デジタル信号プロセッ
サは、ＡＣ波形の周波数およびデューティサイクルを制御することによってＡＣ波形の形
状を制御するように構成される。
いくつかの実施形態では、酸化窒素生成システムが、１つまたは複数のプラズマチャン
バであって、該１つまたは複数のプラズマチャンバを通る反応ガスの流れを使用して酸化
窒素を含有する生成ガスを生成するように構成された１つまたは複数の電極を各々が含む
、１つまたは複数のプラズマチャンバを備える。制御装置が、１つまたは複数のパラメー
タを制御アルゴリズムへの入力として使用して、１つまたは複数のプラズマチャンバ内の
１つまたは複数の電極によって生成ガス中に生成される酸化窒素の量を調節するように構
成され、１つまたは複数のパラメータの少なくとも１つは、１つまたは複数のプラズマチ
ャンバに入る反応ガスの流量に関係する。反応ガス源が、１つまたは複数のプラズマチャ
ンバに瞬間的な高圧反応ガスを提供するように構成される。流量制御装置が、反応ガス源
と１つまたは複数のプラズマチャンバとの間に配置され、生成ガスが流れ込む医療用ガス
に関連する測定値に基づいて、反応ガス源から反応ガスの制御された継続的な可変流を提
供するように構成される。組み合わせられた生成ガスおよび医療用ガス中のＮＯの濃度が
目標値である。
いくつかの実施形態では、システムは、１つまたは複数のプラズマチャンバによって生
成された生成ガスからＮＯ２を除去するように構成された１つまたは複数の捕集経路も含
む。いくつかの実施形態では、反応ガス源がリザーバの形態である。いくつかの実施形態
では、反応ガス源がポンプの形態である。
いくつかの実施形態では、酸化窒素生成システムが、１つまたは複数のプラズマチャン
バであって、該１つまたは複数のプラズマチャンバを通る反応ガスの流れを使用して酸化
窒素を含有する生成ガスを生成するように構成された１つまたは複数の電極を各々が含む
、１つまたは複数のプラズマチャンバを備える。制御装置が、１つまたは複数の入力パラ
メータを用いて、制御アルゴリズムに基づいて、１つまたは複数のプラズマチャンバに入
る反応ガスの流量、および、１つまたは複数のプラズマチャンバにおけるプラズマ電力、
のうちの少なくとも１つまたは複数を変動させることにより、１つまたは複数のプラズマ
チャンバ内の１つまたは複数の電極によって生成ガス中に生成される酸化窒素の量を調節
するように構成される。反応ガス源が、１つまたは複数のプラズマチャンバに瞬間的な高
圧反応ガスを提供するように構成される。流量制御装置が、反応ガス源と１つまたは複数
のプラズマチャンバとの間に配置され、生成ガスが流れ込む医療用ガスに関連する測定値
に基づいて、反応ガス源から反応ガスの制御された継続的な可変流を提供するように構成
される。組み合わせられた生成ガスおよび医療用ガス中のＮＯの濃度が目標値である。
いくつかの実施形態では、制御アルゴリズムの入力パラメータは、併用治療パラメータ
、患者パラメータ、周囲環境パラメータ、装置パラメータ、およびＮＯ治療パラメータか
ら成る群から選択される。いくつかの実施形態では、併用治療パラメータが、ＮＯ生成シ
ステムと共に使用されている１つまたは複数の装置に関係する、流量、圧力、ガス温度、
ガス湿度情報を含む。いくつかの実施形態では、患者パラメータが、吸気流量、ＳｐＯ２
、呼吸検出、１回呼吸量、分時体積、または呼気ＮＯ２を含む。いくつかの実施形態では
、周囲環境パラメータが、周囲温度、周囲圧力、周囲湿度、周囲ＮＯ、または周囲ＮＯ２
を含む。いくつかの実施形態では、装置パラメータが、プラズマチャンバ圧力、プラズマ
チャンバ流量、プラズマチャンバ温度、プラズマチャンバ湿度、電極温度、電極タイプ、
または電極間隙を含む。いくつかの実施形態では、ＮＯ治療パラメータが、目標ＮＯ濃度
、表示ＮＯ濃度、または表示ＮＯ２濃度を含む。
いくつかの実施形態では、システムは、１つまたは複数のプラズマチャンバによって生
成された生成ガスからＮＯ２を除去するように構成された１つまたは複数の捕集経路も含
む。いくつかの実施形態では、反応ガス源がリザーバの形態である。
生成ガス中でＮＯを生成する方法も提供され、この方法は、酸化窒素を含有している１
つまたは複数の電極を各々が含む１つまたは複数のプラズマチャンバを使用し、この１つ
または複数のプラズマチャンバを通る反応ガスの流れを使用して、生成ガスを生成するス
テップと、生成ガス中で生成されるＮＯの量を、１つまたは複数のプラズマチャンバ内の
１つまたは複数の電極と共に制御装置を使用して、１つまたは複数のパラメータを制御ア
ルゴリズムへの入力として使用することによって調節するステップとを含む。１つまたは
複数のパラメータの少なくとも１つは、１つまたは複数のプラズマチャンバに入る反応ガ
スの流量に関係する。また、方法は、反応ガス源から瞬間的な高圧反応ガスを１つまたは
複数のプラズマチャンバに提供するステップも含む。また、方法は、反応ガス源と１つま
たは複数のプラズマチャンバとの間に配置された流量制御装置を使用して、生成ガスが流
入する医療用ガスに関連する測定値に基づいて、反応ガス源から反応ガスの制御された継
続的な可変流を提供するステップも含む。１つまたは複数の捕集経路が、１つまたは複数
のプラズマチャンバによって生成された生成ガスからＮＯ２を除去する。組み合わせられ
た生成ガスおよび医療用ガス中のＮＯの濃度が目標値である。
いくつかの実施形態では、呼吸ガス送達装置を通じて送達される酸化窒素を生産するよ
うに構成されたカートリッジを備えた、酸化窒素を生成するためのシステムが提供される
。カートリッジは、反応ガスを受け取るための入口と、反応ガスから酸化窒素を生産する
ように構成された１つまたは複数のプラズマチャンバと、酸化窒素を呼吸ガス送達装置に
送達するための出口とを含む。制御装置が、カートリッジからフィードバックを受け取る
ように構成され、それにより、制御装置は、プラズマチャンバガスの流量と、プラズマチ
ャンバ内のプラズマ活動の継続時間または強度とを調整することにより、カートリッジに
よる酸化窒素の生産を調節することができる。いくつかの実施形態では、カートリッジは
プラズマチャンバを含まない。
いくつかの実施形態では、カートリッジは、１つまたは複数のプラズマチャンバと出口
との間に結合された１つまたは複数の捕集器も含むことができ、この１つまたは複数の捕
集器（浄化器）は、生成された酸化窒素からＮＯ２を除去するように構成され得る。１つ
または複数の捕集器は、同じ長さまたは異なる長さにすることができる。異なる長さは、
各捕集器の目的が異なる場合に望ましい可能性がある。異なる用途には、新生児の換気、
成人の換気、フェイスマスク治療、バッグを用いた手動呼吸が含まれ得る。いくつかの実
施形態では、カートリッジは、既知の量のＮＯおよびＮＯ２出力を１つまたは複数のセン
サに誘導する校正カートリッジである。一実施形態では、反応ガスは大気である。
いくつかの実施形態では、制御装置は、カートリッジおよび／または患者吸気回路内の
酸化窒素濃度を検知するように構成された１つまたは複数のセンサも含むことができ、そ
れにより、１つまたは複数のセンサからのフィードバックに基づいて酸化窒素生産が調整
されることが可能となる。一実施形態では、制御装置は、第１のプラズマチャンバ内のプ
ラズマ活動のデューティサイクルを、酸化窒素の送達を可能にする第１のデューティサイ
クルに制御し、第２のプラズマチャンバ内のプラズマ活動のデューティサイクルを第２の
デューティサイクルに制御するように構成される。第２のデューティサイクルは第１のデ
ューティサイクルよりも小さく、第１のプラズマチャンバに対するバックアッププラズマ
チャンバとしての第２のプラズマチャンバの可用性を調べるために、第２のプラズマチャ
ンバ内のプラズマ活動が使用される。いくつかの実施形態では、第１のプラズマチャンバ
および第２のプラズマチャンバを交互に使用して、使用可能なバックアップを保持しつつ
も両チャンバの摩耗を均等にする。
いくつかの実施形態では、１つまたは複数のプラズマチャンバは、１つまたは複数の換
気装置への同時の酸化窒素の送達を可能にする。１つまたは複数の換気装置は、自動換気
装置および手動換気装置を含むことができる。一実施形態では、１つまたは複数のプラズ
マチャンバは、１つまたは複数のプラズマチャンバの１つで障害が発生した場合に継続的
な酸化窒素送達を可能にするための冗長性を可能にする。いくつかの実施形態では、両方
のプラズマチャンバを連携的に使用して、最大投与量のＮＯを送達する。いくつかの実施
形態では、一方のプラズマチャンバは、患者にＮＯを送達するために使用され、他方のプ
ラズマチャンバは、機能性を確認するためにセンサバンクにＮＯを送達する。
いくつかの実施形態では、呼吸ガス送達装置を通じて送達される酸化窒素を送達するよ
うに構成されたカートリッジを備えた、酸化窒素を生成するためのシステムが提供される
。カートリッジは、反応ガスを受け取るための入口と、酸化窒素を呼吸ガス送達装置に送
達するための出口とを含む。制御装置が、反応ガスから酸化窒素を生産するように構成さ
れた１つまたは複数のプラズマチャンバを含む。制御装置は、カートリッジから制御入力
を受け取るように構成され、それにより、制御装置は、プラズマチャンバガスの流量と、
プラズマチャンバ内のプラズマ活動の継続時間とを調整することによって、酸化窒素の生
産を調節することができる。一実施形態では、制御入力は、カートリッジ内の吸気ガスの
流量測定値の形態である。別の実施形態では、制御入力は、カートリッジ内の吸気ガスの
圧力測定値の形態である。
いくつかの実施形態では、カートリッジは、プラズマチャンバからの流れを制御装置内
のシステムガス分析センサに誘導するように構成された自己テスト（校正）カートリッジ
である。いくつかの実施形態では、カートリッジは、生成された酸化窒素からＮＯ２を除
去するように構成された１つまたは複数の捕集器を含む捕集カートリッジである。１つま
たは複数の捕集器は、２次元のスイッチバック状または迷路状の構成で垂直面に配向する
ことができる。この手法は、生成ガスが捕集材のくぼみの中へ落ち込み、すべてのガスが
捕集材と接触することを保証するという点で利益を提供する。
いくつかの実施形態では、制御装置はカートリッジと通信するように構成され、それに
より、制御装置はカートリッジに関する情報にアクセスすることができ、この情報は、カ
ートリッジの有効期限またはカートリッジタイプもしくは一意のＩＤである。制御装置は
、カートリッジタイプに関するカートリッジからの情報を利用してＮＯ生産を制御するこ
とができる。
いくつかの実施形態では、ＮＯ生成システムが、プラズマチャンバを通る空気の流量を
変動させることができる。一実施形態では、ＮＯ生成システムが、空気ポンプを使用して
、ＮＯ２で汚染された空気を患者から離れる方へ引き抜いて、ラインを清浄にすることが
できる。いくつかの実施形態では、ＮＯ生成システムが酸素濃縮器膜技術を使用してプラ
ズマチャンバ内のガスのＯ２含有量を増大させ、それによりＮＯ生産効率を増大させる。
いくつかの実施形態では、ＮＯ生成システムが、酸素濃縮器技術を使用して、ＮＯを含有
しているプラズマ後ガスストリーム中のＯ２濃度を低減させることによりＮＯ２形成率を
低減させる。いくつかの実施形態では、ＮＯ生成システムが、吸気流ＩＮおよび吸気流Ｏ
ＵＴ接続を有するが、吸気流内でのＮＯの生成は行わない。一実施形態では、ＮＯ生成シ
ステムが、２つ以上の独立したＮＯ治療、例えば人工呼吸器回路と手動換気装置を同時に
支援することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＯ生成システムは警報があってもＮＯ生成を続ける。いく
つかの実施形態では、ＮＯ生成システムが、プラズマ活動を監視し、プラズマ活動を１つ
のプラズマチャンバから別のプラズマチャンバに切り替えることができるウォッチドッグ
回路を含む。
いくつかの実施形態では、ＮＯ生成システムは、２つの制御装置が、治療およびシステ
ム情報を一方の制御装置から他方の制御装置に転送するために、例えば直接通信すること
を可能にする無線通信能力を含む。別の実施形態では、ＮＯ生成システムが、インターネ
ットまたはクラウドネットワークを通じて間接的に通信して情報を転送することができる
。
いくつかの実施形態では、ＮＯ生成システムが、吸気空気流量、吸気空気圧力、吸気空
気湿度、周囲温度、周囲圧力、プラズマチャンバ圧力、および／または湿度、の１つまた
は複数をプラズマ制御アルゴリズムへの入力として使用する。一実施形態では、ＮＯ生成
システムが、共振回路のパルス幅変調を使用してＮＯ生産を変動させる。いくつかの実施
形態では、ＮＯ生成システムは、プラズマチャンバから出るＮＯの一定の濃度を維持する
ために、空気流およびプラズマパラメータ（例えば、パルスデューティサイクル、パルス
周波数、またはバーストデューティサイクル、バースト周波数、バースト継続時間、およ
び／もしくはパルス電力）を変更する。いくつかの実施形態では、ＮＯ生成システムは、
患者への主空気流（例えば人工呼吸器気流）中でＮＯの一定の濃度を維持するために、空
気流およびプラズマパラメータ（パルス幅、周波数、または電力）を変更する。
いくつかの実施形態では、ＮＯ生成システムが、プラズマチャンバのガス出力を使用し
て、ＮＯおよびＮＯ２が生成されていることを自己チェックする。いくつかの実施形態で
は、ＮＯ生成システムが自己テスト（校正）カートリッジを含み、カートリッジは、挿入
されると、ＮＯセンサおよびＮＯ２センサに対する自己校正プロセスを可能にする、また
は開始する。いくつかの実施形態では、校正カートリッジは、校正カートリッジからガス
センサへと流れを分流させることができる。いくつかの実施形態では、ＮＯ生成システム
が、センサの自己校正のための一体化された校正経路を含む。
いくつかの実施形態では、ＮＯ生成システムが、臨床使用を許可するのに先立ってカー
トリッジの有効期限（貯蔵寿命）をチェックする、またはカートリッジが予めシステムに
挿入されているか否かをチェックすることができるモードを有する。いくつかの実施形態
では、ＮＯ生成システムは、起動されたとき、カートリッジが取り外されたとき、および
システムがスリープモードから再開したときに、カートリッジチェックモードに入ること
ができる。
いくつかの実施形態では、ユーザが、同じシステムから一度に２つ以上の治療に、例え
ば同時の手動換気と自動換気に、ＮＯを誘導できることを望む。異なる流量およびＮＯ濃
度を用いて両方のモードを同時に支援するために、いくつかの実施形態では、２つ以上の
捕集経路を備えたＮＯ生成システム使い捨てカートリッジがある。冗長な捕集経路を含む
システムは、システムが複数の異なる治療方法を異なるＮＯ濃度で支援することを可能に
する。
一実施形態では、ＮＯ２捕集器が、ソーダ石灰材料の粒子から構成される。この材料は
もろく、運搬中に破砕する可能性があり、よって、気流から捕集器微粒子を除去するため
に物理的フィルタ（化学捕集器と混同すべきでない）が必要とされる。図８６に示す実施
形態では、捕集経路は、ソーダ石灰粒子を捕捉するための、流路に沿って間隔を空けた複
数の粒子フィルタを有する。この設計は、任意の１つのフィルタに溜まり得る粒子の量を
制限する。
使い捨てカートリッジが収納されて顧客に配送される場合、運搬中の振動によって捕集
材が沈下し、捕集材との接触を必要としないガス経路がカートリッジを通って生じる恐れ
がある。いくつかの実施形態では、振動の後および／またはカートリッジが垂直に対して
傾けられたときに、ガスが捕集材と接触することができる。いくつかの実施形態では、ガ
スは、運搬による振動の後、捕集材を通って流れることができる。
一実施形態では、カートリッジは、ユーザが捕集材のみを交換することを可能にする再
使用可能ハウジングを有することができる。一実施形態では、カートリッジは、患者の吸
気流からカートリッジへの戻り流を防止するための１つまたは複数の出口弁を有すること
ができる。
一実施形態では、ＮＯ生成システムが、貴金属／合金パッドに接続された低コスト材料
から構成される複合電極を含む。一実施形態では、サービスとサービスの間の平均時間を
延ばす目的で、一度に１つずつ使用される電極対の配列を含むＮＯ生成システムを使用す
ることができる。一実施形態では、電極は、直列に消耗され得るか、または摩耗を均等に
し、温度を低下させるために周期的パターンで使用され得る。
ＮＯ生産を制御するには様々な方式がある。いくつかの実施形態では、入力と共に参照
テーブルを使用することによってプラズマパラメータを決定するＮＯ生成システムを使用
することができ、入力は、目標吸息ＮＯ濃度、カートリッジタイプ、吸気空気流量、吸気
空気温度、吸気空気湿度、吸気空気圧力、周囲温度、プラズマチャンバ圧力、プラズマチ
ャンバガス流量、周囲圧力、周囲湿度、空気リザーバ圧力、測定された吸気Ｏ２、吸気Ｏ
２限界、反応ガスＯ２レベル、および人工呼吸器吸気ライン内の測定ＮＯ値、のうちの１
つまたは複数である。いくつかの実施形態では、周囲空気を引き込み、前記空気をプラズ
マ中に送り込み、前記空気を捕集およびフィルタリングしてから患者への２次空気流と合
流させる、ＮＯ生産システムを使用することができる。一実施形態では、オフ時に流れを
遮断して患者吸気流中に漏れを生じさせるのを防止するポンプを使用する、ＮＯ生成シス
テムを使用することができる。いくつかの実施形態では、ＮＯ生成がオフであるときに流
れを遮断して患者吸気流中に漏れを生じさせるのを防止するために弁を使用する、ＮＯ生
成システムを使用することができる。
一実施形態では、ＮＯ生成システムは、周囲空気を引き込み、前記空気をプラズマに通
して送り込み、前記空気を捕集およびフィルタリングしてから患者への２次空気流と合流
させる。１つの実施形態では、ＮＯ含有空気は、捕集器の前および後にフィルタリングさ
れる。
一実施形態では、ＮＯ生成システムは、患者の手動換気が完了するとプラズマをオフに
するが、設定された時間またはポンプ回転数にわたってガスポンプを作動させ続けて、Ｎ
ＯおよびＮＯ２の一方または複数の手動換気装置をパージすることができる。別の実施形
態では、システムは、ラインを吸引して、患者から離れる方へラインを清浄にする。上記
時間および／またはポンプ回転数は、ＮＯの人工呼吸器回路を浄化するために移動される
必要のある空気の体積に基づいて決定される。よって、空気はＮＯ生成を行わずに送り込
むことができ、空気は、治療が停止または一時停止されたときにはいつでもポンプを停止
する前に送り込むことができる。一実施形態では、ポンプは、それぞれのセンサによって
示されるＮＯレベルおよびＮＯ２レベルの一方または複数が許容可能レベルになるまで作
動し続けることができる。
一実施形態では、患者吸気気流内でプラズマを生成するＮＯ生成システムが提供される
。装置は、吸気空気内のＯ２レベルを測定し、それに応じてプラズマパラメータを変動さ
せて、吸気空気中で特定のＮＯ濃度プロファイルを維持する。一実施形態では、複数の患
者に使用できる、交換可能な電極を備えたＮＯ生成システムが提供される。
一実施形態では、１つまたは複数の取外し可能カートリッジを備えたＮＯ生成システム
が提供され、この取外し可能カートリッジは、以下の機能、すなわち、ハウジング、流入
プラズマ空気フィルタ、人工呼吸器流入口、人工呼吸器流導管、人工呼吸器流出口、流入
空気捕集材、筐体空気フィルタ、プラズマチャンバ、電極アセンブリ、空気ポンプ、人工
呼吸器流測定、手動換気装置流入口、手動換気装置流出口、手動換気回路流測定、手動／
バックアップセレクタ、サンプルライン接続、水トラップ、水トラップ排水路、二重ＮＯ
２捕集経路、出口逆止弁、出口フィルタ、およびメモリデバイス、の１つまたは複数を含
んでいる。
一実施形態では、バックアッププラズマ生成器の可用性を周期的にチェックする冗長な
プラズマ生成を含むＮＯ生成システムが提供される。一実施形態では、ＮＯ生成システム
は、電極対、ヒートシンク、およびガス通路から構成される電極アセンブリを備えている
。電極アセンブリは、止まり孔（ガス導入および除去のための単一の開口）から成るガス
通路を有することができる。いくつかの実施形態では、電極アセンブリは、ＨＶ電極アセ
ンブリによって生成される広帯域放出を低減させるのに充分な空気流を備えたファラデー
ケージアセンブリとして構成される。
一実施形態では、２０ｍｌより大きい容積（例えば６０ｍｌ）の水トラップを備える、
使い捨てカートリッジを備えたＮＯ生成システムが提供される。一実施形態では、排水の
ための注射器作動型弁を備えた使い捨て水トラップが提供される。
ＮＯ生産制御に関して、いくつかの実施形態では、反応ガス流量およびスパーク周波数
が制御される。一実施形態では、反応ガス流量およびスパークデューティサイクルが制御
される。一実施形態では、空気流量を、呼吸に伴う呼吸流量変動と共に線形に変動させる
。一実施形態では、プラズマパルスレートも変動させて、呼吸周期全体を通じて一定のＮ
Ｏ濃度を維持することができる。一実施形態では、空気ポンプ速度は一定に保持され、プ
ラズマ制御パラメータ（Ｂ＝１秒当たりのスパーク群、Ｐ＝放電と放電の間の時間、Ｎ＝
群当たりの放電数、およびＨ＝パルス時間）のみを変動させて、患者吸気流に基づく必要
ＮＯ濃度を生産する。
一実施形態では、ＮＯ生成システムが、治療を許可する前にカートリッジの適正な機能
（スパーク、開存性）および有効期限を検査するモードを含む。一実施形態では、ＮＯ生
成システムは、訓練用カートリッジが挿入されたときに実証モードに入ることができる。
一実施形態では、ＮＯ生成システムは、ＮＯセンサが故障した場合に、ＮＯ生産とＮＯ
２生産との間の既知の関係に基づいて、ＮＯ測定の代替としてＮＯ２測定を使用する。例
えば、ＮＯ濃度の１０％としてＮＯ２濃度を生成するシステムの場合、システムは、ＮＯ
２のみを測定し、ＮＯレベルがおよそ１０倍またはそれ以上であると推測することができ
る。用語「以上」が使用される理由は、吸気ガスがサンプル収集の場所からガスセンサま
で進むのに時間がかかるためである。その運搬時間中に、ＮＯは酸化してＮＯ２になる可
能性があり、それにより、表示されるＮＯ２読取値がサンプル収集の場所におけるＮＯ２
のレベルよりも高くなる。
ＮＯ送達システムが人工呼吸器回路または他の脈動的空気流にＮＯを送達しているとき
、プラズマチャンバを通る空気流は変動し得る。しばしば、プラズマチャンバ流は、人工
呼吸器回路流と比例して変動するように制御される。いくつかの人工呼吸器回路流はゼロ
のバイアス流を有し、すなわち、回路内の流れは、１回の吸気期の終わりとそれに続く吸
気期の始まりとの間でゼロになる。この状況では、比例ＮＯ流は、呼息中にゼロ流量を有
することになる。ゼロまたは非常に低い人工呼吸器流の期間中にプラズマ活動が停止され
た場合でも、プラズマチャンバ内およびその下流にある潜在的なＮＯが、患者の呼吸と呼
吸の間にＮＯ２に変換する。このシナリオでは、プラズマチャンバを通るわずかな量の流
れを維持して、残留ＮＯをシステムから人工呼吸器ストリーム中へ洗い流すことが有益で
ある。低流量は、ポンプを低速度で作動させること、プラズマチャンバの前の弁にブリー
ド孔を設けて、弁が流れを完全に閉塞させることが決してないようにすること、流量制御
装置に並列に常に開いているサイドストリーム空気経路を設けること、閉じてゼロ開度に
なることが決してない流量比例弁を有すること、または他の手段によって生成されてよい
。プラズマチャンバからの潜在的なＮＯを洗い流すためのこれらの緩和策の１つまたは複
数を用いないと、人工呼吸器が流動してＮＯ送達が再開したときにＮＯ２濃度が主気流中
で増大し得る。
一実施形態では、電極は、使い捨てカートリッジ内ではなく、装置の制御装置内に位置
する。これにより、カートリッジのプラスチックを電極の熱から離して位置させることが
可能となり、カートリッジのコストの低減、およびユーザ高電圧からの距離の増大が可能
になる。また、電磁気干渉（ＥＭＩ）遮蔽を向上させることもでき、校正カートリッジを
用いずに制御装置を使用して装置を自己校正する能力が可能となり、使い捨てカートリッ
ジへの高電圧接続をなくすことができる。
本開示について、例示的実施形態の非制限例として引用される複数の図面を参照して、
以下の詳細な説明でさらに説明する。図面中、同様の参照番号は、図面のいくつかの図す
べてにわたって同様の部分を表す。
ＮＯ濃縮生成ガスを生成するためのシステムの例示的実施形態の図である。 ＮＯ生成システムの例示的実施形態の図である。 ＮＯ生成システムの例示的実施形態の図である。 インライン酸化窒素生成システムの例示的実施形態の図である。 サイドストリーム酸化窒素生成システムの例示的実施形態の図である。 メインストリーム酸化窒素生成システムの例示的実施形態の図である。 インライン酸化窒素生成システムの例示的実施形態の図である。 メインストリーム酸化窒素生成システムの例示的実施形態の図である。 ２つ以上の流れ回路を含む酸化窒素生成システムの制御装置の例示的実施形態の図である。 主ガスストリームとは別個の周囲空気を調達するプラズマ生成の一実施形態のフローチャートである。 冗長なプラズマ生成器および捕集器を備えたプラズマ生成の一実施形態のフローチャートである。 サンプルラインの一実施形態の図である。 サンプルラインの注入端の一実施形態の図である。 手動換気装置と共に使用することができるメインストリームＮＯ生成システムの例示的実施形態の図である。 ＮＯ生成装置と併用するための手動換気装置の一実施形態の図である。 ＮＯ生成装置と併用するための手動換気装置の一実施形態の図である。 ＮＯ生成装置と併用するための手動換気装置の一実施形態の図である。 ＮＯ生成装置と併用するための手動換気装置の一実施形態の図である。 ＮＯ生成装置と併用するための手動換気装置の一実施形態の図である。 使い捨てカートリッジおよび制御装置を含むＮＯ生成システムの例示的実施形態の図である。 正常な状態および故障状態における電極アセンブリに対する例示的なプラズマＮＯ生成パルスを説明する図である。 正常な状態および故障状態における電極アセンブリに対する例示的なプラズマＮＯ生成パルスを説明する図である。 カートリッジ内に位置する１つまたは複数のプラズマチャンバを備えたＮＯ生成システムの一実施形態の図である。 制御装置内に位置する１つまたは複数のプラズマチャンバを備えたＮＯ生成システムの一実施形態の図である。 ＮＯ生成システムの制御装置の概略の一実施形態の図である。 脈動的空気流を作り出す機構の一実施形態の図である。 脈動的空気流を作り出す機構の一実施形態の図である。 脈動的空気流を作り出す機構の一実施形態の図である。 脈動的空気流を作り出す機構の一実施形態の図である。 脈動的空気流を作り出す機構の一実施形態の図である。 脈動的空気流を作り出す機構の一実施形態の図である。 脈動的空気流を作り出す機構の一実施形態の図である。 流れ源およびプラズマチャンバの一実施形態の図である。 流れ源およびプラズマチャンバの一実施形態の図である。 流れ源およびプラズマチャンバの一実施形態の図である。 波形制御回路および高電圧回路を含むプラズマ生成回路の図である。 高電圧トリガ回路の例示的実施形態の図である。 高電圧制御装置ＤＳＰプロセッサによって生成される例示的波形の図である。 例示的な電極マニホールドの図である。 独立した入口点および出口点を備える電極アセンブリの例示的実施形態の図である。 図３１Ａの電極アセンブリの断面図である。 図３１Ａの電極アセンブリの側面図である。 ガス流のための止まり孔を備えた電極アセンブリの例示的実施形態の図である。 ガス流のための止まり孔を備えた電極アセンブリの例示的実施形態の図である。 制御装置に装着された電極アセンブリの例示的実施形態の図である。 ＮＯ生成システム内でＮＯを生成するための電極アセンブリの一実施形態の図である。 ＮＯ生成システム内でＮＯを生成するための電極アセンブリの一実施形態の図である。 ＮＯ生成システム内でＮＯを生成するための電極アセンブリの一実施形態の図である。 底打ちさせるための機能を備えた電極の様々な実施形態の図である。 電極間隙をまたいだ空気流を可能にする電極アセンブリの一実施形態の図である。 電極アセンブリの一実施形態の図である。 高電圧回路の共振周波数を決定するためのスパーク周波数共振スキャンの例示的グラフである。 プラズマを検出するために高電圧回路内のノイズを判定するための例示的グラフである。 Ｏリングを有する電極アセンブリの一実施形態の図である。 電極アセンブリの一実施形態の図である。 電極アセンブリの一実施形態の図である。 電極アセンブリの一実施形態の図である。 電極アセンブリの一実施形態の図である。 電極アセンブリの一実施形態の図である。 電極アセンブリの一実施形態の図である。 電極アセンブリの一実施形態の図である。 制御装置筐体の一実施形態の背面図である。 制御装置筐体の一実施形態の側面図である。 経過時間対ＮＯ設定を描いた例示的グラフである。 ＮＯ生成システムと共に使用するためのカートリッジの一実施形態の概略図である。 視覚的警報状態構成要素を備えたＮＯ生成システムの一実施形態の図である。 ＮＯ生産に関する情報をユーザに表示するためのユーザインターフェースの一実施形態の図である。 ＮＯ生産に関する情報をユーザに表示するためのユーザインターフェースの一実施形態の図である。 ＮＯ生産に関する情報をユーザに表示するためのユーザインターフェースの一実施形態の図である。 ＮＯ生産に関する情報をユーザに表示するためのユーザインターフェースの一実施形態の図である。 ＮＯ生産に関する情報をユーザに表示するためのユーザインターフェースの一実施形態の図である。 ＮＯ生産に関する情報をユーザに表示するためのユーザインターフェースの一実施形態の図である。 ＮＯ生産に関する情報をユーザに表示するためのユーザインターフェースの一実施形態の図である。 ＮＯ生成システムのユーザインターフェースの一実施形態の図である。 ＮＯ生成システムのユーザインターフェースの一実施形態の図である。 ＮＯ生成システムのユーザインターフェースの一実施形態の図である。 ＮＯ生成システムのユーザインターフェースの一実施形態の図である。 ＮＯ生成システムのユーザインターフェースの一実施形態の図である。 ＮＯ生成システムのユーザインターフェースの一実施形態の図である。 ＮＯ生成システムのユーザインターフェースの一実施形態の図である。 ＮＯ生成システムのユーザインターフェースの一実施形態の図である。 ＮＯ生成システムのユーザインターフェースの一実施形態の図である。 ＮＯ生成システムのユーザインターフェースの一実施形態の図である。 ＮＯ生成システムのユーザインターフェースの一実施形態の図である。 捕集経路の一実施形態の図である。 捕集器チューブを管理するための複数のシリンダを内部に備えたカートリッジハウジングの一実施形態の図である。 空気圧回路の一実施形態の図である。 空気圧回路の一実施形態の図である。 空気圧回路の一実施形態の図である。 空気圧回路の一実施形態の図である。 ＮＯの再循環の一実施形態の図である。 貯蔵されたＮＯ含有ガスから継続的にＮＯ２を除去する再循環ループの一実施形態の図である。 再循環させたガスがＮＯ生成器を通って流れて戻るシステムの一実施形態の図である。 校正カートリッジの一実施形態の図である。 水トラップを有するセンサパックの一実施形態の図である。 ファラデーケージプラズマチャンバの一実施形態の図である。 固体金属プラズマチャンバの一実施形態の図である。 呼吸器カートリッジおよび捕集カートリッジを備えたＮＯ生成システムの一実施形態の図である。 呼吸器カートリッジの一実施形態の図である。 呼吸器カートリッジの一実施形態の図である。 捕集カートリッジの一実施形態の図である。 ＮＯ生成システムのソフトウェアモードの例示的実施形態のフローチャートである。 ＮＯ生成システムのソフトウェアモードの別の例示的実施形態のフローチャートである。 警報履歴に関する情報を表示するためのユーザインターフェースの一実施形態の図である。 視覚的警報状態構成要素を備えたＮＯ生成システムの別の実施形態の図である。 ＮＯ生成システムの一実施形態の図である。 ピストン−ポンプ構成の一実施形態の図である。 ピストン−ポンプ構成を使用する人工呼吸器流と注入流を比較した例示的グラフである。 単動ピストンが使用されたときの時間に伴うＮＯ濃度の例示的グラフである。 少なくとも１つのリザーバを使用するＮＯ生成システムの一実施形態の図である。 人工呼吸器流、プラズマ空気流、およびＮＯレベルを比較した例示的グラフである。 少なくとも１つのリザーバを使用するＮＯ生成システムの一実施形態の図である。 二重流路を有するＮＯ生成システムの一実施形態の図である。 単一のポンプおよび流路を有するＮＯ生成システムの一実施形態の図である。 ポンプおよび流れ誘導器を備えた流路を有するＮＯ生成システムの一実施形態の図である。 システムを通る空気流を変動させるＮＯ生成システムの一実施形態の図である。 複数の制御装置を利用してシステムを通る流れを制御するＮＯ生成システムの一実施形態の図である。 ２つ以上の空気源を利用するＮＯ生成システムの一実施形態の図である。 投与量制御装置を利用して複数の空気源を制御するＮＯ生成システムの一実施形態の図である。 ＮＯを生成するためのシステムの一実施形態の図である。 水トラップおよびポンプを有するセンサパックの一実施形態の図である。 ＮＯ生成システムと共に使用するための鼻カニューレプロング設計の一実施形態の図である。 穿孔された空気ルーメンを備えたカニューレおよび配管の一実施形態の図である。 穿孔された空気ルーメンを備えたカニューレおよび配管の一実施形態の図である。 移動式ＮＯ生成装置の一実施形態の図である。 穿孔された空気ルーメンおよび捕集器を備えたカニューレおよび配管の一実施形態の図である。 移動式ＮＯ生成装置の実施形態の複数図である。 装置の側部に捕集カートリッジが位置するＮＯ生成装置の一実施形態の図である。 装置の底部に捕集カートリッジが位置するＮＯ生成装置の一実施形態の図である。 装置の側面にユーザインターフェースおよび捕集カートリッジを備えるＮＯ生成装置の一実施形態の図である。 装置の側面にユーザインターフェースおよび捕集カートリッジを備えるＮＯ生成装置の一実施形態の図である。 移動式ＮＯ生成装置の一実施形態の図である。 移動式ＮＯ生成装置の一実施形態の図である。 移動式ＮＯ生成装置の一実施形態の図である。 移動式ＮＯ生成装置の一実施形態の図である。 移動式ＮＯ生成装置の一実施形態の図である。 冗長性を備えたＮＯ生成システムの一実施形態の図である。 人工呼吸器と共に使用するための酸化窒素生成モジュールの例示的実施形態の図である。 取外し可能に呼吸機器に結合されるように構成されたＮＯ生成モジュールおよびセンサモジュールの例示的実施形態の図である。 ＮＯを生成するためのＮＯ生成モジュールの例示的実施形態の図である。 取外し可能に人工呼吸器に結合されたＮＯ生成モジュールの例示的実施形態の図である。 人工呼吸器に埋め込まれたＮＯ生成モジュールの例示的実施形態の図である。 取外し可能に人工呼吸器に結合されたＮＯ生成モジュールの例示的実施形態の図である。 ＮＯ生成に周囲空気を利用する人工呼吸器事前換気に結合されたＮＯ生成モジュールの別の例示的実施形態の図である。 モジュールから人工呼吸器への空気出口を備える人工呼吸器に結合されたＮＯ生成モジュールの例示的実施形態の図である。 人工呼吸器に結合されたＮＯ生成モジュールの例示的実施形態の図である。 麻酔機と併せたＮＯ生成モジュールの例示的実施形態の図である。 持続式陽圧呼吸（Ｃ−ＰＡＰ）機と併せたＮＯ生成モジュールの例示的実施形態の図である。 Ｃ−ＰＡＰ機と併せたＮＯ生成モジュールの例示的実施形態の図である。 Ｏ２源と共に使用されるＮＯ生成モジュールの様々な実施形態の図である。 埋め込まれたＮＯモジュールを備える例示的酸素濃縮器の図である。 体外膜型酸素供給（ＥＣＭＯ（ｅｘｔｒａｃｏｒｐｏｒｅａｌ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｏｘｙｇｅｎａｔｏｒ））システムと併せたＮＯ生成モジュールの例示的実施形態の図である。 センサモジュールの例示的実施形態の図である。 センサモジュールの内部の構成要素の斜視図の例示的実施形態の図である。 圧縮空気を受け入れる例示的な取外し可能ＮＯ生成モジュールの図である。 例示的な取外し可能組合せＮＯモジュールおよびガス分析モジュールの図である。 ＮＯ生成モジュールに結合された患者モニタの例示的実施形態の図である。 ＮＯ生成モジュールに結合された患者モニタの例示的実施形態の図である。 カテーテル検査室で使用するための患者モニタおよびＮＯ生成モジュールの例示的実施形態の図である。 電気ＮＯ生成タンク交換装置の例示的実施形態の図である。 図１３６の装置の内部構成要素の例示的実施形態の図である。 加圧ガス源を備えた電気ＮＯ生成タンク交換装置の例示的実施形態の図である。 遠隔出力を備えた電気ＮＯ生成タンク交換装置の例示的実施形態の図である。 組み合わせられた捕集器および空気フィルタの例示的実施形態の図である。 単一のルーメン出力を備えた電気ＮＯ生成タンク交換装置の例示的実施形態の図である。 遠隔流量センサを備えた電気ＮＯ生成タンク交換装置の例示的実施形態の図である。 冗長性を備えたＮＯ生成・送達システムのハードウェアアーキテクチャの一実施形態の図である。 ＮＯ生成・送達（ＧＤＮ）盤の一実施形態の図である。
上記で特定した図面はここに開示される実施形態を説明しているが、説明中で述べるよ
うに他の実施形態も企図される。本開示は、例示的実施形態を制限ではなく代表として提
示する。ここに開示される実施形態の原理の範囲および主旨に該当する多数の他の変形例
および実施形態が、当業者によって考案され得る。
以下の説明は、例示的実施形態のみを提供し、本開示の範囲、適用性、または構成を制
限することは意図されない。むしろ、以下の例示的実施形態の説明は、１つまたは複数の
例示的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ものである。ここに
開示される実施形態の主旨および範囲から逸脱することなく、要素の機能および配置に様
々な変更が加えられてよいことが理解されよう。
以下の説明では、実施形態についての完全な理解を提供するために具体的な詳細事項が
与えられる。しかし、当業者には、実施形態はそれらの具体的な詳細事項を用いなくとも
実施され得ることが理解されよう。例えば、ここに開示される実施形態におけるシステム
、プロセス、および他の要素は、実施形態を不必要に詳細に示して不明瞭にしないために
、ブロック図の形態の構成要素として図示されることがある。他の例では、よく知られた
プロセス、構造、および技術は、実施形態を不明瞭にするのを回避するために、不必要な
詳細事項なしで図示されることがある。
また、個々の実施形態は、フローチャート、流れ図、データ流れ図、構造図、またはブ
ロック図として描かれるプロセスとして説明されることがあることに留意されたい。フロ
ーチャートは動作を逐次的プロセスとして説明する場合があるが、それら動作の多くは、
並行して、または同時に行うことができる。加えて、動作の順序は並べ替えられてよい。
プロセスは、その動作が完了したときに終了され得るが、図には解説されない、または含
まれない追加的なステップを有し得る。さらに、任意の詳細に説明されるプロセスにおけ
るすべての動作が、すべての実施形態において発生するとは限らない。プロセスは、メソ
ッド、関数、プロシージャ、サブルーチン、サブプログラム等に対応し得る。プロセスが
関数に対応する場合、その終了は、呼び出し元の関数または主関数に当該関数が戻される
ことに対応する。
次いで、主題について添付図面を参照しながらより完全に説明する。添付図面は、本開
示の具体的な例示的態様および実施形態の一部をなし、例示としてそれらを示す。しかし
、主題は、各種の異なる形態で具現化されてよく、したがって、包含されるまたは特許権
が請求される主題は、本明細書に述べられる任意の例示的実施形態に制限されると解釈す
べきではなく、例示的実施形態は単に例示として提供される。以下の詳細な説明は、した
がって、制限的な意味で解釈されることは意図されない。
一般に、用語は、少なくとも部分的には文脈における用法から理解されてよい。例えば
、本明細書で使用される「および」、「または」、または「および／または」などの語は
、それらの語が使用される文脈に少なくとも部分的に依存し得る様々な意味を含み得る。
典型的には、Ａ、Ｂ、またはＣなど、列挙を関連付けるために使用される場合の「または
」は、Ａ、Ｂ、およびＣ（ここでは包含的な意味で使用されている）、ならびにＡ、Ｂ、
またはＣ（ここでは排他的な意味で使用されている）を意味することが意図される。加え
て、本明細書で使用される「１つまたは複数の」という語は、少なくとも部分的には文脈
に応じて、単数の意味における任意の特徴、構造、もしくは特性を記述するために使用さ
れる場合も、または複数の意味における特徴、構造、もしくは特性の組合せを記述するた
めに使用される場合もある。同様に、「ａ」「ａｎ」または「ｔｈｅ」などの語も、少な
くとも部分的には文脈に応じて、単数形の用法を表すものとも、複数形の用法を表すもの
とも理解され得る。加えて、「〜に基づいて」という語は、特徴の排他的な組を表すこと
を意図するとは限らず、代わりに、この場合も少なくとも部分的には文脈に応じて、必ず
しも明示的に記載されない追加的な要素の存在を許し得る。
本開示は、様々な用途、例えば病院環境で使用するための酸化窒素（ＮＯ）送達のシス
テムおよび方法に関する。ＮＯ生成および／または送達システムは多くの形態をとること
ができ、それらには、これらに限定されないが、生成ガスを利用する既存の医療装置と共
に動作するように構成された装置、スタンドアロン型の（移動式）装置、既存の医療装置
と一体化することが可能なモジュール、ＮＯシステムの様々な機能を行うことができる１
つまたは複数のタイプのカートリッジ、および電子ＮＯタンクが含まれる。ＮＯ生成シス
テムは、これに限定されないが周囲空気を含む反応ガスを使用して、ＮＯが濃縮された生
成ガスを生産する。
図１は、反応ガス取込１２とプラズマチャンバ２２への送達とのための構成要素を含む
ＮＯ生成システム１０の例示的実施形態を例示する。プラズマチャンバ２２は、内部に１
つまたは複数の電極２４を含み、電極２４は、高電圧回路２８を使用して、所望量のＮＯ
を含有する生成ガス３２を反応ガスから生産するように構成される。システムは制御装置
３０を含み、制御装置３０は、高電圧回路２８および電極２４と電気通信すると共に、シ
ステム内の条件、および／または患者に生成ガスを送達するための別個の装置に関係する
条件、および／または生成ガスを受け取る患者に関係する条件に関係する１つまたは複数
の制御パラメータを使用して、生成ガス３２中のＮＯの濃度を制御するように構成される
。制御装置３０はユーザインターフェース２６とも通信し、ユーザインターフェース２６
は、ユーザがシステムと対話し、システムおよびＮＯ生産に関する情報、ならびにＮＯ生
産に関係する制御パラメータを見ることを可能にする。
周囲空気の密度は、高度と共に大幅に変動する。高い高度で、または変化する周囲圧力
に伴って一貫した動作を支援するために、空気圧経路は、上流の圧力および密度を上げる
ために流量制限を課すことを目的とする１つまたは複数の調整可能部材（針弁、デジタル
弁の配列、もしくは比例弁など）を含むことができる。
いくつかの実施形態では、ＮＯシステム空気圧経路は、マニホールド３６を通じて空気
を押し込むポンプを含む。マニホールドは、３方向弁および比例オリフィスを備えて構成
される。高電圧制御回路２８は、ポンプの流量、プラズマ中の電力、および放電後ガス流
の方向を制御する。弁を構成することにより、高電圧制御回路は、ガスを、手動呼吸経路
、人工呼吸器経路、または生成ガス中のＮＯ、ＮＯ２およびＯ２レベルを直接測定するた
めにガスセンサチャンバに誘導することができる。
プラズマチャンバ２４で生産されたＮＯの濃縮した生成ガス３２の形態である、ＮＯ生
成システムからの出力は、患者に送達するために呼吸装置または他の装置に誘導されるか
、またはＮＯ生成システムの自己テストもしくは校正のために設けられる複数の構成要素
に誘導され得るかのいずれかである。いくつかの実施形態では、システムは、１）患者の
近くにある患者吸気回路からガスが収集され、サンプルライン４８、フィルタ５０、およ
び水トラップ５２を通る、または、２）ガスがプラズマチャンバを出るときに直接空気圧
回路から分流される、の２つの方式で、サンプリングするガスを収集する。別の実施形態
では、生成ガスは、浄化された後、ただし患者の気流中に希釈される前に、分流弁４４に
よってガスセンサへと分流される。別の実施形態では、生成ガスは、希釈後に装置近傍お
よび／または装置内の吸気気流から収集される。装置のガス分析部分において、生成ガス
は１つまたは複数のセンサを通って、ガスに含まれる様々なガスの濃度、圧力、および流
量を測定する。
ＮＯ生成システム６０の別の例示的実施形態が図２に示され、これは、捕集カートリッ
ジ６２、人工呼吸器カートリッジ６４、水トラップ６６、ディスクフィルタ６８、サンプ
ルライン７０、およびＴ継手７２を含む。ＮＯ生成システムの別の例示的実施形態が図３
に示され、これは、運搬ハンドル８０、インターフェース８２、高電圧ケージ８４、制御
盤８６、１つまたは複数の冷却ファン８８、および水トラップＰＣＢ９０を含む。また、
システムは、空気ポンプ９６、高電圧ＰＣＢ９８、上部マニホールド１００、比例弁１０
２、ＤＣ電源入力１０４、ＨＶ変圧器１０６、ＡＣ電源入力１０８、リザーバ１１０、お
よび流れ誘導弁１１２も含む。
送達タイプ
機械的換気
ＮＯ生成システムによって生産される生成ガス中の酸化窒素は、複数の方式で、例えば
、インライン（図４Ａ）、サイドストリーム（図４Ｂ）、およびメインストリーム（図４
Ｃ）のガス送達などの機械的技術を使用して送達され得る。図４Ａ、図４Ｂ、および図４
Ｃにおいて、ＮＯ生成装置は、ＮＯ含有ガスを人工呼吸器回路に導入するために人工呼吸
器１２２に結合されている。インライン送達は、患者へのガスの主流中でプラズマを生成
することを伴う（吸気気流中の緑色の枠として描いている）。サイドストリーム送達１３
０は、図５Ａに例示するように、小さなガス流中でプラズマを生成し、そのＮＯ含有ガス
を、患者へのガスの主流上でチューブを通じて継手に送り込むことを伴う。メインストリ
ーム送達１４０は、サイドストリーム生産に類似するが、図５Ｂに例示するように、プラ
ズマ源とガスの主流との間のチューブがない。ＮＯのインライン生産および送達の場合、
酸化窒素は、人工呼吸器回路、または吸入器の吸気リムのガスの主流中で生成される。し
かし、この構成では、吸気ガス中の変動する酸素レベルが酸素−窒素比に影響を与え、そ
れが所与の継続時間およびプラズマの強度に対して生成される酸化窒素の量に直接影響す
るため、複雑性が生じる。患者が１００％酸素を受ける場合には、窒素がないためにＮＯ
が形成されることができない。さらに、ＮＯ流からＮＯ２を取り去る捕集材はＣＯ２も除
去する。空気の主流を捕集するには、ＮＯ２に加えて、全患者空気流からＣＯ２を吸収す
ることができる、より大きい捕集器が必要となる。インライン生成に伴う別の複雑性は、
大半の構成は捕集材を交換するために人工呼吸器回路を開く必要があることである。
いくつかの実施形態では、電気酸化窒素生成システムが、大気を反応ガスとして使用し
てプラズマを生成することができ、酸素の組成は、体積比で大気のおよそ２１％である。
室内空気から酸化窒素を生成する際には、サイドストリーム（またはオフライン）とメイ
ンストリームの２つの送達方式が考えられる。サイドストリーム生産のいくつかの実施形
態では、プラズマは制御装置内で生成され、次いでチューブを介して人工呼吸器回路の吸
気リムまたは他の使用箇所に送り込まれる。メインストリーム生産のいくつかの実施形態
では、吸気リム流の一部またはすべてを制御装置を通じて搬送することができ、それによ
り制御装置と吸気リムとの間のチューブを不要にする。
制御装置内でのサイドストリームおよびメインストリームの酸化窒素生産は、両方とも
、人工呼吸器回路の吸気リム内で酸化窒素を生産することを上回る利点を有することがで
きる。例えば、制御装置内での生産は、制御装置からプラズマチャンバまでの高電圧コネ
クタおよびケーブルを不要にし、それにより、プラズマを生成するために必要とされる高
電圧電気にユーザが接触する可能性をなくす。プラズマ生成中に電磁気干渉を放出し得る
高電圧電気ケーブルがないため、電磁気放射を低減することができる。大気中でプラズマ
を生成すると、酸素濃度が、人工呼吸器の吸気リムで見られる濃度（酸素レベルは最大１
００％に達することがある）よりも低くなるので、電極の寿命を延ばすことができる。制
御装置および／または使い捨て構成要素によって提供される筐体内でプラズマが生成され
る場合には、継続的なおよび／または間断的なプラズマ生成によって発生する音響ノイズ
をより良好に制御することができる。大気中でプラズマを生成するシステムでは、酸素セ
ンサが必要とされない。ＮＯ生産レベルは酸素レベルと共に変動するため、制御フィード
バックが存在しない場合に特定の量のＮＯを生成するためのアルゴリズムが必要となる。
吸気ガス流と調合される前にサイドストリームＮＯ含有ガス流を捕集するシステムでは、
所与の捕集器有効寿命に対して必要とされる捕集材がより少なくて済む。この理由は、捕
集器は、患者への全ガス流を捕集するのではないためである。
図４Ａ、図４Ｂ、および図４Ｃは、人工呼吸器または麻酔回路のための酸化窒素生成シ
ステムの様々な構成を例示する。図４Ａはインライン図１２０の一実施形態を描き、図４
Ｂはサイドストリーム図１２４の一実施形態を描き、図４Ｃはメインストリーム図１２６
の一実施形態を描いている。いくつかのサイドストリーム実施形態では、吸気流へのＮＯ
の注入点の直前に捕集器／浄化器が位置し、ＮＯ生成装置からのガスのみを浄化する。い
くつかのサイドストリーム実施形態では、ＮＯ注入箇所よりも下流に捕集器／浄化器が位
置し、全吸気流を浄化する。
システムはまた、サイドストリームモードまたはメインストリームモードのいずれでも
酸化窒素の送達を可能にするように構成され得る。いくつかの実施形態では、制御装置が
、サイドストリームまたはメインストリームカートリッジのいずれをも受け入れることが
できる２つ以上のカートリッジスロットを有する。制御装置は、各カートリッジ内で同時
にプラズマを生成することができ、それにより、メインストリーム動作とサイドストリー
ム動作との任意の組合せにおいて複数の治療を一度に支援する。いくつかの実施形態では
、制御装置は、単一のカートリッジスロットを有することができ、このカートリッジは、
サイドストリームモードまたはメインストリームモードのいずれにおいても使用すること
ができる。
サイドストリームモードとメインストリームモード間の切替えは、各種の方式で実現さ
れ得る。いくつかの実施形態では、セレクタスイッチ／弁が、メインストリーム経路とサ
イドストリーム経路との間、または２つのメインストリーム経路の間で、手動でガスを経
路変更することができる。いくつかの実施形態では、切替えはソフトウェアを使用して実
現することができ、ユーザは、例えばユーザインターフェースの１つまたは複数のボタン
またはタッチ画面を用いてシステムと対話することができ、それにより、ソフトウェアが
ガスの流れを経路変更するように電気機械装置を制御することができる。いくつかの実施
形態では、切替えは、セレクタスイッチと、スイッチ位置のソフトウェアによる検出とを
用いて、手動で実現することができる。ソフトウェアがスイッチ位置の変化を検出すると
、ソフトウェアは、新しい供給先に所望の酸化窒素濃度を提供するように、空気ポンプ速
度、空気流量、またはプラズマ生成パラメータを変えることができる。いくつかの実施形
態では、サイドストリーム配管が制御装置またはカートリッジに接続されたときに、ガス
が受動的にサイドストリーム用途に経路変更され得る。いくつかの実施形態では、環境、
患者、または別の供給源から得られる測定パラメータに基づいて、ガスがサイドストリー
ム経路とメインストリーム経路との間で自動的に切り替えられ得る。
いくつかの実施形態では、制御装置は、２つ以上の完全に冗長な流れ回路を有すること
ができ、各々が主流入力ガス接続と、主流出力ガス接続と、主流測定と、独立したガス源
を備えたプラズマ生成器とを備える。冗長な流れ回路は、制御装置が２つ以上のメインス
トリーム機能を同時に支援することを可能にする。例えば、制御装置は、メインストリー
ム換気回路とメインストリーム呼吸手動換気装置回路とを支援することができる。２つ以
上の別個のＮＯ用途の支援が必要とされない場合、追加の回路は、第１の回路のバックア
ップとして働くことができる。第２の回路の作動は、手動入力（例えばレバー位置）に基
づいて、または自動的に（例えばソレノイド弁を使用して）発生することができる。プラ
ズマと人工呼吸器流ガスとの間に位置する、または人工呼吸器ガス流に直列に位置し得る
フィルタ／捕集器をシステムの一部として有することは一般的である。図６を参照すると
、人工呼吸器機能と手動換気機能を同時に支援するための２つの独立した流れ回路を備え
る制御装置１５０が例示されている。各流れ回路は、空気ポンプ１５２、１６０と、プラ
ズマチャンバ１５４、１６２と、流量センサ１５８、１６６を有する主流ラインに結合す
るフィルタ／捕集器１５６、１６４とを含む。
いくつかの実施形態では、制御装置は、外部のガス源から流れを受け取り、その流れを
測定し、ユーザが要求する酸化窒素濃度と整合するレートで、その流れにプラズマ生成さ
れたＮＯを補う。ガス源は、人工呼吸器、圧縮ガスシリンダ、壁のガス出口、ガス混合器
、またはシステムに反応ガスを提供するように構成された他のタイプのガス源とすること
ができる。
図７は、主ガスストリームとは別個である周囲空気をプラズマ生成のための反応ガスと
して調達するシステムの一実施形態を描いている。図７のシステムは、周囲空気またはガ
スを取り込むプラズマ生成器１７０を含む。プラズマ生成器１７０の出力は、オプション
のフィルタ／捕集器１７２を通って流れる。システムは、主ガスを取り込む入力ガス接続
１７４も含む。入力ガス接続１７４の出力は、流量測定装置１７６へと流れる。フィルタ
／捕集器１７２または流量測定装置１７６の出力は、出力ガス接続１７８を通って流れ、
主ガス出口から出ることができる。
図８は、１つまたは複数の冗長なプラズマ生成器と安全のための捕集器とを備えたシス
テムの一実施形態を描いている。図８のシステムは、第１および第２のオプションのフィ
ルタ／捕集器１８２、１８６に結合される、第１および第２のプラズマ生成器１８０、１
８４を含む。フィルタ／捕集器は、捕集器の前、捕集器の後、捕集器の前後両方にフィル
タを有するか、または捕集器流路に沿って分散された複数のフィルタを有し得ることに留
意すべきである。システムは、主ガスを取り込む入力ガス接続１８８も含む。入力ガス接
続１８８の出力は、流量測定装置１９０へと流れる。第２のフィルタ／捕集器１８６また
は流量測定装置１９０の出力は、出力ガス接続１９２を通って流れ、主ガス出口から出る
ことができる。
いくつかの実施形態では、サンプルラインは、吸気流路に挿入される「Ｔ」継手に接続
する。１つの実施形態では、「Ｔ」継手は、吸気リム中のガス流を測定するためにも使用
される。ガス流は、差圧法のための１つまたは複数のルーメンを使用して測定することが
できる。流れは、全流に基づいて、または吸気流のサイドストリーム中で、測定すること
ができる。１つの実施形態では、「Ｔ」継手の中に流量センサが存在する。１つの実施形
態では、ＮＯ含有ガスは、サンプルラインの「Ｔ」継手の中で吸気流に導入される（図９
）。１つの実施形態では、捕集器／浄化器および／またはフィルタが、「Ｔ」継手の中に
構成要素として含まれる（図９）。１つの実施形態では、ＮＯ生産に関連する制御装置／
カートリッジの中に位置する捕集器／浄化器に加えて、「Ｔ」継手の捕集器／浄化器が使
用される。
図１０は、どの流路をアクティブにするかを選択するための分流器２０２などの手段を
備えた２つの並行した流路２０４、２０６を備える、サイドストリーム送達ライン２００
の注入端の１つの実施形態を描いている。各流路は、取外し可能に接続される捕集カート
リッジ２０８、２１０を含むことができる。ＮＯ生成装置からのＮＯ生成ガスは、捕集器
が使い果たされるまで一方の流路を進み、その後、生成ガス流は、他方の流路および捕集
器へと方向転換される。他方の経路が生成ガス流を浄化している間に、一方の経路内で捕
集カートリッジを交換することができる。並行した経路の各々の端部にある逆止弁２１２
、２１４は、使用されていないチャンバへの逆流を防止する。同様の二重経路設計を「Ｔ
」継手２１６自体の中に作り出すことができ、それにより患者吸気空気が１つまたは２つ
の捕集経路を通って流れるようにする。
捕集カートリッジの交換が必要なときに吸気ガス送達が中断されないように、同様の二
重経路設計がメインストリーム実施形態でも利用され得る。一実施形態では、制御ソフト
ウェアのクラッシュおよび／またはユーザインターフェースのクラッシュが発生した場合
に治療を続けることができる高電圧（ＨＶ）トリガ回路または波形生成器を使用する、Ｎ
Ｏ生成システムが提供される。一実施形態では、流入ガスをフィルタリング、捕集、およ
び木炭フィルタにかけて不純物を除去し、排気ガス中のＮＯ分圧を増大させるＮＯ生成シ
ステムが提供される。一実施形態では、冗長なＨＶトリガ回路および空気ポンプ、電極ア
センブリ、バッテリ、およびフィルタ捕集器を備えたＮＯ生成システムが提供される。
手動換気
手動換気装置（例えば呼吸バッグ）もＮＯ生成機能を含むことが可能である。手動換気
装置のＮＯ生成部分は、手動換気装置の付属品であるか、または手動呼吸装置中に一体化
することができる。いくつかの実施形態では、ＮＯ生成部分は、制御回路、ＨＶ回路、電
極アセンブリ、捕集器およびフィルタを、一定のＮＯ生産のための最小限だけ含むことが
できる。いくつかの実施形態では、ＮＯ生産を呼吸数／体積と一致させるために、空気流
および／またはバッグ活動（圧力、たわみ、ひずみ）を測定することができる。制御回路
は、これらに限定されないが、以下の入力、すなわち、ユーザによって指示される所望の
ＮＯ濃度、周囲温度、周囲圧力、プラズマチャンバ圧力、ガス流量、およびガス中のＯ２
レベル、の１つまたは複数に基づいて、ＨＶ回路および関連するプラズマ生成を起動する
ことができる。いくつかの実施形態では、装置は、呼吸バッグに流れて呼吸バッグを満た
すガス中でプラズマを生成する。装置は、バッグのためのガス供給の前に直列に位置して
よく、または並行した経路内でＮＯを生成してもよい。いくつかの実施形態では、装置は
、プラズマチャンバ用の大気を調達するために使用するポンプを含む。いくつかの実施形
態では、ＮＯ生成部分は、手動換気バッグと患者との間に位置することができ、バッグか
ら放出されるガス中でＮＯを生成する。一実施形態では、装置は、検出された各手動吸気
（例えばバッグが押しつぶされるたび）の間の設定継続時間にわたって、プラズマを生成
することができる。手動換気装置のバッグがＮＯ含有ガスで満たされると、装置は、その
時点から所与のＮＯ／ＮＯ２分子についてバッグの後に捕集器を含めて、バッグを制御さ
れない状態に放置することができる。大気がＮＯ生成のために調達されるとき、ポンプは
、ポンプのオフ時にポンプを通じた逆行流を防止すべきであり、または弁を使用して（例
えば、受動型一方向、または能動型）、ＮＯが患者に向かって流れ、空気経路がシステム
に対して漏れを呈さないことを保証すべきである。バッグを満たすのと同じガスを用いて
バッグと並行にＮＯ生成が行われるいくつかの実施形態では、一方向弁を使用して、患者
の呼気中にガスがＮＯ生成器を通って逆に流れるのを防止することができる。
図１１は、手動換気装置２２４のメインストリーム支援の一例を描いている。制御装置
２２０が、ガス源２２２からガスを受け取り、ガス流を測定し、ガス流が手動換気装置２
２４に移るときに処方レベルのＮＯでガス流を補う。
図１２Ａは、手動バッグ２３２と直列のＮＯ生成器２３０の一実施形態を示す。空気源
は、大気または圧縮ガス源からを含む、任意の反応ガスとすることができる。バッグの前
後にある逆止弁を使用して、マスク２３６を使用して流れを患者に向けて誘導することが
できる。捕集器２３４がバッグの後に位置している。この理由は、それが患者の前の気道
の最後の部分であり、またバッグ内でのＮＯの滞留時間は、バッグが呼吸のたびに完全に
空になるのでない限り制御されないためである。
図１２Ｂは、ＮＯが大気中で生成され、バッグ２４２に入る前に別のガスストリームと
調合されるシステムの一実施形態を示す。ＮＯ流を他のガスストリームで滴定するために
別個の構成要素（図示せず）が必要であり得る。代替として、ＮＯ流量は、ポンプ２４０
の速度とＮＯ生成器２３８中のプラズマ活性とで変更することができる。逆止弁（図示せ
ず）を使用して、マスク２４６を使用してバッグ２４２および捕集器２４４を通じて流れ
を患者へと誘導し、また患者から大気へと誘導することができる。
図１３Ａは、バッグ２５２と同じ高圧力ガス源からＮＯを生成するＮＯ生成器２５０の
一実施形態を示す。ＮＯ生成器は、一定のレートで、または脈動的レートで、生成ガス（
ＮＯ高濃度ガス）を患者気道中にブリードすることができる。いくつかの実施形態では、
バッグの圧縮が検知されると弁２５６が開いてＮＯ高濃度ガスを吸気流中に流し、マスク
２５８を使用して生成ガスが患者へと流れることができる。バッグの圧縮は、バッグ内の
圧力、バッグのひずみ、バッグの変位、またはバッグからの流出流によって検知すること
ができる。
図１３Ｂは、大気からＮＯを生成し、ＮＯが追加された空気を、手動バッグ２６４と患
者との間の吸気トラックの中に送り込むＮＯ生成システム２６０の一実施形態を示す。い
くつかの実施形態では、ポンプ２６２が継続的に作動する。いくつかの実施形態では、ポ
ンプは、バッグの圧縮に合わせて間断的に作動する。いくつかの実施形態では、捕集器２
６６と、ＮＯ流とバッグ流の間の接続部との間に弁が位置する。ポンプは継続的に作動し
て、プラズマチャンバを通じて空気を流す。弁は呼気相の間は閉じられ、それによりＮＯ
付加空気中の圧力が増大する。バッグの圧縮が検出されると、弁が開き、加圧されたＮＯ
ガスを気道中に放出する。いくつかの実施形態では、アキュムレータ（図示せず）がＮＯ
生成器と捕集器との間に位置して、呼吸ごとに追加的な体積のＮＯ含有ガスを提供する。
図１４は、手動呼吸バッグ２７２と患者との間に配置されたＮＯ生成装置２７０の実施
形態を示す。呼吸バッグ２７２は、圧縮ガス源または大気のいずれかから流入空気を受け
取る。呼吸バッグを出たガスは、ＮＯ生成装置を通って流れ、そこでＮＯが補われ、その
後捕集器２７４を通って流れる。
システムは、外部吸気流が存在しない場合に生成ガスを生成し、送達することができる
。いくつかの実施形態では、バッグ接続のための入力にキャップをはめることができ、生
成ガスは出力バッグ接続から流出する。生成ガスは、ユーザによって要求される流量およ
び濃度で生産される。いくつかの実施形態では、装置は、流入サンプルガスを定量化可能
な方式で希釈して、ガス分析センサが高濃度のサンプルガスで損傷されないようにし、ま
た濃度がセンサの測定可能範囲内にあるようにする。
緊急ＮＯ生成システム
図１５は、例示的なＮＯ生成システム２８０を示す図を描いている。生産された酸化窒
素の供給先は任意のタイプの換気装置とすることができ、それらには、これらに限定され
ないが、人工呼吸器回路、鼻カニューレ、手動換気装置、フェイスマスク、麻酔回路、Ｃ
ＰＡＰ機、ＥＣＭＯ機、酸素濃縮器、または任意の他の回路が含まれる。図の実施形態で
は、ＮＯ生成システム２８０は、反応ガスとして使用される周囲空気をシステム２８０に
送り込む空気ポンプ２８４を含む。周囲空気は、システム内に、例えばカートリッジ２８
２内に、そしてプラズマ生成器２８６内に送り込まれ、プラズマ生成器２８６はその内部
に配置された１つまたは複数の電極を使用してＮＯを生成する。ＮＯ２フィルタ２８８は
、プラズマ生成器２８６からのガスからＮＯ２をフィルタリング除去するために使用され
る。フィルタリングされたガスは、次いで、換気装置に送り出されて患者に送達される。
カートリッジ２８２は、流量センサ２９０、空気フィルタ２９２、および水トラップ２９
４を含む、追加的な機能を含む。システム２８０は、吸引ポンプ３００と１つまたは複数
のセンサ３０２とを有する制御装置２９８も含む。図の実施形態では、センサは、ＮＯ、
ＮＯ２、Ｏ２、およびセンサチャンバ圧力／流量を含む。
制御装置は、典型的には、酸化窒素治療に使用される再使用可能装置である。制御装置
の構成要素の中には、摩耗し、システムの寿命の間に交換スケジュールを必要とするもの
があり、それらにはセンサパック、電極アセンブリ、ポンプ、および弁が含まれる。より
定期的に、捕集カートリッジは一定期間、例えば数日から数週間の後に交換される。人工
呼吸器カートリッジも、センサの故障または汚染の場合に交換可能であり得る。
制御装置は、単一の障害で酸化窒素の生産が停止することがないように設計される。単
一の障害が発生したときにユーザの介入を必要とする代わりに、システムは、ユーザに問
題を通知しながら継続的なＮＯ生産を提供することができる。このレベルの堅牢性を達成
するために、制御装置は、冗長な機能のうちの１つまたは複数を有することができる。例
えば、制御装置は冗長なバッテリを含むことができ、単一のバッテリ障害が発生した場合
に、バックアップバッテリがあるようにする。ユーザは、装置の後部パネルにＡＣ電力ま
たはＤＣ電力を接続する選択肢も有する。冗長なＨＶ回路は、第２のＨＶ回路が人工呼吸
器回路に対するバックアップとして働き、手動換気装置回路に酸化窒素を提供することが
できるように使用され得る。冗長な空気ポンプは、各高電圧回路に専用の空気ポンプから
空気が供給されるように使用され得る。冗長な電極アセンブリは、各ＨＶ回路が専用の電
極アセンブリを駆動するように使用され得る。よって、一方の電極アセンブリが故障した
か、または動作を停止した場合、システムは、他方の電極アセンブリの使用に自動的に切
り替えることができる。冗長なセンサおよびアクチュエータ（弁、ポンプ）も、ＮＯの生
成および送達における単一の故障を防止するために用いられる。
いくつかの実施形態では、システムは、周期的にバックアップ回路をチェックしてそれ
が機能していることを保証する。図１６Ａは、システムがどのように周期的にチャネルＢ
をチェックするかを描いている。このチェックは、例えば、１０回のプラズマパルスごと
、または１日１回のチェックであり得る。任意の測定時間またはプラズマパルスを使用し
て冗長な構成要素に対するシステムチェックを行えることが理解されよう。図１６Ｂは、
チャネルＡにおける故障を描いている。システムは、チャネルＡの代わりとして、すべて
の酸化窒素生産にチャネルＢを使用し始める。いくつかの実施形態では、システムは、両
方のチャネルが同時に故障することはないという前提で、両方のチャネルを均等に使用す
ることができる。両方の捕集経路が酸化窒素生成に使用されていて、一方のチャネルが故
障した場合は、第２のチャネルを使用して、それまでのＮＯ生産またはその最大生産制限
のうち小さい方に一致させる。いくつかの実施形態では、システムは、電極間を定期的な
間隔で交互に切り替えて、電極寿命を向上させることができる。いくつかの実施形態では
、２つのチャネルは同時に使用される。これには、システムの総ＮＯ生産能力を増大させ
るという利点があり得る。また、同時の使用は、各チャネルの温度と摩耗率を低下させ、
構成要素の熱劣化および電極スパッタリングを低減する。ガス流が１つのチャネルから別
のチャネルに変更されたときには、それまでの流れチャネルを非ＮＯ含有ガスで洗い流し
て、生成されたＮＯ含有ガスを除去する。
システムは、捕集経路の摩耗および／または閉塞の可能性に対処するために、１つより
多い、例えば２つの独立した捕集経路を有することもできる。最大酸化窒素生成の場合、
システムは、両方のＨＶ回路および捕集経路を同時に使用して、酸化窒素の出力を倍増す
ることができる。
図１７Ａは、下記で詳細に解説するように、二重電極アセンブリ（プラズマチャンバ）
が使い捨てカートリッジの中に位置する一実施形態を描いている。ＮＯ２浄化機能は、図
に示されていないが、電極に接続して、電極で生成されたプラズマを通った後のガスを浄
化することができる。図１７Ａに示すカートリッジ３２０は筐体３２２を含み、筐体３２
２は、制御盤３３０と、センサバンク３４６と、換気カートリッジ３７０の中に位置し、
高電圧回路３６２、３６６と通信する二重電極アセンブリ３７２、３７４とを収容してい
る。制御盤３３０は、ブザー３３２、充電回路３３４、電源回路３３６、および流れ／圧
力回路３３８を含み、バッテリ３５８、３６０、ならびにＡＣ電力およびＤＣ電力３２４
、３２６との接続を備える。制御盤３３０は、ユーザインターフェース３２８と、警報３
４０およびブザー３４４を有するウォッチドッグ回路３４２と通信する。図１７Ｂは、二
重電極アセンブリ３８４、３８６がカートリッジ３８０の筐体３８２内に位置するカート
リッジ３８０の一実施形態を描いている。図１８は、制御盤３９４、電力管理回路３９２
、および電極アセンブリ３９６を含む、ＮＯ装置３９０の一実施形態のすべての構成要素
を示す模式図を描いている。下記で詳細に解説するように、プラズマチャンバが制御装置
の一部またはカートリッジの一部となり得る。
反応ガス取込および流量制御装置
反応ガスをＮＯ生成システムの中に取り込むために様々な構成要素が使用され得る。い
くつかの実施形態では、反応ガスは、図Ｘに示すように、ガスフィルタを通ることができ
る。いくつかの実施形態では、ガスフィルタは０．２２ミクロンの孔径を有する。このフ
ィルタを使用して、空気をプラズマに曝露するのに先立って周囲空気から微粒子を除去す
ることができる。いくつかの実施形態では、反応ガスフィルタをＮＯ２浄化器カートリッ
ジと組み合わせて、使用ステップを減らすことにより装置の使用を簡略化する。
プラズマチャンバに供給する空気圧回路は、正確に制御された流れを有することができ
る。この理由は、プラズマチャンバを通る反応ガス流量はＮＯ生成に大きく影響するため
である。空気圧回路は、多種の方式で構築され得る。
脈動的空気流機構
いくつかの事例では可変流を使用して脈動的な人工呼吸器空気流にＮＯを提供すること
ができ、脈動的空気流を実現するには様々な機構が使用され得る。いくつかの実施形態で
は、ボールねじのねじと同心のモータを使用することができる。モータはボールねじのナ
ットを回転させることができ、それによりねじおよびピストンを並進させる。これは非常
にコンパクトであり、調整可能な量のストロークを提供することができる。いくつかの実
施形態では、ダイヤフラムを使用することができ、ダイヤフラムを「テント状に張る（ｔ
ｅｎｔ）」、または平坦化することによってチャンバの容積を変化させて、人工呼吸器回
路に送達される前のＮＯを貯蔵する。ピストンは各種の機構で駆動することができ、それ
らには、プーリーおよび戻しばね、ラックおよびピニオン、リニアモータ、クラッチ付き
モータ、およびプーリーが含まれる。
ピストン、ダイヤフラム、および他の機構を使用して脈動的空気流を実現するための技
術の様々な実施形態を図１９〜図２５に示す。これらの実施形態は各々、目標ＮＯ投与量
の送達を実現するように、空気圧システム（チャンバ圧力、プラズマチャンバ流量、リザ
ーバ／アキュムレータ圧力等）と、患者（吸気流量、吸気圧等）とに必要とされるセンサ
入力を使用して、電子制御システムによって制御され得る。図１９に描かれる実施形態で
は、ピストン４００がプラズマチャンバ４０４を通じて空気を引き込んで、アキュムレー
タ／シリンダ４０２を満たすことができる。ピストン４００は、患者の呼吸と同期される
ように、フィルタ／捕集器４０６から出口４０８へとＮＯを押し出すことができる。スト
ロークおよび速度は、患者の肺容量および呼吸数に基づいて変動させることができる。図
２０に描かれる実施形態では、ポンプ４１０を使用して一定の流れを人工呼吸器回路に送
達してバイアス流を投与し、一方でピストンポンプ４１２を使用して吸息中に追加的なＮ
Ｏ生成のための空気の塊を提供する。図２１では、装置は、プラズマチャンバ４２０で生
産されたＮＯをアキュムレータ４２２に蓄積し、患者の吸気に合わせて１つまたは複数の
弁４２４を使用してそれを放出することができ、１つまたは複数の弁４２４は、例えば、
単一の比例弁、または２値状態（開／閉）をもつ弁の配列とすることができる。図２２で
は、１つまたは複数の弁４３０がポンプ４３２の前に位置して、プラズマチャンバ４３４
への流入空気流を変更する。変更は、比例弁のような調整可能な蓋やデジタル弁のパルス
幅変調を含む、各種手段で行われ得る。いくつかの実施形態では、ポンプは、一定の速度
で作動し、一方、弁はポンプを可変に絞るように調整され、それにより流量およびＮＯ生
産を変更する。図２３は、ダイヤフラム４４０を使用する代替のアキュムレータの設計を
描いている。ダイヤフラム４４０は、エラストマー材料または剛性／硬質材料のいずれで
あってもよい。いくつかの実施形態では、転動型ダイヤフラムが使用される。ダイヤフラ
ム４４０の下流にある弁４４２が、吸気事象を投与するための必要に応じて、制御された
形でダイヤフラムから圧力を放出する。図２４は、エラストマーまたは非エラストマーダ
イヤフラム／バルーン４５２を備えたチャンバとしてのアキュムレータ／リザーバを描い
ている。ダイヤフラムドライバ４５０（ソレノイド、ボールねじ、リニアモータ、ラック
およびピニオン、リニアアクチュエータ等）を使用して、ガスの塊を患者に送達するため
の必要に応じてダイヤフラム４５２を変位させる。図の実施形態では、プラズマチャンバ
４５４は、システム中で最初の要素であるが、フィルタ／捕集器の上流である限り、他の
場所に位置することができる。プラズマチャンバが下流にあるほど、空気圧システム構成
要素のＮＯおよびＮＯ２への曝露が低くなる。いくつかの実施形態では、ＮＯは、可能な
限り遅く、ただし捕集器よりも前で生成することができ、それにより、プラズマチャンバ
を出る高濃度のＮＯ／ＮＯ２混合物が、酸化してより高いＮＯ２レベルを生成する時間が
最小になるようにする。図２５は、ピストン４６０を利用して反応ガスをチャンバ４６２
に引き込むシステムを描いている。チャンバ４６２内の電極４６４が、１回または複数回
アーク放電してＮＯを生成する。ピストン４６０は、療法の必要に応じて患者に向けてＮ
Ｏ混合物を押し出す。いくつかの実施形態では、ピストンは、患者の吸息と同時に発生す
るＮＯの塊を患者に向けて押し出す。いくつかの実施形態では、ピストンは、リザーバが
空になるまで一定のレートでＮＯを押し出す。その後、ピストンはリザーバを再度満たし
、ＮＯが生成され、患者へのＮＯの送達が再開する。ピストンは、上記で列挙したような
多種のリニアアクチュエータによって駆動され得る。
圧縮ガスチャンバは、出口に可変絞り弁を含むことができる。いくつかの実施形態では
、圧縮ガスチャンバは、システムの独立した構成要素の代わりに、マニホールド内の容積
とすることができる。いくつかの実施形態では、ポンプが空気圧リザーバに供給する。い
くつかの実施形態では、リザーバ内の圧力が検知される。いくつかの実施形態では、空気
圧リザーバ圧力が、ポンプ速度を制御するための信号として使用されてよい。いくつかの
実施形態では、リザーバからの流れが、比例弁または１つもしくは複数のデジタル弁によ
って制御される。いくつかの実施形態では、流量制御弁の上流および／または下流の空気
圧力を検知して、空気流の制御または調節を向上させる。圧縮ガスチャンバ内の圧力は、
チャンバ圧力を入力として使用して空気ポンプ活動を制御する閉ループ制御によって、調
節することができる。可変絞り弁は、デジタル弁の代わりにアナログ弁のように動作する
ことができる（「デジタル」とは、全開、全閉、および半閉など、離散した弁位置を実現
できることを意味する）。可変絞り弁は、ＰＷＭ制御されてスパークチャンバを通る空気
流を変動させるデジタル弁も含むことができる。いくつかの実施形態では、１つまたは複
数の空気流センサを空気流制御システムの一部として使用して、流量制御弁よりも下流の
空気流を測定してよい。
いくつかの実施形態では、様々な流路を独立したポンプと共に含めることができる。い
くつかの実施形態では、１つのポンプがバイアス流にＮＯを投与するように作動すること
ができ、別のポンプが空気のパルスを提供して、吸気活動に一致するように圧力を増大さ
せることができる。いくつかの実施形態では、別の流路に故障が発生した場合に、単一の
流路が、バイアス流と吸気投与の両方を提供することができる。より低いバイアス流の投
与は、空気流を遅くするように、または間断的な空気流を生成するように、弁位置を変動
させることによって実現することができる。
いくつかの実施形態では、単一のポンプが、二重経路流れ回路内に空気を移動させるこ
とができる。固定オリフィスおよびポンプレートが、バイアス流に合わせて適合される。
ポンプは、固定オリフィスの後ろで高圧力を維持することができる。可変オリフィスが患
者の吸気時に開いて、追加的な流れを追加することができる。いくつかの実施形態では、
可変オリフィスの直径は、所与の患者治療の間一定に保持することができ、インラインＯ
Ｎ／ＯＦＦ弁が、可変オリフィスを通る流れを制御する。いくつかの実施形態では、ＯＮ
／ＯＦＦ弁が間断的に開閉して流れを変動させることができるので、可変オリフィスは必
要とされない。
いくつかの実施形態では、ポンプは継続的に作動することができる。流れ誘導器が、固
定オリフィス経路（すなわち、バイアス流）と可変オリフィス経路（すなわち、吸気流お
よびバイアス流）とを切り替えることができる。いくつかの場合には、より継続的に作動
することができるより小型の空気ポンプによって、空気リザーバを満たすことができる。
ポンプは、空気リザーバ内に一定の圧力を維持するために使用される。比例弁を通して空
気を送達する加圧リザーバは、速度を速めることを必要とするポンプよりも反応性が高く
、より瞬間的な流れを提供できる可能性がある。１つの実施形態では、空気リザーバは、
別個の構成要素ではなく、ＮＯ生成器の筐体の中に構築された空隙から成る。これによっ
てリザーバを閉じた形状にすることが可能となり、閉じた形状は、筐体内の使用されてい
ない容積を占めることにより、装置サイズ／体積を最小にする。リザーバと筐体を組み合
わせることも、装置全体の大きさを最小にする助けになる。
図２６Ａおよび図２６Ｂは、弁を通ってプラズマ源に至る流路を備えた、Ｎ２およびＯ
２含有ガス源を示す。図２６Ａでは、比例弁４７０はそれ以上閉じず、そのため、プラズ
マチャンバ４７２を通るいくらかのレベルの流れが常にある。図２６Ｂは、いくらかのレ
ベルの流れを常に通す恒久的な孔を備えたソレノイド弁４７４を示す。図２６Ｃは、プラ
ズマチャンバに接続された流れ源４７８を示し、流れ源は、流量、圧力、または両者の組
合せにおいて変動させることができる。流れ源は、回転ポンプ、ピストンポンプ、圧縮機
、加圧容器、ファン等であり得る。図２６Ｃの流れ源は、吸気パルス間に流れてシステム
からのＮＯ２を洗い流すように制御することができる。この洗い流しは、ある量の時間、
空気体積の後に、または次の吸気パルスが検出されたときに中止することができる。
高電圧回路、プラズマ生成器、および電極
いくつかの実施形態では、プラズマ生成回路４８０は、図２７に示すように波形制御回
路４８２および高電圧回路４８４を含むことができる。波形制御回路４８２は、継続的で
カスタマイズ可能な制御波を生成する。制御波は、プラズマＡＣ電流周波数およびデュー
ティサイクル、放電パルス周波数およびデューティサイクル、ならびに群周波数およびデ
ューティサイクルを含む、複数の制御パラメータを含んでいる。いくつかの実施形態では
、制御波は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）によって生成される。高電圧制御装置の
ＤＳＰプロセッサによって生成された例示的波形を図２９に示す。高電圧変圧器は、入力
に従って、低電圧電流を、電極間隙でプラズマを生成するのに充分に高い電圧に変換する
。２．５ｍｍの電極間隙を伴ういくつかの実施形態では、高電圧レベルは７ｋＶ程度であ
る。
いくつかの実施形態では、システムは、交流（ＡＣ）電圧を電極に作用させることがで
きる。ここで開示される実施形態は、直流（ＤＣ）電圧を電極に作用させることもできる
。いくつかの実施形態では、追加的な構成要素をシステムに追加することにより、ＡＣシ
ステムをＤＣシステムに変換することができる。いくつかの実施形態では、半波整流器ダ
イオードがシステムに含まれ得る。例えば、整流器ダイオードは低電圧側にあることがで
きるか、または整流器ダイオードは高電圧側にあることができ、絶縁破壊電圧は１５〜２
０ｋＶよりも大きい。いくつかの実施形態では、１５ｋＶの放電コンデンサが追加され、
整流器の後に位置して、電圧極性が逆転しないことを保証することができる。変圧器の再
設計は、はるかに大きい巻数比および電流容量を用いて実現することができる。一実施形
態では、リッツ（Ｌｉｔｚ）線を使用することができる。ＤＣシステムは共振から利益を
得ないので、高い電圧レベルが必要とされる。よって、変圧器で高い巻数比が必要とされ
得る。ＡＣ用途のために、変圧器巻線の中間の適切な場所に電圧タップを置くことができ
る。電流が電圧タップから引き出されると（ＡＣ共振動作）、変圧器の二次巻線の使用さ
れない部分がショートして過度に高い電圧の発生を防止する。
高電圧回路は各種構成要素から形成することができるが、いくつかの実施形態では、高
電圧回路は、コマンドを受け取る制御装置、共振回路、および高電圧変圧器を含む。ＨＶ
回路は、制御装置からコマンドを受け取り、そのコマンドをプラズマパラメータとして解
釈し、共振回路に供給される電流のパルスを作成し、ＡＣ電圧を生成する。ＡＣ電圧は、
電気効率を最大にするように高電圧変圧器の固有共振周波数に同調された周波数を有する
。ＡＣ高電圧は、放電を起こすために電極に印加され、パルスが終了するまで継続する。
図２８は、ＨＶトリガ回路４９０の一実施形態を例示する。ＨＶトリガ回路４９０は、
ＤＣ電力４９２および少なくとも１つの入力コマンド４９４を受け取る。プロセッサ４９
６は、同調された共振器回路５００を励振させるためのＰＷＭ信号（可変継続時間）をス
イッチング回路４９８に供給する。共振器回路５００は、ＨＶ変圧器５０２を固定された
共振周波数で励振させて、ＨＶ出力５０４、例えば電極で、電圧を生成する。共振器への
電流５０６の測定により、プロセッサ４９６にプラズマ機能のフィードバックを提供する
。追加的なフィードバックが入力電流センサ５０８から提供され得る。
図２８に示すＨＶトリガ回路４９０はいくつかの利点を有することができ、それらには
、共振の同調が酸化窒素生産効率を向上させ、それにより放電コンデンサが不要となり、
それにより信頼性が向上し、構成要素の寿命が延びることが含まれる。ＨＶトリガ回路の
ＡＣ動作は、電極の寿命を延ばすことができ、金属粒子を気流中に飛散させる可能性を低
減することができる。いくつかの実施形態では、フィルタを使用してガスストリーム中の
金属粒子を捕捉する。いくつかの実施形態では、フィルタサイズは０．２２ミクロンであ
る。いくつかの実施形態では、ガスを液体に通して泡状にして、プラズマチャンバの後で
粒子を捕捉する。液体は、例えば、水、硝酸、酢酸、葉酸であり得る。
放電継続時間のＤＳＰ制御は、酸化窒素濃度をより精密に調節することができ、またＤ
ＳＰ制御は、製造変動、変圧器特性、温度、および電極状態（間隙、摩耗、温度）を加味
するように共振を自動的に「同調」することも可能にする。いくつかの実施形態では、シ
ステムは、変化する条件を加味するように、治療全体を通じて周期的に共振周波数を特定
する。１つの実施形態では、システムは、電源投入時にのみ共振周波数を判定する。いく
つかの実施形態では、システムは、起動時間を短縮するために、共振周波数を記憶してお
き、この記憶された値を周期的に（例えば隔月に）更新する。いくつかの実施形態では、
システムは、プラズマ電力を低下させて低い投与量のＮＯを生産するために、わずかに共
振からずれて動作する。入力および／または出力電流フィードバックは、電極がスパーク
を起こさない場合にそのことを自動的に検知することができ、それにより自律的な緩和ア
ルゴリズムを可能にすることができる。ＤＳＰは、ＡＣ波形の周波数およびデューティサ
イクルを制御することによってＡＣ波形の形状を制御することができる。
いくつかの実施形態では、ＨＶトリガ回路の変圧器は共振設計であり、その場合、変圧
器の２次側内の電圧は、空気間隙を絶縁破壊するために充分な電圧が電極に存在するまで
増大する。空気間隙を絶縁破壊するのに必要とされる電圧は、湿度、圧力、間隙距離、電
極形状、電極条件、および他の因子と共に変動する。設定された高電圧レベルのない共振
設計を有することにより、電極および環境の変動性が存在する場合にプラズマ生成の信頼
性が向上する。いくつかの実施形態では、絶縁破壊のための電圧は、典型的には８ｋＶ〜
２０ｋＶの範囲であるが、Ｘ線生成に関係する安全規格を適用できるように電圧を１４ｋ
Ｖ未満に保つことが望ましい。
電極間の交流電流の周波数は、ハードウェア設計の結果であり、一実施形態では、典型
的には５０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの範囲である。一例示的実施形態では、ＡＣ電流周波数
は１３５ｋＨｚである。別の例示的実施形態では、ＡＣ電流周波数は１００ｋＨｚである
。パルスは、ある治療に対して固定された周波数とすることができ、略１００〜２００Ｈ
ｚである。このレートは用途に応じて変動してよい。例えば、新生児の用途であれば、必
要とされるＮＯの量が低いため、より遅い周波数を必要とする。パルスの継続時間も、所
望のＮＯの量に基づいて変動させることができる。例えば、典型的な成人の場合、継続時
間は略２５０マイクロ秒（およそ２５％デューティサイクル）である。
一次巻線の漏れインダクタンスが、共振周波数を決定する。一次巻線と二次巻線との間
の相互インダクタンスが、変圧器の共振を決定する。高電圧回路は、５５５タイマ、複雑
プログラム可能論理装置（ＣＰＬＤ）、フィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧ
Ａ）、マイクロプロセッサ、または任意のアナログ回路によって制御されてよい。制御ソ
フトウェアおよび制御回路から高電圧回路への通信は、シリアルバス、Ｉ２Ｃバスなどの
有線接続、または光、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷｉＦｉなどの無線手段、または他の手段を
使用して行われ得る。
高電圧トリガ回路は、プラズマ生産を修正するか、停止するかのいずれかの命令を受け
取るまで、命令に従ってプラズマを生成し続けることができる。システムは、制御ソフト
ウェアの故障、ユーザインターフェースの故障、および／または制御回路の故障が発生し
た場合に、酸化窒素の生成を続けることができる。
システムは、これらに限定されないが、病院の患者データシステム、および他の制御装
置を含む、様々な追加的構成要素と通信するための無線通信モジュールを含むことができ
る。例えば、カートリッジが移送のために制御装置間を転送されているときに、１つのシ
ステムが患者治療事例の状態を第２のシステムに通信することができる。
いくつかの実施形態では、人工呼吸器カートリッジは、移送中に１つの制御装置から別
の制御装置に転送される。これらに限定されないが、通し番号、ロット番号、システム構
成情報、治療データ履歴、警報ログ、患者ログ、ガス分析データ履歴、治療設定ログ、有
効期限、流量センサ校正情報、および他の情報を含む治療情報を、呼吸器カートリッジ中
のメモリデバイスを介して１つの制御装置から別の制御装置に転送することができる。メ
モリデバイスは、有線接続またはワイヤレス手段（ＲＦＩＤ、Ｂｌｕｅ−ｔｏｏｔｈ等）
を介して通信され得る。データは、治療全体にわたって、周期的なレートで、人工呼吸器
カートリッジ内でリフレッシュすることができる。このようにして、受信側のシステムは
、呼吸器カートリッジを読み取り、前のシステムが停止した箇所から患者の治療を再び始
めることができる。この種の転送は、病院から救急車、ヘリコプターから病院への患者の
転送中に、またはシステムが故障した場合に行われ得る。
いくつかの実施形態では、水トラップがメモリデバイスを有し、このメモリデバイスは
、これらに限定されないが、通し番号、ロット番号、システム構成情報、治療データ履歴
、警報ログ、患者ログ、ガス分析データ履歴、治療設定ログ、有効期限、流量センサ校正
情報、および他の情報を含む情報を記憶するために使用される。課金は、ＮＯ治療の分数
、ＮＯ治療のモル数、治療回数等を単位とすることができる。
また、ファン動作を確認するためのエンコーダを備えて、または備えずに、筐体冷却フ
ァンが含まれ得る。ファン動作も、光学的に、またはファン流とインラインである流量セ
ンサを用いて検出され得る。ファンは、ファン速度を変更するための温度入力に基づく独
自の閉ループ制御を有してもよい。ファン速度は、筐体温度、プラズマ生成レベル、筐体
排気温度、周囲温度、熱交換器温度、および／または他の入力に基づいて変更されてもよ
い。ファンは、冷却空気を、カートリッジから、または筐体内の別のフィルタ付き入口か
ら調達してよい。いくつかの実施形態では、２つのファンが使い捨てフィルタカートリッ
ジを通じて空気を引き込む。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のファンが、装置
筐体内から空気を調達し、それを吹き出す。いくつかの実施形態では、排気ガスを装置の
底部から吹き出させて、液体侵入の懸念に対処する。
プラズマ生成レベルを制御するために様々な入力が使用され得る。一実施形態では、周
囲圧力センサを使用して所与の酸化窒素出力濃度に対するプラズマ生成レベルを決定する
際に、周囲圧力が制御アルゴリズムへの入力として働く。プラズマチャンバ圧力をプラズ
マチャンバ内で測定して、存在するＮ２およびＯ２の量を判定することができる。筐体温
度センサを使用して筐体内の過熱を検出することができる。過熱が発生した場合、システ
ムは、筐体ファン速度を増大させる、酸化窒素ガスの流量を増大させる、ユーザに警告す
ることにより、および／または別の他のタイプの通知により、応答することができる。冷
たい空気ほど密度が高いため、酸化窒素システムによって生じる熱から隔離された場所に
周囲温度センサを位置させることができ、そのセンサからの測定をプラズマ生成アルゴリ
ズムへの入力として使用することができる。その結果、ＮＯ生成効率が向上する。湿度セ
ンサを使用して周囲空気条件を測定して、酸化窒素生成制御アルゴリズムへの入力および
推定値を提供することができる。湿度センサは、ガス分析センサチャンバ内の湿度を監視
するためにも使用することができ、それにより、センサが許容可能な湿度条件に維持され
ることを保証することができ、またはサンプルの温度を制御するための入力として使用し
て、サンプルライン内の凝縮を防止することができる。ガス分析センサは、個々に制御装
置に装着することができ、または１つの動作ですべてのセンサをカバーできるようにセン
サパックに組み入れることができる。ガスサンプルの湿度によっては、サンプルガスを取
り扱うガスラインは、水分の凝縮を防止し、過度に乾燥しているガスからセンサを保護す
るために、ナフィオンまたは同等物の配管から作製されてよい。分析センサのためのガス
サンプルは、プラズマチャンバから直接、捕集器の出口から、捕集カートリッジから、人
工呼吸器カートリッジから、または患者吸気リム内の場所から調達され得る。一実施形態
では、ガスは、患者のＹ継手の直前で患者吸気リムから採取され、そのため、回路に追加
的なデッドスペースを加えることなく、患者に入る直前にガスが分析される。これは、採
取がＹと患者との間で行われる場合にそうである。別の実施形態では、ガスは呼吸器カー
トリッジの出口で採取される。これは、患者濃度に合わせて希釈されているもののまだ換
気回路の乾燥部分にある間にガスを採取し、よって、湿度、噴霧薬剤、および他の潜在的
な汚染物によって汚染されないという利点をもたらす。この選択肢は、人工呼吸器回路の
乾燥部分にあるため水トラップおよびフィルタを必要としないと共に、外部のサンプルラ
インがないためにシステムを設定するための使用ステップを減らすという利益を提供し得
る。当業者には、任意の数および任意の組合せの本明細書に記載されるセンサがシステム
と共に使用され得ることが理解されよう。
いくつかの実施形態では、システムは、ＮＯセンサを使用して、患者の吸気直前にガス
中の酸化窒素レベルを検出することができる。ＮＯセンサを患者の近くに位置させること
は、患者に入る前の追加的なＮＯからＮＯ２への変換の影響を最小にするために望ましい
。１つまたは複数のＮＯセンサが、冗長性および／またはＮＯ出力に基づくプラズマ生成
の閉ループ制御のために使用されてよい。一実施形態では、範囲外のＮＯレベルの検出、
および制限された閉ループフィードバックのために、単一のＮＯセンサが使用される。例
えば、測定されたＮＯセンサレベルは、１０％などの制限された量だけプラズマ活動を増
減させて、装置出力を調整することができる。
いくつかの実施形態では、システムは、１つまたは複数のＮＯ２センサを使用して患者
に入る前の吸気ガスを分析することができる。ＮＯ２警報閾値は変動することが可能であ
るが、一実施形態では、治療の用途および継続時間に応じて、典型的には１ｐｐｍ〜３ｐ
ｐｍの間のＮＯ２である。いくつかの実施形態では、ＮＯ２警報閾値レベルでは肺の損傷
よりも急な呼吸事象の方が可能性が高いので、システムは、ＮＯ２警報が発生した場合に
動作を続けることができる。
また、Ｏ２レベルをシステムによって測定することもできる。プラズマチャンバに流す
周囲空気を調達するシステムが、人工呼吸器の吸気リム内でガスを希釈する可能性がある
。これは、特に患者が１００％酸素を処方されているときに関係し得る。よって、患者が
酸化窒素導入後に呼吸している実際のＯ２レベルをユーザに知らせることが望ましい。例
えば、処方されたＯ２レベルと実際のＯ２レベルとの間のＯ２レベルのずれは、１００％
Ｏ２の場合には８％にもなり得る。Ｏ２測定は、吸気ガス中で直接プラズマを生成するシ
ステムでは、制御アルゴリズムへの入力として使用されてもよい。Ｏ２レベルおよびＮ２
レベルが５０／５０の化学量論比に近づくにつれて、ＮＯ生産レベルが向上する。よって
、所与の量のＮＯを生成するために次第に低下する電力量で済むようになる。プラズマ生
成アルゴリズムにおいてＯ２レベルを考慮しないと、患者は、処方よりも多いＮＯまたは
少ないＮＯを受け取る恐れがある。一実施形態では、酸素濃縮器で使用されるような膜を
使用して、プラズマチャンバに入る前に空気中の酸素レベルを増大させ、それによりＮＯ
生産効率を増大させることができる。
いくつかの実施形態では、システム内にサンプルガスポンプが位置して、ガス分析セン
サおよび大気へ向かう人工呼吸器回路内の吸気流リムからサンプルガスを引き抜くことが
できる。一般に使用されるガス分析センサは、電気化学的プロセスに依拠する。それらの
センサは、典型的には３０〜６０秒の間隔である、遅い測定周波数を有する。市販のＮＯ
送達システムは、ガスサンプルを一定の流量で引き抜く。これにより、ＮＯ濃度を時間に
対して平均する。一方、人工呼吸器流では、流量および濃度は時間と共に変動し得る。例
えば、患者が吸気中に１００ｐｐｍのＮＯを受け取り、吸気が呼吸期の１０％に相当し、
呼気が呼吸周期の残りの９０％で起こった場合、患者は平均１００ｐｐｍのＮＯを受け取
っていることになる。しかし、ガス分析センサは、呼吸周期全体にわたって検知されたガ
スの濃度を平均し、１０ｐｐｍの濃度を報告することになる。よって、サンプルポンプの
一定の流量は、不正確なガス濃度読取値を生じさせ得る。
ガス分析読取値の精度を向上させる１つの方式は、患者の吸気数の関数としてサンプル
ラインのポンプレートを変動させるものである。これのための妥当な推測値は人工呼吸器
回路の吸気流量であるが、人工呼吸器バイアス流に関する追加的な考慮事項が必要となり
得る。上記の例では、サンプルポンプは患者が吸気していたときにのみサンプルを引き込
むことになり、よって、分析されるガスは、患者が吸気した濃度と同じ濃度、すなわち１
００ｐｐｍのＮＯとなる。サンプルポンプ流を変動させる方式の１つは、患者の呼息の間
はポンプをオフにし（ゼロ流量）、患者の吸息の間にのみポンプをオンにするものである
。
バイアス流を用いた人工呼吸器治療は、吸息ＮＯの測定精度にも影響することがある。
呼息の間に（バイアス流が呼気リムに分流しており、患者に入っていないときに）サンプ
ルポンプが停止された場合、バイアス流の濃度は測定されず、それにより吸気ＮＯ濃度の
測定の精度を向上させる。
ガス分析センサが一定のガス流を必要とする場合、システムは、患者の呼息の間に人工
呼吸器回路以外の供給源からサンプルガスを引き出し得る。別の供給源の一例は周囲空気
である。制御装置は、吸気リムからの既知のサンプル時間に対する代替供給源からのサン
プル時間と、検知された濃度とに基づいて、測定がどのようになるべきかを計算し得る。
いくつかの実施形態では、患者が吸気しているガスをより代表するガスをガス分析セン
サに提供するための手法は、人工呼吸器の吸気リムと並列にサイドストリームアキュムレ
ータ／混合チャンバを有するものである。典型的には、混合チャンバの容積は、１回の呼
吸周期にサンプルポンプによって引き込まれるガスの体積と少なくとも等しく、そのため
、採取されたガスは、患者が吸気するものの平均を表す。上記の例では、装置は１０％の
ＮＯを測定することになる。しかし、呼吸器流情報と合わせられると、制御装置は、患者
が時間のうち１０％しか吸気していないことも知ることになる。よって、装置は、表示す
るＮＯ濃度＝測定ＮＯ値／％吸気時間、のように測定されたデータに係数を適用し得、こ
こで、測定ＮＯ値は、ＮＯレベルを全呼吸周期にわたって平均した、電気化学セルから示
される値であり、％吸気は、患者が吸気している呼吸周期時間の％単位の割合である。
サンプルガス流量センサも設けられ得る。人工呼吸器回路ガスの代表測定のためには、
ガス分析センサ上を通るサンプルガスの流れが必要とされ得る。サンプルラインが閉塞さ
れる、またはねじれることがあり得る。システムは、サンプルラインの閉塞と、ガスサン
プルポンプの適正な機能とを検出するためのセンサを有する。センサは、センサチャンバ
内の圧力／真空レベルを測定する圧力センサ、もしくはポンプと直列の実際の流量センサ
とすることができ、またはセンサはサンプルライン内の流量センサとすることができる。
サンプルラインが遮断された場合、ポンプを逆に作動させることによってサンプルライン
をパージすることができる。
電極アセンブリ、またはプラズマアセンブリもしくはチャンバは、制御装置の一部、ま
たはカートリッジなど、使い捨て構成要素の一部とすることができる。
一般に、プラズマを生成する際に伴う温度は、大半の金属の融点またはその近傍にある
。自動車への用途において、また現在までのＮＯ送達システムの記述では、電極に印加さ
れる電圧はＤＣであり、すなわち陰極および陽極がある。電子は陽極から陰極に進んで、
時間と共に陽極を侵食する。そのため、自動車および他の用途では、高融点温度の材料は
陽極にのみ使用されることになる。
いくつかの実施形態では、ＡＣ電流が電極に印加される。これは、時間のうち一定割合
だけ両方の電極を陰極にすることを可能にすることにより、電極の摩耗を均等にする。両
方の電極が陰極として働くと、両方の電極が、これらに限定されないが、イリジウム、白
金、焼結酸化イリジウムまたはイリジウム−白金合金などの、高融点温度の材料から構成
され得る。電極は、単一材料の一体構造である必要はなく、合金または適切な材料の組合
せとすることができる。いくつかの実施形態では、イリジウムもしくは他の貴金属または
合金パッドが、金属製の円筒形基板の端部に溶接される。円筒形以外の各種の形状も電極
を形成するために使用され得ることが理解されよう。基板材料は、銅、ニッケル、炭素鋼
、鉄など、より安価な材料とすることができる。この複合手法は、コストを低下させるだ
けでなく、電極の追加的な装着方法も可能にする。例えば、炭素鋼または鉄は、これらの
材料が非毒性であるため使用することができ、よって、基板と接触するアーク放電はいず
れも安全なままとなる。
いくつかの実施形態では、イリジウム電極パッドの質量は０．１５ｇであり、これは、
典型的な自動車型イリジウムパッド０．５ｍｇの３６０倍である。この追加の質量は、熱
質量がより大きくなり、電極基板材料との接触パッチが大きくなるため、プラズマ生成中
の温度上昇を低下させる。大きなイリジウム電極パッドを有することにより、電極は、例
えば、電極対上で１カ月、２カ月、３カ月、４カ月、またはそれ以上など、より長い期間
にわたって動作することができる。
様々な電極形状およびサイズがプラズマチャンバ内で使用され得る。いくつかの実施形
態では、針電極を使用することができる。針電極は急速に摩耗することがあり、それによ
り電極間隙が増大し、ＮＯ生産レベルが変わる。いくつかの実施形態では、平坦な電極表
面を使用することができる。これは、アークが２つ以上の場所から開始することになるの
で、球面の幾何学形状に近似する電極幾何学形状は、よりゆっくりと侵食するためである
。
また、複数ペアの電極をシステム内で使用することもできる。制御装置（またはプラズ
マチャンバ、もしくは電極を装着できる任意の他の場所）は、サービスとサービスの間の
作動時間を増大させるために、１つまたは複数の電極ペアを含むこともできる。いくつか
の実施形態では、これらの電極は、１つのユニットとして交換されるようにマニホールド
に装着することができる。複数の電極アセンブリを有するシステムでは、システムは、過
熱を最小にするために電極間を循環することができる。代替として、システムは、それら
の電極を順に使用することができる。各電極が専用の高電圧変圧器を有し得、または、各
電極を１つのＨＶ変圧器から通電するために分配器のような切替えユニットが使用され得
る。図３０は、電極マニホールド５２０がどのようにヒートシンクを兼用し、冷却フィン
を有することができるかの例示的実施形態を描いている。
電極は摩耗する可能性があるため、交換のしやすさを増大させるように電極をシステム
内に配置することが可能である。いくつかの実施形態では、電極は、容易に交換できるよ
うに各自のプラズマチャンバと共に個々に収納することができる。アセンブリは、ヒート
シンクなどの他のオプションの機能を含むことができる。電極活動は、プラズマチャンバ
壁部上への飛散材料の被覆を生じさせることもある。プラズマチャンバを電極アセンブリ
で交換可能にすることにより、飛散材料を介した電気短絡に起因する性能の低下を防止す
ることができる。いくつかの実施形態では、プラズマチャンバは、プラズマ活動からの放
射放出を最小にするためのＥＭＩ遮蔽材料を含む。ＥＭＩ遮蔽材料は、典型的には、電極
への高電圧導体を通じて遮蔽に電気的に結合され、電極は、高電圧変圧器を覆う電気遮蔽
に電気的に結合される。いくつかの実施形態では、ＥＭＩ遮蔽はＤＣ電源接地に接続され
る。いくつかの実施形態では、電極アセンブリは、ガス経路の他の構成要素への接続を容
易にするための空気圧接続（チューブ、継手など）を含む。電極へのガス流は、図３１Ａ
、図３１Ｂ、および図３１Ｃに示すように、独立した入口点および出口点を備えるスパー
クチャンバを通り得る。図３１Ａ、図３１Ｂ、および図３１Ｃは、ポッティング材料５３
２、ヒートシンク５３４、および複数の自動車型スパークプラグを備える交差流の二重電
極アセンブリ５３０の一実施形態の様々な図を描いている。熱交換器およびガス経路は、
押出し金属から作製され得る。図３２Ａおよび図３２Ｂは、単一電極アセンブリ５４０の
一実施形態の様々な図を描いており、ここでは、ガスが電極アセンブリ５４０の止まり孔
に入って同じ入口点から出て戻るように、ガス流の入口点と出口点とを同じ開口部にし得
る。いくつかの実施形態では、プラズマの生成から生成される広帯域ＥＭＩは、電極をフ
ァラデーケージの中に覆い隠すことで電極アセンブリを遮蔽することにより、緩和するこ
とができる。
非導電性ガス通路がプラズマチャンバ（例えばプラスチックチューブ）に接続する実施
形態では、ＥＭＩは、ガス通路が曲がるまで通路の長さに沿って進み、ガス通路の曲がる
所でＥＭＩは通路の側部から出る。遮蔽は、ＥＭＩが通路から出るときにＥＭＩを吸収す
るように、通路の周りに置くことができる。いくつかの実施形態では、接地に接続された
導電性のばねがガス通路の外側周辺に置かれて、プラズマチャンバから放出されるＥＭＩ
を吸収する。いくつかの実施形態では、管状織り構造の電気遮蔽がガス通路の周りに置か
れ、接地に接続される。いくつかの実施形態では、導電性テープがガス通路の周りに巻き
付けられる。いくつかの実施形態では、通路自体が導電性材料（例えばステンレス鋼）か
ら作製される。通路のうち遮蔽される部分の最小長さは、プラズマチャンバから、ＥＭＩ
を完全に吸収するのに充分な角度を有する通路中の最初の屈曲部までとすることができる
。そのため、通路内のＥＭＩをすべて吸収するのに充分な屈曲の大きさは、通路の直径の
関数であることになる（丸い開口部の場合）。通路断面のアスペクト比を変える（例えば
楕円形にする）ことで、導電性遮蔽でＥＭＩを吸収するのに必要な屈曲量を低下させなが
ら、同様の断面を維持し得る。
図３３は、制御装置５５０に装着された電極アセンブリ５５２の一例を描いている。図
の実施形態では、送り込まれた空気およびＮＯ含有空気が、二重ルーメンコネクタによっ
て電極アセンブリ５５２に結合される。アセンブリは、Ｏリングまたはリップシール５５
４を含む。アセンブリ５５２からのプラズマは、フィルタ５５６および捕集器５５８内へ
送り込まれる。
様々な電極設計がＮＯ生成に使用され得る。いくつかの実施形態では、自動車型プラグ
をＮＯ生成に使用することができるが、自動車型プラグは、抵抗器、ならびに必要とされ
るよりも多い質量および強度を含み得る。自動車型スパークプラグは、セラミック絶縁体
および重金属の接地電極を用いて、強度のために設計される。コストおよび質量の点から
は、カスタムの高電圧電極が望ましい。図３４は、容易に製造および設置できる高電圧電
極を示す。図３４は、止まり孔５６２（下部の破線）を備えた電極アセンブリ５６０の一
実施形態を例示する。複合電極５６４、５６６を端部（右および左）に挿入することがで
きる。いくつかの実施形態では、図３４の電極アセンブリ５６０は、イリジウム（もしく
は他の貴金属または合金）パッドを金属製シャフト（例えば銅）に融合させることによっ
て複合電極を作成することにより、製造することができる。Ｏリング５６８、５７０をス
リーブの各端部に挿入することができる。スリーブ５７２は、ＰＥＥＫ、ガラス、セラミ
ック、または別の不活性の非導電性材料から構築され得る。電極は、いずれかの側からＯ
リングを通してスリーブに挿入される。間隙ツールが空気接続のために孔に挿入される。
エンドプレート５７４、５７６は、各シャフト上にスライドされる。電極は、いずれかの
側からギャッピングツールに軽く押し付けられる。エンドプレートをシャフトにはんだ付
けして間隙を封じ込める。電極は、これらに限定されないが、締まりばめ、接着剤、ねじ
締結具、および他の手段を含む各種技術を使用して適所に保持することができる。いくつ
かの実施形態では、エンドプレートは、図３５に示すように、ガラススリーブの端部に機
械的にスナップ嵌めすることができ、図３５は、スリーブ５８６にクリップ接続して電極
５８２、５８４にはんだ付けされるエンドプレート５８８を備えた電極アセンブリ５８０
の一実施形態を例示している。
空気接続のための孔を単一にすることにより、ユーザが１回の動作で一方の側から電極
アセンブリを挿入することが可能となる。電極アセンブリを制御装置内の適所に保つため
に、これらに限定されないが、戻り止め、スナップ、締め金および他の手段を含む、様々
なタイプの保持機能が使用され得る。
カスタムの電極アセンブリが、電極を制御装置内の電気接点と位置合わせすることによ
り、制御装置とのインターフェースを取ることができる。制御装置からの二重ルーメンニ
ップルを電極アセンブリの側部の孔に挿入して、空気を送達し、ＮＯ含有空気を除去する
ことができる。
図３６は、スリーブ５９６、複合電極５９２（イリジウムパッドを備えた銅製シャフト
）、Ｏリングシール５９８、６００、およびエンドプレート６０２、６０４を備える電極
アセンブリ５９０の一実施形態を例示している。電極アセンブリ５９０は、高電圧電気接
点が電極アセンブリ５９０の各端部に接触し、二重ルーメンニップル６０６が空気接続孔
に挿入された状態で、制御装置に挿入することができる。複合電極は、特定の深さの孔で
電極を底打ちさせるための、直径、フランジ、または他の機能における段差を有してよい
。図３７は、底打ちための機能を備えた電極の実施形態を例示する。電極アセンブリの製
造中に、個々の電極が作製される。図示される実施形態では、高融点金属の先端が、より
安価な基板材料に接続される。この複合手法は、コストを低減し、多くの場合にプラズマ
から離れる方への熱伝達を向上させることができる。電極アセンブリを組み立てるために
、１つの実施形態では、各電極がフレーム中に押し込まれる。各電極の外側プロファイル
に棚部またはポジティブストップを設けることにより、電極が底打ちするまで電極を押し
入れることができる。他の実施形態では、電極は、プラズマチャンバ、マニホールド、ま
たはシステムの他の空気圧構成要素の中に押し込まれる。他の実施形態では、電極は、目
標電極間隙が実現されるまでフレーム中に押し込まれる。１つの実施形態では、電極は、
圧入によってプラズマチャンバハウジング内の適所に置かれ、保持される。１つの実施形
態では、プラズマチャンバは、電極上にオーバーモールドされる。１つの実施形態では、
電極は、止めねじで適所に保持される。
いくつかの実施形態では、電極アセンブリを通る空気の流れは、電極間隙を越えて行く
。図３８は、空気入口（左下および右上）を示した、電極アセンブリ６１０の一実施形態
を例示する。空気は、一方の側で電極アセンブリに流入し、反対側から出る。図３９は、
エンドプレートの幾何学形状を示した、交差流電極アセンブリ６２０の一実施形態を例示
する。エンドプレートの隅にある孔は、ワイヤをエンドプレートにはんだ付けするため、
またはエンドプレートをねじ締結具でスリーブに締結するために使用することができる。
エンドプレートの隅は、エンドプレートからの放電の可能性を低減するために丸めること
ができる。
電極アセンブリ内の空気流は、図３９に示すように、一方の側から他方の側に向かうも
のであり得る。いくつかの実施形態では、流れは、一方の側から隣接する側へと向かうも
のであり得る。いくつかの実施形態では、空気は一方の側から入り、電極と平行に軸方向
に進み、その後同じ側から出る。この設計は、１回の動作で挿入されるという利益ももた
らす。例えば、電極を設置する者は、単に電極アセンブリを嵌め合わされる空気圧接続上
へと押せばよく、同時に電気接続を確立する。
プラズマ制御を達成するには様々な方式がある。いくつかの実施形態では、プラズマエ
ネルギーレベルは、高電圧回路内の一次コイルへの入力電圧を変動させることによって制
御される。システムが最初に電源投入されたときにＨＶ回路の共振周波数を検出する、探
索アルゴリズムまたは走査アルゴリズムが使用され得る。これにより、変圧器の製造分散
および電極分散（例えば、間隙、摩耗、腐食）に対処する。
図４０は、高電圧回路の共振周波数を決定する手法の例示的グラフを例示する。交流周
波数（スパーク周波数ではなく）に対して使用して電極摩耗に対処するための共振周波数
を見つけるために走査アルゴリズムを使用することができ、走査アルゴリズムは、高い方
から低い方へ、または低い方から高い方へ走査することができる。より低いＮＯ生産が望
まれるときに共振から離調することが可能であり得る。これによりプラズマ中のエネルギ
ー量を低減させ、その結果、ＮＯ生産が低減する。
いくつかの実施形態では、圧力センサを使用してプラズマ生成を検出することができる
。プラズマが空気を暖め、空気を膨張させるため、圧力が増大する。いくつかの実施形態
では、マイクロフォンを使用してプラズマ発生を検出することができる。いくつかの実施
形態では、ＨＶ回路の一次巻線中の電流のノイズを使用してプラズマを検出することがで
きる。図４１は、プラズマを検出するためのノイズの使用を示す例示的グラフを例示する
。
プラズマの開始は、追加的なエネルギーを必要とし、ＲＦＩノイズを増大させ、電極侵
食を増大させ得る。よって、いくつかの実施形態では、プラズマは、継続的に生成するこ
とができ、Ｎ２およびＯ２含有ガス流量および／またはプラズマ強度のみを変動させる。
加えて、継続的なプラズマ生成は、患者を治療するために必要とされるよりも多くのＮＯ
を作り出し得る。これを防止するために、システムは、２つ以上の電極アセンブリを有す
ることができ、各電極アセンブリが、異なる電極間隙を有する。より小さい間隙を使用す
ると、新生児の用途に必要とされるような、より低いレベルのＮＯを生成することができ
る。より大きい間隙（例えば２〜３ｍｍ）を使用すると、より高い投与量のＮＯを生成す
ることができる。
電極アセンブリは、上述のように、各種の構成を有することができる。いくつかの実施
形態では、複数の短間隙スパークプラグを使用して、電磁気干渉（ＥＭＩ）を低減し、高
電圧要件を低減することができる。２電極設計を、プラズマに対する遮蔽を提供する第３
の物体と共に使用することができる。スパークプラグからの戻り電流は、イリジウムパッ
ドの欠損や性能が衰えつつあることの検知など、電極の状態の指示として使用され得る。
スパークの色／光学的性質の使用も、電極条件の指示として使用され得る。
空気流に対する自動車型電極アセンブリ内の接地電極の位置が、ＮＯ生成に１０〜１２
％の影響を及ぼし得る可能性がある。接地電極を電極間隙の上流に位置させることにより
、次の２つの大きな利益がある。Ａ）かなり大きい流れが存在するときに「曲げ」を起こ
しやすいプラズマアークの遮蔽。接地電極を流れの閉塞物として使用することにより、よ
り乱流の少ない領域でプラズマアークを生産することができ、これがＮＯの安定した生産
を助け得る。Ｂ）電極表面から飛散し得る任意の粒子、具体的には酸化イリジウムが、接
地電極への短くなったクリーページ／クリアランス経路を作り出すことなく、下流のセラ
ミック中央電極絶縁体上に堆積し得る。よって、電極アセンブリは、一貫した性能を保証
するために位置出し（すなわちガス流に対する特定の向き）を必要とし得る。いくつかの
実施形態では、ドロップイン電極アセンブリを位置出し機能と共に使用することができる
。これが機能する理由は、ＮＯ生成は高い圧力および温度を伴わず、そのためねじ山が必
要とされないからである。例えば、位置出し機能は、１つの隅を削り取った六角形状、プ
ラグ（接地電極、接地電極シェル、絶縁体、中央電極）から突き出たくぎ、接地電極シェ
ルの溝、接地電極シェルにおける独自のスプライン設計、および／または従来の電極アセ
ンブリ上への独自のオーバーモールド形状を含み得る。ユーザが電極アセンブリを正確に
配向するのを支援するために視覚的インジケータが使用され得る。例えば、電極アセンブ
リ上の色つきドットが、マニホールド上の色つきドットと位置が合うことが可能である。
自動車型または園芸具用スパークプラグなどの既製のスパークプラグの使用は、適切な
量のＮＯを生成しないこと、および／または有毒材料を気流中に導入することにより、患
者にリスクを呈し得る。いくつかの実施形態では、独自の電極アセンブリインターフェー
スをマニホールドと共に使用することができる。例えば、図３７に示すように、六角ナッ
トの隅のうち１つまたは複数を除去した、ねじ山のない接地電極シェルを使用することが
できる。ねじ山のない区間の外側直径は、ねじ山付きスパークプラグの直径よりも小さく
することができ、それにより挿入を防止する。電極アセンブリは、マニホールドに締結し
て電極アセンブリに締付け力を加える保持プレートによって保持することができる。電極
アセンブリシェルは、Ｏリングをマニホールドに接触させて圧縮する封止表面を有するこ
とができる。
電極アセンブリは、各種の機構を用いてマニホールドに封止され得る。いくつかの実施
形態では、図４２に示すように、電極アセンブリ６３０と共にＯリング（ビトン、または
フッ化材料が好ましい）を使用することができる。いくつかの実施形態では、Ｏリングシ
ールは、図４２に示すように軸方向の圧縮であり、ここでは締付け力がシールを維持する
。圧縮は、マニホールドに締結する保持プレートによって加えることができる。Ｏリング
の圧縮は、プレート、プラグ、またはマニホールド内の圧縮制限機能によって制御され得
る。いくつかの実施形態では、保持プレートを使用することができ、プラスチックマニホ
ールド（例えばテフロン）の場合には保持プレートを導電性とすることができる。導電性
マニホールドの場合、保持プレートは、プラスチックなど非導電性であり得る。いくつか
の実施形態では、Ｏリングは、径方向にプラズマチャンバの孔に接触して封止する。
電極材料が電極から飛散して人工呼吸器気流に入る可能性があり、これは電極材料が有
毒である場合には患者にとって有害であり得る。いくつかの実施形態では、電極アセンブ
リ接地電極シェルは、非毒性である鋼および／または鉄から作製することができる。鉄お
よび鋼は磁気性でもあり、よって、磁石をシステム内の電極アセンブリの下流に配置して
、飛散した磁気電極粒子を収集し得る。
図４３は、改良されたＮＯガス純度のために設計された電極アセンブリ６４０の一例を
描いている。貴金属の電極パッドは、電極のみがプラズマに呈されるように、裏面のみに
取り付けられる。貴金属は、白金、イリジウム、別の高融点金属、またはそれらの合金で
あり得る。金属パッドは、それらの裏側で導電性基板に接続される。基板は、電極パッド
を正しい場所に保持し、パッドに電気を伝導する。図４３に示す基板はシート金属から作
製されており、それによりタブコネクタを介したアセンブリへの電気接続を容易にする。
タブコネクタ周辺のボスは、コネクタの周辺の絶縁ブートを封止して電気クリーページを
防止するための手段を提供する。底面上の電極間の隆起部は、電極間の表面距離を増大さ
せて、電気クリーページの可能性をさらに最小にする。アセンブリの本体（オレンジ色で
示す）は、プラスチックまたはセラミックなどの非導電性材料から作製される。本体にあ
る１つまたは複数の孔は、ねじを介して本体をシステムの残りの部分に固定することを可
能にする。１つの実施形態では、システムへの係合のために本体自体にねじ山が付けられ
る。
図４４Ａは、電極基板６５２への溶接部などの取付部６５４を備えた電極パッド６５０
の図を提示する。プラズマ生成で発生し得る問題の１つは、アークと材料との近さ、熱電
子仕事関数、および幾何学形状によっては、電極パッドに隣接する材料からプラズマアー
クが放出され得ることである。プラズマを介したＮＯ生成の間には、プラズマが電極パッ
ドからのみ放出されるようにプラズマを制御することが望ましい。図４４Ａの設計は、プ
ラズマに向かってより大きいエリアを備え（画像中の右）、基板に向かってより小さい端
部を備える電極パッド６５０を描いている。小さい方の端部は、溶接、はんだ付け、かし
め、圧入、または何らかの他の手段を介して基板に取り付けられる。電極パッドは、旋盤
上での回転、ワイヤＥＤＭ、鋳造、または別のプロセスによって作成することができる。
図４３および図４４Ａに示す電極アセンブリの基板材料は、典型的には金属製である。
ニッケル被覆を有する典型的なスパークプラグと異なり、医療用途にはより不活性な材料
が必要とされる。いくつかの実施形態では、生体適合性および貴金属への溶接性のために
ステンレス鋼が使用される。いくつかの実施形態では、チタンまたはチタン合金が使用さ
れ、熱伝導性、生体適合性、溶接性（高い融解温度）、ならびにニッケルおよびクロム（
有毒材料）の不在の点で利益をもたらす。
図４４Ａは、電極パッドの周囲にシリンダを備える電極アセンブリを描いている。シリ
ンダは、電極に交換され得る電極からの飛散材料を捕捉するための表面を提供する。飛散
材料を捕捉するための表面がないと、プラズマチャンバの壁部は、導電性をもつのに充分
な飛散材料を蓄積し、それにより電気の短絡を呈し、ＮＯ生成を低下させ得る。図４５に
示すような電極パッド６７２とアセンブリ本体６７４の間の平坦表面６７０を含む他の形
状も飛散材料の収集器として働くことができるが、チューブまたは矩形押出しのような閉
じた形状が、電極間の短絡を低下させるための最も大きな可能性である。同じく図４５に
は、冷却機能として働く電極からの延長部が示される。これらの冷却機能は、絶縁材料の
摩耗および損傷の増加につながり得る、電極の過熱を防止する助けとなる。
図４４Ｂは、先端を除く電極の全長にわたって絶縁６５６を備えた図４４Ａの電極アセ
ンブリを描いている。いくつかの実施形態では、先端は、イリジウムまたは白金などの貴
金属から作製される。電極の周囲の絶縁６５６は、電極が通電されたときにプラズマアー
クが電極の側面に接触するのを防止し、それにより電極外に飛散し得る材料のタイプを制
御する。さらに、電極は、１つの電極から別の電極までの電気クリーページ距離を増大さ
せ、よって短絡の可能性を低下させる。
図４４Ｃは、ＮＯ生成装置で使用するための電極アセンブリ６６０を描いている。アセ
ンブリ６６０は、シート金属から作製された２つの電極６６２、６６４を含む。一方の端
部において、電極は、電気接続のためのタブコネクタのような形状になっている。絶縁フ
レーム６６６は、電極６６２、６６４間の電気絶縁を提供し、電極間隙を維持する。電極
タブコネクタの周囲のボスは、電気接続がなされるときに封止するブートのための表面を
提供する。上面の２つのボス間の隆起部は、２つの電極間に追加的なクリーページ距離を
提供する。図の下部には、電極間隙の周囲の管状構造６６８がある。この管状構造は、飛
散した電極材料を受ける表面を提供する。飛散材料のための犠牲表面を設けることにより
、飛散材料がプラズマチャンバ壁部に蓄積して、クリーページまたはアーク放電に起因す
るプラズマチャンバ壁部への直接的な電気短絡の可能性を増大させることがなくなる。管
状構造６６８は、電気絶縁性材料から作製されても、または適正なクリアランスが維持さ
れれば導電性材料から作製されてもよい。電極の底縁部は、電極６６２、６６４から熱を
放散させ、スパッタリングを最小にするために冷却フィン６６９のように働く追加的な材
料を備える。
プラズマ生成は、相当な電磁気放射を生成し得る。放出の最大の発生源は、高電圧回路
およびプラズマ活動である。電子回路、電極、およびプラズマチャンバの遮蔽は、放出を
最小にする助けとなる。加えて、高電圧回路中の配線の長さを短くすると、放出を低減す
ることができる。そのためには、アンテナとして働き得る電極と高電圧変圧器との間の配
線の長さがなくなるように、電極と高電圧変圧器を組み合わせることが有益である。図４
６Ａは、電極アセンブリと高電圧変圧器の組合せを描いている。鉄芯変圧器６８０が描か
れているが、放出を低減するために他のタイプの変圧器が電極６８２と組み合わせられ得
る。１つの実施形態では、すべてのシャーシ遮蔽要素同士を接続し、それらを単一の点で
ＤＣ接地に結びつける中央接地方式で、ＥＭＩ放射の大半を吸収し、それを再放射される
ことなく接地に伝導させる。
図４６Ｂは、クリーページおよびクリアランス距離を最大にすることに着目した例示的
な電極アセンブリ６９０を描いている。この実施形態では、接地電極パッド６９２は、ア
ーク放電がパッドのみに対して発生することを保証するために、中央電極パッドよりも背
が高い。いくつかの実施形態では、接地電極６９６は、直径２ｍｍおよび高さ２ｍｍの寸
法である。接地電極パッド６９２は、溶接、はんだ付け、または別の手段を介して接地電
極６９６に締結される。いくつかの実施形態では、接地電極は、生成ガスにニッケル粒子
が入る可能性を最小にするためにステンレス鋼から作製されるが、炭素鋼、チタン、およ
び他の高融点材料が検討されている。電極パッドは両方とも、イリジウム、白金、または
類似のものなどの高融点材料から作製される。中央電極パッドは、基板材料へのアーク放
電を防止するセラミック絶縁６９８がその周囲にあることから、１ｍｍなど、より短くす
ることができる。
図４６Ｂに描かれる電極アセンブリのシェルは、電極間隙から遠くにあるように設計さ
れている。これは、サイドスパーキングの傾向を最小にするためである。図の例では、中
央電極からシェルまでの距離は、電極間隙の距離の３倍より大きく、そのため、セラミッ
ク絶縁体６９８上に酸化イリジウム堆積が存在していても、中央電極から直接シェルへの
アーク放電が起こりにくい。Ｏリング７００が、プラズマチャンバまたは電極ブロックの
嵌め合い表面に対する封止を提供する。
接地電極は、長さ寸法がシェルに正接する非対称形の断面を有し、それにより、電極間
隙から離れる方への距離を最大にする。接地電極は、最も外側の場所で電極シェルに締結
され、電極間隙からの距離をさらに最大にする。接地電極中の屈曲は、電極間隙からの距
離を最大にするための急な屈曲である。いくつかの実施形態では（図示せず）、ポリマー
またはセラミックなどの電気的絶縁材料が、電極間隙と接地電極との間に配置される。い
くつかの実施形態では、絶縁材料は、接地電極の長さを覆うチューブまたはコーティング
である。
埋め込まれた変圧器を備える、または備えない電極アセンブリの性能は、生産時に、電
極間隙、変圧器巻線の分散、導電性の分散、および他の因子に起因して変動し得る。製造
分散に対処する１つの解決法は、ＲＦＩＤまたは他のメモリデバイスを介して電極アセン
ブリの中に校正情報を埋め込むものである。この校正情報は、共振周波数から成り得る。
ＮＯ生成装置内での空気圧マニホールドの性能も変動し得る。１つの実施形態では、マ
ニホールドの校正情報が、マニホールドの中に埋め込まれ、ＮＯ生成パラメータを計算す
るための入力としてシステムソフトウェアによって使用される。情報は、ＲＦＩＤ、Ｂｌ
ｕｅｔｏｏｔｈを備えたプロセッサ、バーコード、有線メモリデバイス、および他の手段
により、マニホールド中に埋め込むことができる。校正情報は、次のタイプの情報、すな
わち、流量制限値、圧力センサ校正情報、流量センサ校正情報、可変オリフィスの伝達関
数、の１つまたは複数から成り得る。マニホールドは、通し番号、ロット番号、有効期限
、最初の使用日、合計作動時間量、合計ＮＯ曝露量等の製造および使用データが埋め込ま
れている、ならびに／または書き込まれていてもよい。
マニホールドの目的は、ガスの流れを漏れなしにシステム内で誘導することである。１
つの実施形態では、マニホールドは、マニホールドがヒートシンクおよびＥＭＩ遮蔽とし
て機能することができるように、アルミニウム、ステンレス、またはチタンなどの金属で
作製される。別の実施形態では、マニホールドは、ＮＯ、ＮＯ２、および空気と接触して
不活性材料を提供するために、ＰＥＥＫまたはテフロンなどのポリマー材料から作製され
る。ポリマーマニホールドは、ＥＭＩ遮蔽の目的で、めっき加工されるか、またはその他
の方法で導電性材料の中に封入されてよい。１つの実施形態では、マニホールドは分割設
計であり、２つの半体の間にガスケットを挟んでねじ締結具で保持される。ガスケットは
、シリコーン、タイゴン、フルオロカーボン（ＦＫＭ）、またはＮＯと適合性のある他の
エラストマー材料から作製される。ガスケット圧縮は、ガスケット圧縮のレベルを制御す
るポジティブストップにより、過度に締まりすぎないように保護される。ガスケットの圧
縮は、ガスケットにかかる締結力を最小にし、均等なガスケット圧縮を提供するために、
狭い壁に対して行われる。別の実施形態では、マニホールドは、互いに超音波溶接された
２つ以上の構成要素から構築される。他のマニホールド組立て方法は、選択される材料に
応じて、熱板溶接、レーザ溶接、溶剤接着、ＲＦ溶接、およびＵＶ接着剤を含み得る。
いくつかの実施形態では、サイドスパーキングが発生し得る。サイドスパーキングは、
電極と非電極表面との間のアーク放電について使用される用語である。サイドスパーキン
グは、非電極表面へのスパークの電気経路が電極への経路よりも低インピーダンスになる
ときに発生する。これが起こると、放電電流および電流放電に関連する波形に変化がある
。サイドスパーキングは、電極の構築の不完全性を示し得る。サイドスパーキングは、電
極がその耐用寿命の終わりに摩耗するときにも発生し得る。サイドスパーキングは、次の
いくつかの理由から望ましくない。１）電極間隙中以外での放電は非確定的である。すな
わち、放電のエネルギーは予想されるもの以外となり、よってＮＯおよびＮＯ２生産が予
測不可能なものになる。２）電極以外の箇所への放電が、他の非電極金属を気流中に飛散
させる。材料によっては、飛散した粒子は有毒である可能性があり得る。３）制御されな
い放電は、制御回路内に安全でない電流レベルの生成を引き起こすことがあり、それが回
路を損傷し得る。
サイドスパーキング（または無スパーク）の発生を検出することにより、バックアップ
ラインに切り替えることによって望ましくないおよび／または危険な条件が回避され得る
。１つの実施形態では、サイドスパーキングは、高電圧変圧器への入力電流の周波数成分
を分析することによって検出される。プラズマは、本テキストの他箇所で述べた電極位置
出しの場合のように、直接の空気流から隔離されるときには、より安定しており、高周波
数構造を欠いている。それに対して、サイドスパーキングは、検出可能な高周波数成分を
より多く有し得る。別の実施形態では、高域通過フィルタが入力電流信号に適用される。
高域通過フィルタ後の信号は、半波整流され、既知の信号と比較される。予測されるもの
からの逸脱が、サイドスパーキングの指示となる。別の実施形態では、高電圧変圧器への
平均入力電流が、予想される値の範囲と比較される。プラズマはより抵抗の低い経路を見
つけているので、この範囲を下回る電流はサイドスパーキングを示し得る。この範囲より
上の電流は、スパーキングが存在しないことを示す。この理由は、制御回路によって生成
されたエネルギーがプラズマに送達されていないためであり、そのため、制御装置は電流
を増大させて、強制的に絶縁破壊させることを試みる。別の実施形態では、サイドスパー
キングは、ＮＯおよび／またはＮＯ２ガスセンサによって示されるＮＯ生産の急な低下に
よって検出される。いくつかの実施形態では、制御装置は、サイドスパーキングを検出す
ると、スパークをリセットすることを試みてスパークをオフにする。プラズマ放電のリセ
ットが成功しない場合、制御装置は、バックアップＮＯ生成回路に切り替える。
電極設計
いくつかの実施形態では、システムは、第１および第２の個々の電極を含むことができ
る。いくつかの実施形態では、システムは、ユーザにより交換可能な電極を含むことがで
きる。電極の交換を容易にするために、電極は電極アセンブリとして構成され得る。この
ことにより、ユーザが設定または調節する必要のない、予め設定された電極間隙を可能に
する。いくつかの実施形態では、電極アセンブリは、反応ガスの入口および生成ガスの出
口を備えたプラズマチャンバを含む。
電極が摩耗するのに伴い、電極材料は、近傍の表面に飛散し得る。例えば、酸化イリジ
ウムを用いる場合、飛散材料は導電性である。これにより、空気間隙を通る代わりにプラ
ズマチャンバおよび／または電極アセンブリの表面に沿って電気を伝導する短絡が生じ得
る。いくつかの実施形態では、電極アセンブリは、飛散した電極材料を収集するための表
面を含むことができる。この表面は、電極アセンブリが交換されるときに新しくされる。
いくつかの実施形態では、必要に応じて取り替えることができる交換可能な表面がマニホ
ールド内にある。いくつかの実施形態では、プラズマチャンバは交換可能である。いくつ
かの実施形態では、プラズマチャンバは、電極アセンブリ中に一体化される。
空気間隙を通る代わりに表面に沿ってショートが発生した場合、制御システムは、高電
圧生成器のフロントエンドでスイッチング回路に提供されるアナログＤＣ電流信号の完全
性を分析することにより、このタイプの電気クリーページを検出することができる。異常
なスパーキングの間、電流は、電極の側面に沿ってより低い抵抗の経路を見つける。いく
つかの実施形態では、システムは、異常なスパーキング事象を検出するために電流ピーク
のレベルの推移を監視する。
選択される電極パッド材料および電極基板材料によっては、電極基板が電極パッド材料
よりも低い仕事関数（すなわち電気を伝導する性向）を持ち得る可能性がある。この場合
、２つの電極パッド間の間隙をまたぐ電気アークがより長い距離を進んで、電極パッド材
料の代わりに電極基板材料に直接着陸する可能性がある。いくつかの実施形態では、電極
パッド長さは、アークが電極基板材料に到達しないように充分に長くすることができる。
いくつかの実施形態では、電極パッドは、電極間隙に対向する大きい頭部をもつキノコの
ような形状にして、それにより電極パッド材料のみをアークに呈することができる。いく
つかの実施形態では、接地電極と電極パッドとの間にスペーサが配置され、スペースは、
電極パッドよりも小さい直径を有する（図４２）。図４２に示す電極設計は、電極先端と
電極基板との間の溶接界面をアーク放電から遮蔽する。スペーサは、レーザ溶接、はんだ
付け、または別の手段で電極パッドに接続されて材料同士を接合する。この設計では、ア
ークが溶接部および接地電極基板材料に接触しにくくなり、電極先端材料以外の材料を気
流中に導入する可能性を低下させる。
いくつかの実施形態では、貴金属は融解温度が高く、より高いＮＯ／ＮＯ２比を生成す
るため、貴金属を電極パッド材料に使用することができる。いくつかの実施形態では、貴
金属を使用し、他の基板材料に接続して、複合電極を作製することができる。これらに限
定されないが、アークが接触した場合の安全性、生体適合性、溶接性、およびコストを含
む様々な因子を考慮に入れて、各種の基板材料を選択することができる。
いくつかの実施形態では、基板材料はチタンから作製され、これは、より一般的な基板
材料を上回る生体適合性および溶接性（高い融解温度）の利点をもたらす。いくつかの実
施形態では、ステンレス鋼が基板材料として使用され、これは、ニッケル含有量が最小限
からゼロであるという利点をもたらす。
電極の有効寿命
電極は、過度の摩耗を含む各種の形で故障する可能性があり、過度の摩耗は、使用可能
な距離を超えて間隙を増大させると共に、隣接表面への導電性材料の堆積を増大させて、
それがショートの経路をもたらし得る。いくつかの実施形態では、ＮＯ生成システムは、
故障した電極／電極セットを検出し、適正に機能していない電極の使用を停止する能力を
有する。
システムが電極故障を検出するには各種の方式がある。例えば、電極の故障は、高電圧
回路を通って進む電流を分析することによって検出することができる。高電圧回路を通る
電流は、典型的には、正常な放電中は非常にノイズが多い（複数の周波数が存在する）。
それに対して、表面に沿って進む放電（ショート）は、よりクリーンな信号を有する（周
波数成分がより少ない）。これは検出可能な事象であり、電極の使用をやめるための基準
として使用することができる。放電電流の波形状は、放電がどこに着地したかのインジケ
ータである。いくつかの実施形態では、電流波形状は、電極交換またはメンテナンスを予
定するためのトリガとして使用することができる。いくつかの実施形態では、システムは
、所定回数の失敗した放電または電極間隙を越えて進まなかった放電の後に、特定の電極
の使用を停止する。
高電圧回路
いくつかの実施形態では、電極における交流（ＡＣ）が使用される。これは電気効率を
向上させ、重量を低減し、電極の摩耗を均等にする。さらに、ＡＣ電圧での放電に必要と
されるピーク電圧は、必要とされる同等のＤＣ高電圧の大きさの半分であるため、ＡＣ電
圧を用いるとユーザの電気保護（Ｍｅａｎｓ ｏｆ Ｏｐｅｒａｔｏｒ Ｐｒｏｔｅｃｔ
ｉｏｎ，ＭＯＯＰ）が低減する。この理由は、ＡＣ電圧は正のピークおよび負のピークを
有するからである。いくつかの実施形態では、低電圧（〜１６ＶＡＣ）交流が変圧器の一
次巻線に印加され、二次巻線が略７ｋＶＡＣの出力を作り出す。他の実施形態では、入力
電圧は６ＶＡＣ〜１００ＶＡＣまで変動し得る。
ＡＣ電圧の周波数は、システムによって制御され得る追加的な変数である。最適な電気
効率のために、ＮＯ生成装置は、多くの周波数を走査して高電圧回路の共振周波数を決定
することができる。この手法の利点は、電極摩耗だけでなく、変圧器、電極、配線等の製
造分散を加味できることである。１つの実施形態では、ＡＣ電圧の周波数は、放電が電極
間で発生する前に回路中の最大（共振）量の電流に関連する周波数を選択することによっ
て決定される。実際の共振周波数は、電気設計、および高電圧回路内の摩耗のレベルと共
に変動する。
１つの実施形態では、共振周波数は、８０ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚの範囲内で発生する。
１つの実施形態では、共振周波数走査を行うための時間量を低減するために、より狭い範
囲、例えば１１５ｋＨｚ〜１３０ｋＨｚの周波数が探索される。高電圧回路の共振の探索
は、ＮＯ生成システムに電源が投入されている任意のときに行うことができる。１つの実
施形態では、共振周波数は、電源投入時にのみ決定される。別の実施形態では、共振周波
数は、患者治療の開始時に決定される。１つの実施形態では、共振周波数は、患者の吸気
ごとに決定される。１つの実施形態では、システムは、第１の調波周波数を探索する。い
くつかの実施形態では、システムは、調波周波数を探索する。いくつかの実施形態では、
共振周波数が測定され、メモリに記憶される。共振周波数は、１回の使用から別の使用の
間に大幅に変化することはない。次回の電源投入時、周波数は、再設定されるのではなく
メモリから読み出され、より迅速な起動を可能にする。いくつかの実施形態では、共振周
波数は、周期的に再設定され、更新される。
制御装置
上記で説明したように、ＮＯ生成システムは、例えばプラズマチャンバ内の１つまたは
複数の電極のスパーキングを制御することにより、１つまたは複数のプラズマチャンバに
よるＮＯ生産を制御するように構成された制御装置を含む。
制御装置は、様々な構成要素を収容する筐体から構成される。当業者には、これらの構
成要素の様々な組合せが制御装置内に存在し得ることが理解されよう。また、継続的なＮ
Ｏ生産への構成要素の枢要性によっては、構成要素のいくつかのうち２つ以上が筐体内に
あってもよい。
筐体は、制御装置の内部構成要素を収容し、それらを落下から保護すると共に、機械的
および液体の侵入から保護する。システムが１つまたは複数のカートリッジを含むいくつ
かの実施形態（下記でより詳細に説明される）では、筐体は、カートリッジを係合させる
機能も含むことができる。いくつかの実施形態では、筐体は、少なくとも１つのカートリ
ッジスロットを含み、このカートリッジスロットは、カートリッジが取外し可能であり、
制御装置に対して正しい位置にあることを保証し、カートリッジが、例えば上下逆さまや
横向きなど不適切に挿入されるのを防止するように、カートリッジと機械的にインターフ
ェースを取るように構成される。筐体およびカートリッジスロットは、カートリッジおよ
びカートリッジスロットを保護する機能を含むことができる。例えば、カートリッジスロ
ットは、カートリッジスロットを覆って制御装置の内部部分への機械的なおよび／または
液体アクセスを防止する、受動型または能動型のドアを含むことができる。ドアは、ドア
を閉位置に付勢することができるようなばねまたは他の付勢機構を含むことができる。一
実施形態では、ドアは、カートリッジが完全にカートリッジスロットの中に挿入されると
完全に閉じるように構成され得る。
図４７Ａおよび図４７Ｂは、制御装置筐体７１０およびその内容物の一実施形態を描い
ている。筐体を通る空気流は、カートリッジ７１４から空気を調達するファン７１２を介
して移動される。制御装置筐体は、１つまたは複数のセンサ７１６、排気７１８および通
気孔７３２、電源スイッチ７２２、ヒューズ７２４、ならびに電力制御装置７２６を含む
。バッテリ７３６も追加的な電源として含まれる。１つまたは複数の高電圧回路７２８お
よび接地７２０も、制御装置筐体７１０に含まれる。筐体７１０は、ＮＯ生産に関する情
報および患者情報をユーザに通信し、表示するように構成されたディスプレイ７１５も含
む。
制御装置は、すべてのＡＣ電源からのＡＣ電力を受け入れ、標準的な変圧器を使用して
その電力をＤＣ電圧に変換する。制御装置は、飛行機、救急車、またはヘリコプター内で
動作するときに充分な電力を保証するために１２Ｖまたは２４Ｖを受け入れることができ
るＤＣ電源口を含む。ＤＣ電源口は、長時間にわたる患者移送のために外部バッテリ装置
から電力を受け取るためにも使用することができる。外部バッテリは、移送を容易にする
ように制御装置筐体に接続することができる。
制御装置は、壁面コンセントが存在しない場合のＮＯ生成のために１つまたは複数のバ
ッテリも含むことができる。冗長性のために、複数のバッテリ、例えば２つのバッテリが
使用され得る。例えば、各バッテリの動作継続時間は３０分であり得る。
制御装置は、ＮＯ生成システム（例えば、カートリッジが使用される場合にはカートリ
ッジから）およびＮＯで治療されている患者に関する情報を受け取って処理する制御回路
を含む。制御装置は、この情報を使用して、プラズマチャンバで生産される生成ガス中の
ＮＯ濃度を制御するためにプラズマチャンバに通信され得る１つまたは複数の制御パラメ
ータを決定する。いくつかの実施形態では、制御回路は、センサ情報に関する情報を受け
取り、および／または処理し、またユーザ入力を受け取る。制御装置回路は、ユーザイン
ターフェースとの間で情報を送信および／または受信することもでき、またプラズマチャ
ンバのガス流量、および／または波形制御回路ＡＣの周波数、および／または波形制御回
路ＡＣのデューティサイクル、および／または放電パルス周波数、および／またはプラズ
マ活動のパルスデューティサイクル、および／またはバースト回数、および／またはバー
スト周期、および／またはバーストデューティサイクルを決定することにより、ＮＯの生
産を制御することができる。
図４８に示すように、ＮＯ生成・送達装置が、一定濃度７３７のパルスまたは動的濃度
７３８をもつパルスを使用して、吸気中にＮＯを提供することができる。動的濃度７３８
を使用する１つの実施形態では、初期体積のＮＯパルス中のガスの濃度は、ＮＯパルス中
の当該体積の残りの中での濃度よりも高い。パルス中の濃度を変動させることにより、送
達される投与量が患者の解剖学的構造（肺、気道等）内で変動することができる。この手
法の１つの利点は、通常は吸気中に最初に満たされる、空気交換がより多い肺の領域が、
より多くのＮＯを優先的に受け取ることである。１つの実施形態では、パルス中の濃度は
、プラズマチャンバを通る脈動的な流れでプラズマパラメータ（電力、周波数、デューテ
ィサイクル等）を変えることによって変動させる。別の実施形態では、プラズマパラメー
タは、一定のままであり、プラズマチャンバを通る流れを変動させて生成ガスストリーム
中に濃度の変動を生成する。別の実施形態では、プラズマパラメータと流れパラメータの
両方を変動させて送達されるＮＯパルス中に濃度の変動を生じさせる。
いくつかの実施形態では、ウォッチドッグ回路も制御装置に含めることができ、制御ソ
フトウェアおよび高電圧回路の機能を監視するために使用することができる。ウォッチド
ッグ回路は、警報事象または警報条件が発生した場合に警報を作成することができる。治
療の一時停止は患者に害を与える可能性があるため、警報の作成が患者への治療を停止さ
せることはない。制御回路の故障が発生した場合の安全対策が含まれ得る。例えば、制御
ソフトウェアの故障が発生した場合、専用のバッテリを備えた圧電ブザーを鳴動させてユ
ーザの注意を促す。いくつかの実施形態では、装置を通る流れが検出され、ＮＯが開始さ
れていない場合に、システムがユーザに警告することができる。これは、人工呼吸器回路
およびバッグ回路の両方に該当する。
いくつかの実施形態では、カートリッジがメモリデバイスを含むことができる。メモリ
デバイスは各種の使用法を有し得る。例えば、メモリデバイスは、使用エラーを減らすた
めにカートリッジのタイプを識別する情報を含むことができる。メモリデバイスへの通信
は、カートリッジとの直接の電気接触により、またはＲＦＩＤなどのワイヤレス手段を通
じ得る。いくつかの実施形態では、メモリデバイス上の情報、およびメモリデバイスとの
間の通信は、データセキュリティを保証し、偽造を防止するために暗号化される。いくつ
かの実施形態では、実際のマイクロプロセッサ、センサ、および／またはメモリがカート
リッジ上に配置され得る。いくつかの実施形態では、マイクロプロセッサ、センサ、およ
び／またはメモリは、カートリッジとは別個であり、無線でまたは有線接続を通じてカー
トリッジと通信することができる。
カートリッジを利用するいくつかの実施形態では、メモリを使用して様々なカートリッ
ジオプションに関する情報を記憶することができる。例えば、どの種類のカートリッジが
挿入されたかを知ることにより、制御装置は、メモリに記憶された情報を使用して、人工
呼吸器流測定、カートリッジ寿命、ＮＯ設定限界、電極寿命、およびカートリッジに関連
する他のパラメータについての対応する校正要件を検索することができる。メモリデバイ
スは、例えば移送のために、１つの制御装置から別の第２の制御装置に転送され得る。メ
モリデバイスは、例えば、治療設定、流されたＮＯ分子の数、流されたＮＯ２分子の数、
警報ログ、治療ログ、および患者履歴を捕捉することができる。捕集カートリッジを通し
て流されたＮＯおよび／またはＮＯ２分子の数を理解することの利益は、時間に基づく方
法よりも有効寿命を正確に判定でき、捕集カートリッジが処分される前により完全に使用
されることが可能になることである。１つの実施形態では、カートリッジを通して流され
たＮＯ含有ガスの体積がメモリデバイスに書き込まれる。いくつかの実施形態では、捕集
器が挿入されていた時間の間に発生したプラズマ放電の回数がカートリッジに書き込まれ
る。２つ以上の捕集経路を備える捕集カートリッジでは、各経路の使用量が独立にカート
リッジメモリデバイスに記憶される。１つの実施形態では、メモリデバイスは、カートリ
ッジが制御装置に挿入されたか否かをマークするために使用される。
製造過程中に様々なタイプの情報がメモリデバイスに書き込まれ得る。例えば、カート
リッジの製造中にメモリデバイスに書き込まれる情報には、これらに限定されないが、部
品番号、製造者ＩＤ、製造日、有効期限、通し番号、ロット番号、および流量測定、圧力
測定、またはカートリッジの他の検知能力に対応する校正定数に関する情報が含まれ得る
。治療中にメモリデバイスに読み書きされる情報には、これらに限定されないが、第１の
電極アセンブリ（Ａ）に対応するスパーク回数、第２の電極アセンブリ（Ｂ）に対応する
スパーク回数、最初の使用日、累積使用時間、Ｎｅｏ（新生児）、Ｐｅｄ（小児）、また
はＡｄｔ（成人）であるユーザグループ情報、カートリッジがその中で使用された最初の
制御装置の通し番号、およびカートリッジがその中で使用された最後の制御装置の通し番
号が含まれ得る。カートリッジＲＦＩＤが情報を記憶することができ、それらには、これ
らに限定されないが、使用済み／新品の状態、所望ＮＯｐｐｍ、プラズマ放電率、および
／またはプラズマデューティサイクルなどの最後に使用された制御装置設定（移送のため
に別の制御装置に転送するため）、患者治療の警報履歴、ＦＩＯ２、ＳｐＯ２に関する患
者トレンドデータ、ＮＯレベル設定、測定されたＮＯレベル、測定されたＯ２レベル、測
定されたＮＯ２レベル、ユーザ事例メモ、および注釈（移送のために別の制御装置に転送
するため）が含まれる。カートリッジリサイクルプログラムを実装して、カートリッジを
確実に処分することができるだけでなく、カートリッジが現場でどのように使用されるか
についてのデータも得ることができる。
図１４３は、冗長性を備えたＮＯ生成・送達システムのハードウェアアーキテクチャを
描いている。主制御盤（ＭＣＢ）１７７０は、は、ユーザ制御およびモニタリング（ＵＣ
Ｍ）１７７２ならびに電力制御およびウォッチドッグ（ＰＣＷ）１７７４の形態の２つの
サブシステムを有する。ＵＣＭ１７７２は、右上から半時計周りに、タッチパネルディス
プレイアセンブリ１７７６、システムポンプ１７７８、ならびにＲＦＩＤサブシステムお
よびＷＩＦＩサブシステムのためのアンテナ１７８０に接続する。システム制御装置を横
断してガスセンサパック１７８４に至るＩ２Ｃバス１７８２がある。これにより、ＵＣＭ
がセンサデータ、水トラップデータ、センサパック圧力および流量を収集することが可能
になり、サンプルラインポンプの制御が可能となる。
システム内には、ＭＣＢ／ＵＣＭの外部にあるＧＳＭモジュールおよびＵＳＢモジュー
ル、ナースコール機能、および複数の速度制御冷却ファンがある。ＭＣＢの外部では、筐
体温度が測定され、スピーカが警報音のために使用される。ＭＣＢの底部には、最大で２
つのＧＤＮ盤１７８６、１７８８のための接続がある。図の左側は、ＰＣＷへの接続性と
ＰＣＷの機能性を描いている。サービスドア開状態の指示がある。冗長性のために２つの
バッテリが設けられ、同時にまたは順次、充電し、消耗させることができる。一方のバッ
テリが故障した場合には、システムは、第２のバッテリから充分な電力を引き出して治療
を続けることができる。ＤＣ電源ｉｎおよびＡＣ電源ｉｎがあり、スイッチ位置の指示が
ある。ＰＣＷモジュールの内部には、システム異変時に音声警報を可能にするための圧電
ブザーがある。状態インジケータ、電力の利用可能性、および警報のためのＬＥＤがある
。ＬＥＤ（図示せず）を含んでいるフレックス回路がＭＣＢに接続し、ハンドルの内部表
面の上部および周囲まで延在して、システム状態を伝達するためにハンドル内の照明バー
を点灯させる。
ＵＣＭの内部センサは、周囲光、周囲湿度、向き、内部温度、および内部湿度を測定す
る。ＭＭＣフラッシュストレージおよびＤＲＡＭがある。高速ＵＳＢ４ポートハブも備え
られる。
図１４４は、生成・送達ＮＯ（ＧＤＮ）盤１７９０の一実施形態である。左から右へと
、ＧＤＮは、治療設定などのコマンドをＵＣＭから受け取る。ＧＤＮは、システムの反応
ガスポンプを制御する。ＧＤＮは、オフボードセンサおよびシステム構成要素のための追
加的な電力コンディショニングを提供する。共振一次回路は変圧器に接続し、変圧器はプ
ラズマ電極に接続する。オフボードセンサおよびシステム構成要素は、様々なガスの流れ
を適正に制御するためにマニホールド１７９２に接続する。システムおよび／またはＮＯ
の作成から汚染物を除去する、マニホールド１７９２に接続された捕集器／フィルタカー
トリッジ１７９４がある。人工呼吸器および手動呼吸（バギング（ｂａｇｇｉｎｇ））に
関連する流れを測定するために、人工呼吸器カートリッジ１７９６内にセンサがある。
制御パラメータ
上記で説明したように、生成ガス、反応ガス、および患者に関する情報を含む、システ
ムに関係する様々な情報を、ＮＯ生成システムによるＮＯ生産を制御するための制御パラ
メータとして制御装置によって使用することができる。
ＮＯ生成の様々な側面に影響する可能性があり、制御パラメータによって制御されるプ
ラズマパラメータには、これらに限定されないが以下が含まれる。
・波形制御回路ＡＣ周波数 − これはプラズマのＡＣ電流を生成するために使用され
る制御信号の周波数である。高電圧回路の共振を同調させるために使用される。
・波形制御回路ＡＣデューティサイクル − これはプラズマのＡＣ電流を生成するた
めに使用される制御信号のデューティサイクルである。これは、高電圧回路の高調波のエ
ネルギー成分を制御するためのＡＣ電流の形状を定義するために使用される。
・放電パルス − プラズマ事象。「パルス」とも呼ばれる。
・放電パルス周波数 − 放電と放電の間の時間の逆数（１／パルス周期）
・パルス周期 − １つのプラズマ事象の開始から次のプラズマ事象の開始までの時間
の長さ。
・パルスデューティサイクル − 放電期間のうち放電がオンである部分。
・プラズマ遅延 − 高電圧の起動と実際のプラズマ生成との間の時間の継続時間。こ
れは、電極間のガスがイオン化して絶縁破壊するのに必要とされる時間である。このパラ
メータは、電極温度と共に変動する。電極を高温に保つための放電のバーストを生成する
ことにより、プラズマ遅延を最小にすることができる。
・放電電力 − 放電中の電極間の電位差（Ｖ）と電流（Ａ）との積。
・バースト − 密集したパルスの群。
・バースト回数 − 一回のバースト中のパルス数。
・バースト周期 − バースト事象の開始と開始の間の経過時間。
・バーストデューティサイクル − バースト周期中のパルスを発生させる時間の百分
率。１つの実施形態では、このパラメータを使用してデューティサイクルを低下させる（
すなわちバーストの間隔をさらに空ける）ことにより、極めて低いレベルのＮＯを生成す
る。
・バースト周波数 − 発生する１秒当たりのバースト数。
ＮＯ生成アルゴリズム
ＮＯ生成システムは、１つまたは複数の入力制御パラメータに基づいてＮＯ分子のレー
ト／時間を変動させることができる。ＮＯ生成アルゴリズムへの入力は、１つまたは複数
のプラズマチャンバで生産される生成ガス中のＮＯ生成／濃度を制御するために使用され
得る、以下のパラメータの１つまたは複数とすることができる。
・併用治療（人工呼吸器、ＣＰＡＰ、ＥＣＭＯ、麻酔、手動呼吸等）パラメータ：流量
、圧力、ガス温度、ガス湿度。これらのパラメータは、ＮＯ生成装置によって測定される
か、またはアナログもしくはデジタル通信によってＮＯ生成装置に送信されてよい。
・患者パラメータ：吸気流量、ＳｐＯ２、呼吸検出、一回換気量、分時体積、呼気ＮＯ
２、ｅｔＣＯ２、
・周囲環境パラメータ：周囲温度、周囲圧力、周囲湿度、周囲ＮＯ、周囲ＮＯ２
・装置パラメータ：プラズマチャンバ圧力、プラズマチャンバ流量、プラズマチャンバ
温度、プラズマチャンバ湿度、電極温度、電極タイプ、電極間隙。
・ＮＯ治療パラメータ：目標ＮＯ濃度、表示ＮＯ濃度、表示ＮＯ２濃度。いくつかの実
施形態では、ＮＯ生成アルゴリズムは、反応ガスの湿度およびガス組成の検知を使用して
、反応ガスおよび／または吸気ガスのモル流量計算を向上させることができる。
ＮＯ生成アルゴリズムへの出力
いくつかの実施形態では、システムはプラズマチャンバを通る反応ガス流を制御し、プ
ラズマ周波数、プラズマ継続時間、プラズマデューティサイクル、プラズマエネルギー、
バースト回数等のすべての他の設定は一定である。
下表（表１）は、いくつかのプラズマ制御アルゴリズムを示す。可変とは、パラメータ
を治療中の任意の時点にリアルタイムで調整できることを意味する。制御パラメータのす
べての可能な組合せが表に示されているのではないことが理解されよう。
Figure 0006948436
いくつかの実施形態では、ＮＯ生成システムは、ＮＯ２出力を最小にするようにプラズ
マ制御パラメータを選択する。ＮＯ２出力が等しいパラメータの範囲がある場合、パラメ
ータは、電気エネルギー消費を最小にすることに基づいて選択される。いくつかの実施形
態では、プラズマ制御および／またはガス流パラメータは、ＮＯ生成装置の出力が一定し
たＮＯ濃度となり、性能が一定のＮＯ濃度のＮＯ取込の性能に近くなるように選択される
。いくつかの実施形態では、プラズマ制御および／またはガス流パラメータは、ＮＯ生成
装置の出力ＮＯ濃度が時間と共に所定の濃度プロファイルに従うように選択される。
吸気流
いくつかの実施形態では、制御装置は、処方されたＮＯ濃度を実現するために必要とさ
れる酸化窒素の量を計算するために、吸気空気の流量を測定する。これは、各種技術を使
用して、例えば吸気空気流センサの使用により実現することができる。他の実施形態では
、この流量は、吸気リム内の圧力を流量の代替として測定し、ユーザに吸気流量を制御装
置に入力させ、当該流れを生成している／測定している人工呼吸器または他の装置からの
有線または無線接続を通じて流量情報を受け取ることにより、測定することができる。
流量は各種方式で測定されてよい。いくつかの実施形態では、流量は、制御装置内に位
置する圧力センサにより、空気流中の流量制限を越えた圧力低下の測定によって測定され
る。いくつかの実施形態では、流量は、使い捨てカートリッジ内に位置する圧力センサに
より、空気流中の流量制限を越えた圧力低下の測定によって測定される。いくつかの実施
形態では、流量は、加熱される配線を介した測定によって測定される。いくつかの実施形
態では、流量は、加熱されたサーミスタを介した測定によって測定される。いくつかの実
施形態では、流量は、熱電対や抵抗温度検出器（ＲＴＤ）などの温度センサの対を使用す
る熱質量流量計によって測定される。
システムは、１つまたは複数の治療空気ポンプも含むことができる。治療空気は、サイ
ドストリームまたはメインストリームの用途でＮＯ生成に充分な空気の流れから成る。治
療空気は、患者が呼吸する空気の部分集合とすることができ、患者による吸気に先立って
空気の主流と混合される。
空気ポンプは、大気を調達し、それをプラズマチャンバに誘導するために必要とされる
。プラズマチャンバへの空気流の測定は、空気ポンプが機能していることを保証する。い
くつかの実施形態では、この測定は加温されたサーミスタで行われるが、流れ抵抗を介し
た差圧などの他の流量測定技術が同等に有効であり得る。目標空気ポンプ速度は、処方さ
れたＮＯレベル、吸気空気流量、空気温度、空気圧力、空気湿度、および／または他の因
子の関数であってよい。一実施形態では、所望されるＮＯモル数／毎分ならびに上記で列
挙した変数に基づいて、設定ガス流量が１つまたは複数の参照テーブルに記載される。
いくつかの実施形態では、人工呼吸器回路内で測定されるガス流量は、ＮＯ生成のため
の空気ポンプ速度および／または反応ガス流量を決定するための入力を提供する。この手
法の利点の１つは、自発呼吸する患者に対して良好に機能し、システムが各呼吸に合わせ
てＮＯ生産を増大させることを保証することである。
空気流量の範囲は、プラズマチャンバを通る空気流をメインストリーム吸気空気流の１
０％以下に保つことを目的として、例えば０〜１５ｌｐｍまで変動し得る。空気ポンプは
、これらに限定されないが、ダイヤフラム、遠心、ファン、圧縮機、往復、ギア、および
他の設計を含む、ほぼあらゆるタイプであってよい。いくつかの実施形態では、ポンプは
、ポンプがオフのときにポンプを通る受動空気流を防止することができ、これにより、酸
化窒素生成システムが人工呼吸器回路に漏れを呈することがなくなる。この基準を満たす
ポンプの一例はダイヤフラムポンプである。いくつかの実施形態では、ポンプを使用して
、０〜６ｌｐｍまで変動する流量でリザーバを満たし、一方、リザーバを出る流れは０〜
１５ｌｐｍまで変動する。リザーバを出る高流量は、リザーバの容積によっては短い継続
時間であり得る。
ポンプがオフになっているときに受動ガス流を防止しない場合は、呼吸器回路から大気
への受動空気流を遮断するために弁がポンプと直列に配置されてよい。いくつかの実施形
態では、弁は、弁の故障によって患者への酸化窒素の送達が妨げられることがないように
、閉じる（オフ時には開く）ために電力を必要とする。これらに限定されないが、逆止弁
、ダックビル（ｄｕｃｋ−ｂｉｌｌ）弁、およびクロススリット弁を含む受動弁も、一部
の用途では機能し得る。
鼻カニューレを通じたＮＯの送達などのいくつかの実施形態では、治療の一時停止は、
鼻カニューレチューブ内の残余ＮＯをＮＯ２に変換させ得る。治療が再開されると、残余
ＮＯ２が患者に押し込まれることになる。これの解決法の１つは、治療が再開されたとき
に空気ポンプが短時間逆方向に作動して、ＮＯ２を含有している可能性のある空気を鼻カ
ニューレから捕集器中に引き込むものである。空気ポンプは、鼻カニューレ中の空気の体
積が空気に交換されるのに充分な時間にわたって逆方向に作動することになる。その時点
で、空気ポンプは順方向流に切り替わり、患者にＮＯを送達するためのプラズマ活動にな
る。
ダイヤフラムポンプなど一部のタイプのポンプは脈動性であり、それにより空気流に脈
動性を導入することに留意すべきである。ＮＯ生産が空気密度の関数であるとすると、よ
り高い圧力の反応ガスはプラズマ中でより多くのＮ２およびＯ２を供給し、それにより所
与のプラズマ放電に対してより多くのＮＯを生成することになる。ダイヤフラムポンプの
直後などでそうであるように、反応ガス圧力が変動すると、ＮＯ生産レベルも圧力と共に
変動する。そのため、より高レベルのＮＯ生産の一貫性は、反応ガスストリームの脈動性
が最小にされたときに得ることができる。臨界流量オリフィス、ダイヤフラム、アキュム
レータ、またはエラストマーチューブなどの柔軟壁面チューブを使用するなど、ポンプの
下流で圧力の脈動性を軽減するための空気圧手段がある。
１つの実施形態では、ポンプの脈動性または反応ガス中の他のタイプの圧力揺らぎが、
圧力センサ、マイクロフォン、力センサ、ひずみゲージ、マノメータ、または他のタイプ
の圧力センサで検知され、プラズマ活動のタイミングを決定するために使用される。いく
つかの実施形態では、ＮＯ生成システムが、ポンプパルス周期と同時にプラズマを生成し
て、ＮＯ生産をより一貫性のあるものにする。
システムは、１つまたは複数のガスサンプル弁も含むことができる。制御装置は、手動
弁またはソフトウェア制御弁を使用して、サンプルラインからと大気からとの間でガスの
調達を選択して、校正の目的で清浄な空気を調達するのを容易にする。いくつかの実施形
態では、ソレノイド弁を使用してガスの供給源を選択するが、この機能を行うために他の
タイプの弁が使用され得ることが理解されよう。いくつかの実施形態では、制御装置は、
カートリッジからガスを調達するかまたはプラズマチャンバから直接調達するかを選択す
るために、弁を使用することができる。プラズマチャンバから直接調達されるガスは、校
正の目的で既知の量だけＮＯおよびＮＯ２をその中に有することができる。
システムは、周囲圧力測定および／またはスパークチャンバ圧力測定を使用して、これ
らに限定されないが、湿度、標高、圧力、および温度を含む様々な周囲条件の分散を補償
することもできる。例えば、湿気の多い空気は乾燥した空気よりも密度が低い。しかし、
湿気の多い空気中では、イオン化させ、アークを放電させることがより難しい。これら因
子の正味の結果は感度係数に変換され得る。制御装置は、各周囲条件についての感度係数
を使用して、公称校正条件と比較した現在の周囲条件に応じてＮＯ生産を調整することが
できる。
電極前捕集器を使用して、プラズマおよびＮＯ生成のために空気をより一貫性のあるも
のにすることができる。いくつかの実施形態では、電極前捕集器は、使い捨ての空気フィ
ルタカートリッジの中に位置し、ポンプに入る前の空気を浄化する（図４９）。いくつか
の実施形態では、電極前捕集器は、ポンプの後、ただしプラズマチャンバの前に位置する
。１つの実施形態では、電極前捕集材は、ポンプとプラズマチャンバとの間でアキュムレ
ータとして働く空気リザーバの中にある。
いくつかの実施形態では、システムは、一定のスパークレートを維持しながら、スパー
クチャンバを通る空気流を変動させることができる。プラズマ活動は、一定（すなわち継
続的）、周期的、または可変とすることができる。患者流の中で所望のＮＯ濃度プロファ
イルを実現することは、スパーク活動の存在下で１つまたは複数の空気流を変動させるこ
とを含む各種方式で行うことができる。スパーク活動は、継続的、間断的、または可変と
することができる。いくつかの実施形態では、ＮＯ濃度プロファイルは、全吸気量にわた
って一定とすることができる。いくつかの実施形態では、ＮＯ濃度プロファイルは、ｎ回
の呼吸おきに一定とし、残りの呼吸に対してはゼロまたはより小さい大きさとすることが
できる。
システムは、患者治療パラメータを入力として使用して、スパークチャンバを通る空気
流を増減することができる。例えば、人工呼吸器回路内の吸気流が使用され得る。１つの
実施形態では、反応ガス流は、人工呼吸器流の１／１２である。別の実施形態では、反応
ガス流は、人工呼吸器流の１／２０から１／１０まで変動する。空気流は人工呼吸器回路
内の酸素濃度を希釈する可能性があり、よって、最も少ない量の反応ガス流／換気の希釈
が望ましい。呼吸器流に対する空気流の比がより小さいほど、酸素の希釈が低減する。代
替として、酸素濃縮器または混合器からのガス流を、患者治療パラメータ入力として使用
することができる。
スパークチャンバを通る流れが正確になるように、空気流の閉ループ制御を使用するこ
とができる。様々なタイプの制御を使用することができ、それらには、これらに限定され
ないが、リザーバ内の圧力の制御、ポンプからの流れの制御、圧力ヘッドの存在下での可
変オリフィスの制御、および圧力ヘッドの存在下での既知のオリフィス／流量制限による
弁のアナログまたはデジタル変調（例えばＰＷＭ）が含まれる。
いくつかの実施形態では、ユーザによって定義された最小Ｏ２閾値を強制するために人
工呼吸器ガス流の希釈が制限されるシステムが提供され得る。例えば、人工呼吸器が１０
０％酸素を送達している場合、大気が希釈剤であるときには、９２％の目標患者Ｏ２濃度
には人工呼吸器流の１０％未満の希釈流が必要となる。
呼吸器流に随伴してスパークチャンバを通る空気流を増大させるために、システムは、
人工呼吸器回路内の吸気パルスを可能な限り早く検出するように構成され得る。いくつか
の実施形態では、人工呼吸器接続端に流量センサを備えた人工呼吸器チューブ（例えば約
１８インチの長さ）を使用して、システムが吸気パルスをより早く検出できるようにする
ことができる。いくつかの実施形態では、人工呼吸器吸気リム内の圧力を呼吸器カートリ
ッジ内で測定して、自発呼吸を検出することにより、ＮＯ検出システムが人工呼吸器より
前で呼吸を検出できるようにする。それにより、システムが、予測アルゴリズムの必要な
しに、吸気塊の先頭にＮＯを送達することを可能にする。いくつかの実施形態では、シス
テムは、呼吸器流測定をＮＯ流測定と比較して、同時のＮＯ流タイミングを確定すること
ができる。比較は、ＮＯピーク流から呼吸器ピーク流の時間を引いて位相オフセットを計
算することにより、行うことができる。いくつかの実施形態では、目標差分がオフセット
され、いくつかの実施形態では、定義されたオフセットが正の値になるようにＮＯパルス
が吸気パルスよりも先行することが望ましい。いくつかの実施形態では、システムは、以
前の吸気パルスのサンプルのタイミング（典型的には３回）を使用して、特定の吸気パル
スのタイミングを予測する。
他の制御およびプラズマパラメータの考慮事項
いくつかの実施形態では、ユーザによって指示された処方ＮＯ濃度に基づく参照テーブ
ルを用いた開ループが、以下のパラメータ、カートリッジタイプ、人工呼吸器流量、周囲
温度、周囲圧力、周囲湿度、人工呼吸器吸気ライン内での測定ＮＯ値、およびＮＯ生産に
影響する任意の他の因子、の１つまたは複数と共に使用される。
ＮＯ生産の制御には様々なセンサも使用され得る。いくつかの実施形態では、警報を生
成することも可能な単一のＮＯセンサからの部分フィードバック制御が使用される。治療
は、センサ入力に基づいて、１０％などの制限された量だけ調整する（すなわちトリミン
グする）ことができる。いくつかの実施形態では、二重ＮＯセンサを使用することができ
、一方のセンサが閉ループ制御に使用され、他方のセンサが警報条件に使用される。２つ
のセンサを互いと比較してセンサ故障を検出することができる。いくつかの実施形態では
、三重ＮＯセンサシステムを閉ループ制御に使用することができる。１つのセンサが他の
２つと異なる場合には、そのセンサを無視することができ、治療は２つの残りのセンサを
用いて継続することができる。いくつかの実施形態では、新しいＮＯ設定が選択されたと
きにＮＯ濃度警報閾値が自動的に調整される。いくつかの実施形態では、ＮＯ警報設定は
、目標値より上の百分率と目標値より下の百分率に基づく許容差によって決定される。い
くつかの実施形態では、ＮＯ警報設定は、ＮＯ目標濃度に基づく参照テーブルから決定さ
れる。
様々なＮＯ生産制御方式がシステムによって用いられ得る。いくつかの実施形態では、
プラズマチャンバガス流量および１つまたは複数の制御パラメータを使用して、ＮＯ生産
を制御する。プラズマチャンバガス流量は、ポンプ速度、リザーバチャンバ圧力、比例弁
設定、または他の手段によって制御され得る。プラズマパラメータは、レート、デューテ
ィサイクル、一次変圧器巻線における切替え電圧、またはエネルギーであり得る。いくつ
かの実施形態では、プラズマチャンバガス流量およびプラズマデューティサイクルが制御
される。いくつかの実施形態では、プラズマチャンバガス流量およびスパークエネルギー
が制御される。いくつかの実施形態では、プラズマチャンバガス流量およびプラズマ周波
数が制御される。いくつかの実施形態では、呼吸に伴う呼吸流量変動の関数となるように
プラズマガス流量を変動させる。いくつかの実施形態では、プラズマチャンバガス流量は
、吸気流量の一定の比例割合（１０％）である。一実施形態では、呼吸周期全体にわたっ
て一定のＮＯ濃度を維持するようにプラズマパルスレートを変動させることができる。一
実施形態では、空気ポンプ速度が一定に保持され、プラズマ制御パラメータのみを、患者
吸気流に基づく必要ＮＯ濃度を生産するように変動させる。１つの実施形態では、プラズ
マパラメータが一定に保持され、プラズマガス流量のみを変動させる。１つの実施形態で
は、プラズマパラメータが一定に保持され、プラズマガス流量が吸気流量の一定割合とな
るように制御される。いくつかの実施形態では、プラズマチャンバガス流量が一定に保持
され、プラズマエネルギーを変動させる。これらのＮＯ生産方式の任意の組合せが使用さ
れ得ることが理解されよう。
所与のレベルのＮＯ分子を生成する、プラズマチャンバガス流量と、他のプラズマパラ
メータ（例えば、パルスレート、パルス幅、パルスエネルギー）との複数の組合せがあり
得る。いくつかの実施形態では、所与のＮＯ生産レベルのためのプラズマパラメータが、
排ガス中のＮＯ２レベルを最小にすることに基づいて選択される。いくつかの実施形態で
は、所与の量のＮＯ生産のためのプラズマチャンバガス流量が、排ガス中のＮＯ２レベル
を最小にすることに基づいて選択される。いくつかの実施形態では、プラズマガス流量と
プラズマパラメータ（レート、デューティサイクル、またはエネルギー）の組合せが、生
成ガス中のＮＯ２レベルを最小にすることに基づいて選択される。
スパークエネルギー
いくつかの実施形態では、スパークエネルギーを使用してＮＯ生産を制御することがで
きる。スパークエネルギーが増大すると、結果としてＮＯ出力が増大する。スパークエネ
ルギーは、電極間隙における高電圧回路電圧および高電圧回路電流の関数である。放電パ
ルス周波数を増大させること、および／またはパルスデューティサイクルを短くすること
には、放電時に変圧器内の利用可能な電流を増大させる効果がある。スパークエネルギー
に影響を与える設計要素には、変圧器漏洩電流（最小にされる）、変圧器静電容量（リッ
ツ線を使用し、線を寸法的に磁気コアの近くに保つことによって最小にされる）、共振交
流（ＡＣ）を変圧器に送達するように適合された力率補正ユニットを有すること、配線イ
ンピーダンス（リッツ線）を低下させることによって変圧器温度を些少にすることが含ま
れる。システムは、継続的なＮＯ生産があるように動作することもできる。いくつかの実
施形態では、酸化窒素生成システムは、酸化窒素生成を優先して動作することができる。
よって、システムは、単一の故障が発生した場合でも酸化窒素を生成し続けることができ
る。警報条件があるときでも、システムは、ユーザに問題を通知しながらＮＯ生成を続け
ることができる。システムは、枢要なシステム要素のいくつかに冗長性を備えて設計され
得る。次のシステム要素、すなわち、電極、捕集器回路、空気ポンプ、高電圧回路、プラ
ズマタイミング回路、酸化窒素センサ、およびバッテリ、の各２つ以上が存在して継続的
な動作を保証してよい。
いくつかの実施形態では、ＮＯ生成装置が、ＮＯ含有ガスを継続的に循環させ、送達に
利用可能となるようにそのガスを浄化する空気圧ループを含むことができる。プラズマチ
ャンバの後、酸素および窒素濃度は、それぞれ体積比でおよそ２１％および７８％である
、各自の大気濃度から実質的に変化していない。したがって、プラズマ中でＮＯが生成さ
れる瞬間からＮＯ２が形成している。このＮＯ２の一部は、電気ＮＯ生成器の後、ＮＯ高
濃度ガスが吸気流に混合される前に、化学的に除去することができる。空気圧回路の詳細
な設計ならびに吸気流量およびＮＯ療法の詳細によっては、化学的なＮＯ２除去の後、た
だし注入前の体積中でのＮＯ高濃度、Ｏ２高濃度ガスの滞留時間が、過度になり得る。過
度な滞留時間は、より多いＮＯ２形成につながる。この設計は、ＮＯ高濃度ガスの再循環
ループを考慮する。ガスは常に循環しており、一部分のみが吸気リムに分路される。再循
環によって滞留時間を制限し、よってＮＯ２形成が制限され得る。さらに、図９３〜図９
５に関してより詳細に説明するように、ＮＯ源に戻るガスを「再浄化」してＮＯ２の蓄積
を制限することができる。
酸化窒素を受け取る患者は、突然の停止ではなく徐々にウィーニングしていくことを必
要とし、システムは、患者のウィーニングをいくつかの方式で支援することができる。い
くつかの実施形態では、システムは、患者がユーザによって選択された時間量にわたって
特定の投与量にあったことをユーザに通知するためのウィーニングリマインダを提供する
ことができる。一実施形態では、システムは、これに限定されないがＳｐＯ２レベルを含
む生理学的入力に基づいてウィーニングを自動化することができる。このモードでは、シ
ステムは、ＮＯ投与量を下げ、患者反応を監視することになる。低下させたＮＯ投与量に
対して患者が良好に反応しない（例えばＳｐＯ２レベルが低下する）場合、ＮＯレベルを
再び増大させ得る。一実施形態では、システムは、ウィーニングに対する患者の反応なら
びに一般的な患者履歴を示すためのトレンド画面を提供することができる。トレンド画面
は患者および治療に関する様々な情報を表示することができ、それらには、これらに限定
されないが、規定のＮＯ投与量、測定ＮＯレベル、ＳｐＯ２レベル、ＦＩＯ２レベル、お
よび治療または一般的な患者状態に固有の他のパラメータが含まれる。
いくつかの実施形態では、酸化窒素送達および生成システムが、ＮＯ、ＮＯ２、Ｏ２、
および他のガスの測定を時折行う。ガスセンサを周期的に校正して、充分な測定精度を保
証することができる。
高度補償
高い標高における空気の密度は、より低い標高よりも小さい。そのため、より高い標高
では電極間隙間にあるＯ２およびＮ２分子がより少なく、よってＮＯ分子が海水位よりも
遅い率で生産されることになる。高い標高における電極間のあらゆる種類の分子の減少は
、放電が発生するための絶縁破壊電圧も低下させる。いくつかの実施形態では、ＮＯ生成
器が、周囲圧力を、プラズマチャンバ内のガスの状態の指示として測定することができる
。いくつかの実施形態では、プラズマチャンバ内の圧力が測定される。制御装置は、プラ
ズマチャンバ圧力の関数として放電活動を変えて、正確な量のＮＯが生成されることを保
証することができる。いくつかの実施形態では、プラズマチャンバよりも下流の可変流量
制限を使用してプラズマチャンバ内の圧力を制御する。例えば、より高い標高では、流れ
を制限し、プラズマチャンバ中の圧力を増大させるように比例弁を調整し、それによって
ＮＯ出力を増大させることができる。いくつかの実施形態では、プラズマチャンバ内の圧
力が一定のレベルに維持されるので、高電圧パラメータの変更が高い標高において必要と
されない。
周囲条件の分散
いくつかの実施形態では、ＮＯ生成システムが、周囲条件（湿度、標高、圧力、温度）
の分散に対する補償の手段を含む。この理由は、これらの条件は、所与の放電に対して生
成されるＮＯ分子数に影響し得るためである。補償は、以下のパラメータ、すなわち、放
電の継続時間、放電の周波数、放電の電圧、放電のデューティサイクル、プラズマチャン
バ内の圧力、プラズマチャンバを通る流量、放電バースト回数、またはＮＯ生産率に影響
することが知られている他のパラメータ、の１つまたは複数を変える形態とすることがで
きる。いくつかの実施形態では、ＮＯ生成システムは、以下のパラメータ、すなわち、周
囲圧力、プラズマチャンバ圧力、周囲温度、プラズマチャンバ温度、周囲湿度、プラズマ
チャンバ湿度、の１つまたは複数を測定する。
流れの継続的変動
患者呼吸は、随意呼吸である場合も、機械によって誘発される場合もある。どちらの場
合も、流量は患者が吸気するのに伴って動的である。これは、ＮＯ生成装置が一定の濃度
のＮＯを患者に提供することに対する課題を呈する。
プラズマが吸気ガス中で発生するインライン（メインストリーム）構成では、プラズマ
パラメータのみをリアルタイムで変動させて、吸気ガスを適切に投与することができる。
いくつかの実施形態では、制御装置は、制御入力として働く圧力および／または流量測定
値を検知する。
サイドストリーム構成では、プラズマは、患者吸気ガスとは独立したＮ２およびＯ２含
有ガス源内で生成される。例えば、サイドストリームＮＯ生成装置は、外部の供給源から
Ｎ２およびＯ２含有ガスを調達し、そのガスの一部分をＮＯに変換し、そのＮＯ含有ガス
を人工呼吸器回路に導入する。この例では、ＮＯ生成装置は、吸気ガス中で一定のＮＯ濃
度を実現するために、人工呼吸器流量に比例して可変量のＮＯを生成しなければならない
。１つの実施形態では、ＮＯ生成装置は、一定流量のＮＯ含有ガスを人工呼吸器回路に送
達し、１つまたは複数のプラズマ制御パラメータのみを変動させる。
人工呼吸器回路内の圧力分散は、人工呼吸器ストリーム中へのＮＯ含有ガスの導入に対
して抵抗を呈する。いくつかの実施形態では、ポンプを一定レートで作動させると、結果
として、吸気パルスの間に発生する高い圧力のために、吸気時に人工呼吸器内にＮＯが導
入されないという状況となり得る。いくつかの実施形態では、小型のオリフィスをＮＯ注
入の場所で使用して、生成ガス圧力を人工呼吸器回路内の圧力よりも高く保つことができ
、それにより、常に人工呼吸器回路に入るＮＯ流があることを保証する。
いくつかの実施形態では、ＮＯ生成装置を通る反応ガス流を、人工呼吸器流量の関数と
して変動させる。１つの実施形態では、ＮＯ生成装置を通る空気量を、患者吸気流の流量
に対する線形比例として変動させる。１つの実施形態では、線形比例は１〜１０％である
が、２０％もの高さの比が企図されている。
入力パラメータの関数としてＮＯ生成器を通じて継続的にリアルタイムで反応ガス流を
変動させることは、以下の利点をもたらす。１）プラズマを通る流れが増大するのに伴っ
てＮＯ分子の量が増大し、それにより、必要とされるときにＮＯ生成を増大させる。２）
ＮＯ生成システム内の圧力が、吸気流圧力が増大するのに伴って増大し、それにより、生
成ガスが吸気流中に流れ続けることを保証する。３）一定のＮＯ濃度を患者に送達するた
めにプラズマ制御パラメータの変化が必要とされない。４）高い反応ガス流量が、運搬遅
延と、制御装置内でのＮＯ高濃度ガスの滞留時間を最小にする。
入力パラメータは、患者吸気周期タイミングおよび／または流量の指示であり得る。検
知されるパラメータは、圧力、流量、温度、ひずみ、音響、超音波、光学、または他の手
段、のうちの１つまたは複数であり得る。パラメータは、ＮＯ生成装置によって直接検知
されるか、または別の装置によって測定されて、有線、無線、光学、または他の手段を介
してＮＯ生成装置に通信され得る。１つの実施形態では、吸気流量がＮＯ生成システムに
よって測定される。１つの実施形態では、人工呼吸器流量がＮＯ生成システムによって測
定される。１つの実施形態では、トリガ事象が人工呼吸器によってマークされ、ＮＯ生成
装置に通信される。１つの実施形態では、患者の胸壁のひずみおよび／または横隔膜のＥ
ＭＧ活動がＮＯ生成装置に通信される。１つの実施形態では、ＮＯ生成は、患者吸気音（
マイクロフォン測定）、吸気回路圧力、吸気流温度（呼息ガスは暖かい）の入力の１つま
たは複数に基づいて制御される。
生成時のＮＯ／ＮＯ２比の最適化 − オゾン
放電中に生成されるＮＯに対するＮＯ２の比は変動し得る。ＮＯ２を形成する仕組みの
１つは、Ｏ３がＮＯと組み合わされるときである。Ｏ３は、放電に先立って電極中に電位
が蓄積するのに伴って発生し得る電気コロナから形成される。ＮＯの生産は、高電圧制御
回路からの制御信号によって維持される。１つの実施形態では、これは、ＡＣパルスから
構成される波から成る。用語「波」は、高電圧変圧器の一次コイルを駆動する回路に行く
制御信号を指す。波が高いとき（パルスの高い部分の間）、一次回路はＡＣ電流で変圧器
を駆動する。波が低いとき（パルスがオフ）、一次回路は非アクティブになる。一般に、
生成されるＮＯの量は、この波の中のパルスがＡＣＴＩＶＥである（すなわちＮＯを生成
している）時間の百分率に比例する。パルスの開始時、電圧は、電極を介したプラズマ絶
縁破壊が発生するまで蓄積する。このわずかな遅延が、パルスのうちパルスがアクティブ
である時間を短縮する。パルスが比較的短い場合、電圧の蓄積はパルスのうち大きな部分
となり得、よって有効なＯＮ時間を大幅に短縮し、よってＮＯの生産を低減させ得る。高
温の電極は、それらの間にあるガスをイオン化させる。よって、パルスとパルスの間の時
間が減らされると、電極はパルスとパルスの間で大幅に冷却する時間を持たないため、絶
縁破壊遅延が低下する。１つの実施形態では、絶縁破壊遅延を低減するためにパルスは互
いと密集化される。１つの実施形態では、パルスの群間に空白を導入して、ＮＯ生産が過
度に高く上昇しないようにすると共に、波がアクティブである平均有効時間を維持する。
いくつかの実施形態では、最初のプラズマ絶縁破壊の後、制御波電圧を低減させて、パ
ルスが終了するまでスパークをより低いエネルギーに維持することができる。例えば、２
．５ｍｍの間隙では、間隙を絶縁破壊してプラズマを作り出すために６〜１２ｋＶを必要
とする可能性があり、それを維持するためには５００〜１０００ボルトしか必要としない
。制御電圧を低減させると、プラズマ中の電流、およびしたがってエネルギーが低減し、
低投与量のＮＯの生産を可能にする低エネルギープラズマの形成が可能になる。また、プ
ラズマエネルギーの低減は、制御装置の電気効率を向上させる。
いくつかの実施形態では、システムは、放電のバースト（高速に連続する一連の放電）
を使用して電極を高温に保ち、それにより、１回目の放電の後の後続の放電におけるプラ
ズマ遅延を低減させる。１つの実施形態では、システムは、バースト間の一時停止を変動
させてＮＯ出力レベルを制御する。バースト間の一時停止は、電極が反応ガス流を冷却さ
せるための時間も提供する。１つの方法では、アンチコロナ絶縁体材料を電極上およびそ
の周囲で使用して、コロナからのＯ３形成を低下させる。
ワット当たりのＮＯの生産は最適な制御パラメータを有することがある。ＮＯ生成装置
の開発中に、最適なプラズマパラメータが決定され、商用設計のためのデフォルトとして
使用される。１つの実施形態では、装置は、治療の前または治療の早期段階中にスパーク
パラメータの一部またはすべてを走査して、最適な設定を決定する。静電容量高電圧記憶
装置は、信頼性の理由から選択されなかった。
エネルギーの最適化とＮＯ２の最小化はしばしば一致しない。いくつかの実施形態では
、プラズマ制御パラメータは電気効率を最適化するように選択される。いくつかの実施形
態では、プラズマ制御パラメータはＮＯ２生産を最小にするように選択される。いくつか
の実施形態では、プラズマ制御パラメータは、どちらのパラメータも最適化されないこと
を認識して、ＮＯ２レベルと電気効率の組合せを最適化するように選択される。
ＮＯ２管理
ＮＯは、酸素の存在下で酸化し、充分な時間を与えられると完全に酸化してＮＯ２にな
る。ＮＯ２は、肺の内面に見られるような水分を含有しているときに硝酸を形成するため
、呼吸にとって有害である。そのため、ＮＯ生成システムは、患者に送達されるＮＯ２の
量を最小にすべきであることになる。ＮＯ２レベルは浄化器を含めることによって低減さ
せるが、追加的なアルゴリズム的手法がＮＯ２送達をさらに低減させることができる。
１つの実施形態では、ＮＯ生成システムは、プラズマ活動が中止した後、一定の時間に
わたって反応ガスポンプを作動させ続ける。これにより、装置の空気圧経路および捕集器
をパージする。プラズマ活動の中止は、治療が終了されるときであり得る。プラズマ活動
の中止は、呼吸と呼吸の間でもあり得る。１つの実施形態では、ＮＯ生成システムは、捕
集器を通る流れの方向を逆転して、ＮＯ２を患者ではなくシステム排気口へと誘導するこ
とができる。１つの実施形態では、生成ガスを、３００ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲の周波数
のＵＶ光に曝露して、吸気ストリーム中に注入されるのに先立ってＮＯ２をＮＯに変換す
る。１つの実施形態では、吸気ストリームは、ＮＯ注入後に、３００ｎｍ〜４２０ｎｍの
間の周波数のＵＶ光に曝露される。
投与量管理
トリム調整
ＮＯ送達のための治療設定は、患者サイズ（呼吸器配管直径）、加湿器タイプ、患者配
管長さ、補助的な随伴治療（例えば噴霧器）、および他の変数と共に変動する。そのため
、ＮＯ生成から患者までの運搬時間が変動することになり、それがＮＯからＮＯ２への変
換量に分散を引き起こし得る。サンプルガスが吸気リム内のガス採取の場所からガス分析
センサまで進むときに、追加的な運搬時間が発生する。その結果、ガスセンサによって示
されるＮＯの量が、要求されるＮＯの量と異なり得る（典型的にはより低くなる）。１つ
の実施形態では、ＮＯ生成装置が、ガスセンサにおけるＮＯ測定値が目標ＮＯレベルと一
致するようにＮＯ生産の微調整を行うことを可能にするトリム機能を有する。いくつかの
実施形態では、ＮＯ生成装置がトリム機能を有し、このトリム機能は、ガスセンサにおけ
る測定値が、目標ＮＯ濃度＋サンプル収集点からセンサまでの運搬のために失われたＮＯ
量、に等しくなるようにＮＯ生産の微調整を行うことを可能にする。
手動トリム調整
手動トリム機能は、ユーザが、患者に送達されるＮＯの量を変えてしまう患者設定の分
散を克服することを可能にする。トリム機能を使用してＮＯ生産を増大させると、ＮＯお
よびＮＯ２両方の生産が増大する。トリム機能はＮＯおよびＮＯ２警報レベルを変えるこ
とはなく、そのため安全機能は変化しない。１つの実施形態では、トリム機能は、タッチ
画面インターフェース上に提示される。１つの実施形態では、トリム機能は、物理的なつ
まみである。
自動的なトリム調整
１つの実施形態では、システムは、ガスセンサデータを使用して、目標ＮＯ送達レベル
と一致するように、ＮＯ生産を閉ループ式に自動的に増減させる。１つの実施形態では、
自動的なトリム調整は、特定の大きさの調整に制限される。１つの実施形態では、トリム
調整のレベルは、設定されたＮＯのｐｐｍ数に制限される。１つの実施形態では、トリム
調整のレベルは、目標ＮＯレベルの一定百分率（例えば１０％）に制限される。いくつか
の実施形態では、自動的なトリム機能が、サンプルライン内の運搬中に発生するＮＯ損失
を補償して、ＮＯ濃度をサンプル収集点で制御するようにする。
複数のＮＯ投与量
いくつかの実施形態では、複数のＮＯ投与量を使用して複数段階のＮＯ療法を提供する
ことが可能である。例えば、第１の投与量のＮＯを使用して肺血管または気道を拡張させ
ることができ、第２の投与量のＮＯを使用して拡張を持続することができる。いくつかの
実施形態では、ＮＯ生成・送達装置が、設定された時間量（例えば１〜２分）にわたって
高投与量を送達した後に、自動的に投与量を目標投与量に下げる。別の実施形態では、高
投与量が一定の呼吸数（例えば１０回）にわたって送達された後に、目標投与量に変わる
。高投与量から目標投与量への移行は、ステップ関数または連続的な低下（線形、対数等
）とすることができる。いくつかの実施形態では、高投与量は、すべての患者に対して１
つの設定値である。いくつかの実施形態では、高投与量は、目標投与量の関数である（例
えば目標投与量の２倍）。
ユーザインターフェース
いくつかの実施形態では、システムは、制御装置と通信し、ＮＯ生産、治療設定、警報
、注釈、ガス濃度、および患者状態に関する情報を表示するように構成されたユーザイン
ターフェース（ＵＩ）を含むことができる。ユーザインターフェースは、トレンドデータ
を表示するように構成することができ、トレンドデータは、生成されたＮＯの時間履歴、
測定ＮＯ、ＳｐＯ２、Ｏ２、呼吸数、心拍数、およびＥＫＧ、またはカプノグラフである
。１つの実施形態では、ライトバーが装置ハンドルにはめこまれ、見やすいように筐体の
高い所に警報光を位置させる。１つの実施形態では、ハンドルの側部にある窓により、警
報点灯がハンドルの側部からも投射されることを可能にする。図５０は、高レベルの警報
に対して点灯し、赤色に点滅する警報ライトバー７６２の一例を示す。ライトバーは、警
告を表す点滅する黄色、自己テスト完了を表す連続した緑色、ＮＯ送達アクティブを表す
連続した青色、およびバッグモードアクティブを表す点滅する白色など、他の色で照明さ
れ得る。１つの実施形態では、ライトバーを照明するためのＬＥＤが、ＵＣＭ盤の縁部に
位置する。１つの実施形態では、ＰＣＢがハンドルの上部部分に位置して、ライトバーに
入るように下方に光を発する。
様々なタイプの情報がグラフィカルユーザインターフェース上でユーザに提示され得る
。いくつかの実施形態では、ＮＯ送達システムが、処方されたＮＯ、測定されたＮＯ、Ｓ
ｐＯ２、Ｏ２、ＥＫＧ、呼吸数、心拍数、カプノグラフィ、ＮＯ２、のうちの１つまたは
複数の時間履歴を示すトレンドグラフまたはテーブルを提供することができる。いくつか
の実施形態では、ＮＯ送達システムが、８０、４０、２０、１０、５、４、３、２、１な
どのクイックＮＯ設定を有することができる。いくつかの実施形態では、ＮＯ送達システ
ムが、治療が進行中であることを示す動画の肺を表示することができる。いくつかの実施
形態では、ＮＯ送達システムが、患者吸気リム内の測定流から呼吸数または１回呼吸量な
どの患者呼吸パラメータを判定し、その情報をインターフェース上に提示することができ
る。いくつかの実施形態では、ＵＩの背景色を変えて、療法が実行中であることを示すこ
とができる。加えて、画面の縁が、治療が実行中でありＮＯが患者に送達されている状態
で点灯する、「ｅＮＯ」を知らせるインジケータを有する。
いくつかの実施形態では、図５２および図５３に示すように、ＮＯ生成システムが、患
者がＮＯレベルを低下させる次回のウィーニングステップを行える状態になっているとき
に、そのリマインダをユーザに提供することができる。タイマは、患者が療法に反応して
いるかどうかをチェックするために、療法の開始後しばらく経ってから、すなわち１０分
〜２４時間後に患者をチェックすることをユーザに思い出させるためにも使用することが
できる。リマインダは、病院の規定に基づいて、ディスクフィルタのような使い捨ての付
属品を周期的に交換するためのリマインダとしても使用することができる。設定時間にな
ると、装置は、視覚的および／または可聴の信号を使用して、警報または通知としてユー
ザに思い出させることができる。リマインダは、時間、ＳｐＯ２、または他の生理学的変
数に基づき得る。
図５１Ａは、ユーザインターフェースの例示的実施形態を描いている。図５１Ａに示す
ように、臨床画面のユーザインターフェースは、状態パネル、通知センター、治療パネル
、ガス分析センター、および制御パネル、の５つの主要な領域に分割され得る。通知セン
ターは、患者、システム状態、ならびにユーザ命令に関するメッセージおよび情報を提示
することができる。通知センターの下にある下向きの山形（ｃｈｅｖｒｏｎ）は、押して
下方にドラッグすることにより、追加的な情報を表示することができる。正確に山形の上
を押す代わりに、人工呼吸器治療パネル内の任意の箇所における下方スワイプのジェスチ
ャでも、追加的な情報を表示することができる。追加的な情報は、すべてのアクティブな
警報と、各アクティブな警報に関するトラブル解決命令とを含み得る。ユーザインターフ
ェースは、上方および下方へのスワイプジェスチャによりスクロール可能な画面を可能に
する。新しい警報がアクティブになると、ＵＩがすべてのポップアップおよびサブメニュ
ーを閉じ、図５４および図５５に示すように、ユーザをメインの臨床ホーム画面に戻す。
状態バーは、タイマ状態、累積治療時間、患者情報、バッテリ状態および百分率のバッテ
リ残量、ＡＣ電力状態、無線接続状態、日付および時刻などの、リアルタイム情報を表示
する。いくつかの実施形態では、治療の開始からの経過時間も示される。累積治療時間は
、装置がオンにされてから治療が患者に与えられた合計時間であるのに対し、経過時間は
、最後に治療が開始されてからの合計時間である。様々な他のタイプの情報が状態バーお
よび通知センターでユーザに表示され得ることが理解されよう。
図５１Ｂは、ユーザインターフェースの人工呼吸器治療パネルの一実施形態を例示して
いる。図５１Ｂに示すように、人工呼吸器治療パネルは、システム活動を示す動画（例え
ば肺の画像）、処方ＮＯ量（２０）、手動モードに入るための手段、捕集カートリッジの
残りの耐用寿命メータ（左下隅）、測定ガス値、警報限界（１５、２５）、および治療設
定調整（右下隅の３つのボタン）を示す。プラスの記号は、処方量を、その値に比例する
増分単位で増分する。例えば、１から１０までは１ｐｐｍの増分単位で増分することがで
きるが、１０を超えると増分単位は５ｐｐｍとなる。マイナスボタンは、処方量を同様の
減分単位で減分する。いくつかの実施形態では、ＮＯ目標は、ＮＯ目標値にタッチし、Ｎ
Ｏ目標値が所望の値に変更されるまで指を上または下にスライドすることにより、変更す
ることができる。図５１Ｃは、中にキーパッドを備えた中央ボタンが、ユーザが所望のＮ
Ｏ濃度を迅速に選択することを可能にするクイック設定メニューをポップアップさせる様
子を描いている。ＮＯ目標または警報設定のためのキーパッドがポップアップすると、人
工呼吸器治療エリアは半透明かつアクティブになって、ユーザがいつでも現在の治療状態
を常に見られるようになる。いくつかの実施形態では、図５６および図５７に示すように
、大きいＮＯ目標数にタッチすることによっても、クイック設定メニューを開くことがで
きる。
治療パネル上の円弧、または放射状または直線状のゲージは、可能なＮＯ濃度の範囲を
示し、現在の動作範囲を強調表示する。いくつかの実施形態では、円弧によって表される
目盛りは、例えば新生児は０〜４０、成人は０〜８０など、患者タイプによって調整する
ことができる。開始ボタンが円弧の中央に位置することができ、治療がアクティブである
ときには一時停止ボタンに切り替わることができる。インターフェースは、手動モードに
入るためのボタンも含むことができる。円弧上の強調表示される領域は、設定濃度前後の
警報限界／許容可能許容差を表す。ＮＯ濃度がこの区域を上回る、または下回った場合に
は、警報が生成される。１つの実施形態では、ユーザインターフェースは、ユーザが円弧
のうち所望の警報限界の場所にタッチすることを可能にするタッチ画面である。１つの実
施形態では、ユーザは、画面にタッチし、警報限界を円弧に沿って所望レベルまでドラッ
グすることができる。
ガス分析パネルは、警報限界に加えて、ＮＯ、ＮＯ２、およびＯ２の現在の測定値を提
示することができる。ガスパネルを押すことにより、それぞれのガスの警報範囲設定メニ
ューをポップアップすることができ、ユーザが警報範囲を所望の値に迅速に変更すること
を可能にする。クイック設定は、ユーザが、各ガス測定の警報状態を、アクティブ、非ア
クティブ、または音声を無期限に一時停止に変更することも可能にする。いくつかの実施
形態では、表示されるＮＯレベルは、ガス分析センサによって測定されたＮＯレベルと、
ガス採取点からセンサまでの運搬中に失われたＮＯの量とを足した値に等しい。失われた
ＮＯの量は、ＮＯ濃度、Ｏ２濃度、および運搬時間の関数として計算される。運搬時間は
、サンプルラインの内部容積（長さ、内径等）およびサンプルポンプ流量の関数である。
いくつかの実施形態では、表示されるＮＯ２レベルは、測定されたＮＯ２レベルから、ガ
ス採取点からセンサまでの運搬中に失われたＮＯの量を引いた値に等しい。制御パネルは
、静的であり、ユーザインターフェースのすべてのページに存在し、メニュー、患者情報
、画面ロック、および警報消音を含むことができる。メニューは、ユーザがメニューホー
ムページに戻り、より深いメニューを見て、事例データを点検することを可能にする。ロ
ックボタンは、偶発的なタッチを防止するために画面をロックおよびアンロックする。画
面がロックされているとき、画面の任意の場所を押すと、アンロック動画が、画面をアン
ロックする必要があることをユーザに警告することが可能になる。サブメニューのいずれ
にもあるホームボタンで、ユーザは任意の画面からメインの臨床ホーム画面に戻ることが
可能となる。例示的ユーザインターフェース画面を図５８に示す。
図５１Ｄは、システムが手動モードを開始していることをユーザに表示する手動モード
画面の一実施形態を例示している。所望のＮＯ濃度が表示されている。プラスおよびマイ
ナスボタンは、図５９に示すように、ユーザが所望の設定を手動入力することを可能にす
るクイック設定をキーパッドボタンがポップアップしている間に、ユーザがＮＯ濃度を迅
速に調整することを可能にする。
図５１Ｅは、過去のＮＯ設定、実際のＮＯ測定値、ＮＯ２測定値、Ｏ２測定値、ＳＰＯ
２測定値、ユーザ入力／注釈、ＣＯ２（カプノグラフィ）、呼吸数、ＥＫＧ、パルスレー
ト、ならびに他の生理学的および環境的測定値を表示することができる、トレンド画面の
一実施形態を描いている。トレンドグラフに表示される時間量は変動し得るが、一実施形
態では、グラフは７２時間を表示する。いくつかの実施形態では、図６０に示すように、
トレンドグラフは、左にスワイプして、ｘ軸に表された時間を越えて、現在の治療に関し
て収集された過去のデータを表示することができる。ユーザは、Ｘ軸を７２時間の部分集
合に変更することができる。トレンド画面は、医師が、ある期間、例えば週末に患者に起
こったことを見ることを可能にする。図２１Ｆは、トレンドデータを表形式で表示したト
レンド画面の一実施形態を描いており、これを上にスワイプすることにより、図６１に示
すように過去のデータを表示することができる。
図５１Ｇは、メニュー画面の一実施形態を描いている。メニューボタンが押されると、
ユーザは、手動換気モードボタン表示設定、手動高値校正、手動低値校正、自動校正、設
定およびデフォルトにアクセスすることができる。ＦＡＱがある場合にはヘルプ機能も利
用可能とされ得る。検索可能なＩＦＵもヘルプ内で利用可能とされ得る。臨床および生物
医学設定への入力は、制限されるようにパスワード保護することができ、または個人もし
くはユーザＩＤのグループにアクセス権を与えるようにプログラムすることができる。い
くつかの実施形態では、設定は、ユーザが、警報、タイマ、警報限界、ＮＯ目標デフォル
ト等に関する事前設定を、患者タイプまたは患者の疾患状態または部門に基づいて生成し
、カスタマイズする能力を含み得る。例示的ユーザインターフェース画面を図６２に示す
。
通常の使用中、ユーザインターフェースは、静的または動画とすることができる。画面
上の動画は、システムが適正に機能していることをユーザに知らせることができる。一実
施形態では、動画は肺の画像の形態であり、矢印または点が肺に入るＮＯガスを表す。肺
から出るＮＯガスも表示され得る。いくつかの実施形態では、肺の動画は、ｂｐｍをリア
ルタイムで正確に表し得る。手動モードでは、画面上のバッグ動画が、システムが手動モ
ードであり、システムが適正に機能していることをユーザに知らせることができる。バッ
グ動画は、バッグがガスで満たされていることを表す色つきのバッグと、空になったバッ
グを表す色なしのバッグとの間で切り替わる点滅動画、またはバッグの徐々の膨張および
収縮を示す動画であり得る。
ユーザインターフェースは、人工呼吸器流路内のガス流測定値を積算することによって
測定された、患者の１回呼吸量も表示することができる。１回呼吸量の計算精度を向上さ
せるために、システムは、患者の呼息中の吸気ライン内の測定流量を、人工呼吸器バイア
ス流の指示として使用することができる。
ユーザインターフェースは、様々なディスプレイおよび機能を含み得る。いくつかの実
施形態では、肺の動画を、肺に入り、肺から出て戻る薬剤と共に使用することができる。
例えば、表示される肺は、最初は内部を黒色とすることができる。薬剤が肺に入るのにつ
れて、表示された肺の陰影付けが上から下へと変化して、肺をカラー（ピンクなど）にす
ることができる。患者が呼息すると、ピンク色の陰影付けが後退し、表示された肺が再び
黒になることができる。ディスプレイは、バッグへのＮＯ送達を示すための、バッグを通
って流れるＮＯの動画も含むことができる。例えば、バッグ画像の一方の端から他方の端
へと移動するグラデーションが示され得る。バッグは、空っぽに（黒く）なり、または薬
剤の存在を示す色つきとなり得る。
患者が自動人工呼吸器を用いた呼吸補助から外されて手動換気（すなわち、バギング）
に移行されるときには、送達されるＮＯ濃度が第１のモードから次のモードに変化する恐
れがある。これは、患者にとって悪影響につながり得る。送達されるＮＯ濃度の急速な変
化を防止する概念の１つは、ＮＯ生成システムが手動呼吸のＮＯ濃度を、人工呼吸器での
呼吸時と同じレベルに自動的に設定するものである。これと反対のことが、ＮＯ送達がバ
ッグから人工呼吸器送達に変化するときにも該当する。システムは、所望のモード中に流
れが検出されない場合にユーザがモード間を切り替えることも許容しない。
捕集器
捕集経路は、サイズ、形状、および設計が異なり得る。いくつかの実施形態では、約０
．２５インチの内径を有する丸型プロファイルの捕集経路が使用され得る。ガス流量に応
じて、他の小さい断面積も使用され得ることが理解されよう。一例として、標準的な市販
の捕集器（Ｕｎｉｔｅｄ Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ Ｐ／Ｎ ＤＩＡ−ＢＮＭＢ）は、内径
２ｃｍ、長さ３ｃｍの寸法であり、６ｇの捕集材を有する。捕集器は、ガスの出入りのた
めに各端部に０．２５インチのタケノコ継手を有する。断面積を減らすことにより、低流
量においてもすべての捕集材がガスによって接触されたことを保証することができる。こ
れにより、捕集器効力の著しい向上が可能となり、既存の流れにおいてＮＯ２のｐｐｍを
低減し、または捕集器の寿命を増大させた。捕集器の寿命は、ＮＯ２レベルが臨床的に妥
当な閾値、例えば５ｐｐｍに達するまで、捕集器を模擬的な臨床シナリオにかけることに
よって判定することができる。いくつかの実施形態では、捕集器の断面積は小さいままに
保たれ、これは、ガスが進む経路長に対するより大きい制御を提供し、捕集器効力を向上
させる。断面が比較的小さいことの利益は、ガスがより高い速度で通過して、より活発に
捕集材と混合し、接触することである。
いくつかの実施形態では、システムは、２つの独立した捕集経路を有する。第１の捕集
経路は、人工呼吸器のＮＯ送達のためであり、第２の捕集経路は、人工呼吸器送達のバッ
クアップまたは手動換気装置のためである。
捕集器は、捕集材を通る１つまたは複数の経路を含むことができる。ガスは最も短い経
路を取るので、大きい断面積をもつ短い経路よりも、小さい断面積をもつ長い捕集経路が
使用される。長い捕集経路をよりコンパクトな空間に収納するために、捕集経路は、迷路
を模したスイッチバック設計を有することができる。これに限定されないが、コンパクト
な収納のためのチューブの螺旋化を含む、多くの構成の捕集経路が使用され得る。
捕集器は各種材料から作製され得る。いくつかの実施形態では、捕集材はソーダ石灰で
あり、ソーダ石灰は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、および水酸化カルシウムの組
合せである。ソーダ石灰は、円筒形および半球形を含む、複数の物理形状因子のものが入
手可能である。
ソーダ石灰はもろく、取り扱いの間に破砕し得る。ソーダ石灰が破砕すると、ソーダ石
灰の粒子が捕集経路を進んで、出口でフィルタを詰まらせる可能性がある。図６３に示す
１つの実施形態では、捕集経路７７０は、ソーダ石灰微粒子を捕捉するための、流路に沿
って間隔を空けた複数の粒子フィルタ７７２を有する。この設計は、任意の１つのフィル
タ内に溜まり得る微粒子物質の量を制限する。
いくつかの実施形態では、ソーダ石灰は、ＮＯ２の吸収を維持しながらソーダ石灰の靱
性を増大させる材料と合成または混合される。いくつかの実施形態では、ソーダ石灰は、
靱性を増大させるために砂糖と調合される。いくつかの実施形態では、ＮＯ２に対して浸
透性の柔軟なポリマーシェルが、１つまたは複数のソーダ石灰粒子の周囲に置かれる。い
くつかの実施形態では、ソーダ石灰の破砕を防止するために、柔軟な基板がソーダ石灰で
被覆される。いくつかの実施形態では、柔軟な基板は、ソーダ石灰で内部壁を被覆したチ
ューブである。いくつかの実施形態では、ソーダ石灰粒子が、多孔構造（連続気泡フォー
ム）に埋め込まれる。フォームは、開いたガス経路および粒子を収集する能力を維持しな
がら、ソーダ石灰を圧縮およびせん断から保護する。いくつかの実施形態では、ソーダ石
灰を剛性壁のチューブに収納して、粒状材料を粉砕から保護する。いくつかの実施形態で
は、ソーダ石灰ペレットを、ある体積内のエラストマーまたは比較的柔らかいペレットと
混合して、変位および／または振動が加えられたときに柔らかいペレットがソーダ石灰ペ
レットを保護するようにする。いくつかの実施形態では、ソーダ石灰粒子の層を通るガス
流は重力に対して垂直であり、そのため、ガス流量が充分に低いかまたは存在しないとき
に粒子がチャンバの底部に沈積する。
いくつかの実施形態では、ＮＯ生成装置内の生成ガス流路は、微粒子がフィルタを詰ま
らせるのを防止するためにソーダ石灰微粒子を隔絶するように設計される。いくつかの実
施形態では、捕集器内の１つまたは複数の場所における空気流路が、典型的には９０度以
上である急な曲がり目を有する。空気がこの屈曲部の周囲を流れるとき、高質量粒子が、
遠心力のために曲がり目の外側へと進み、そこに溜まる。いくつかの実施形態では、粒子
は、空気経路に空気圧接続されたくぼみまたはチャンバ内に溜まる。別の実施形態では、
粒子は、接着表面上に溜まる。いくつかの実施形態では、粒子は連続気泡フォームの中に
はまり込む。
捕集経路を捕集材で満たし、捕集材による経路の継続的な充満を維持することが重要で
あり得る。例えば、２Ｄ経路が使用され、その経路が水平面の向きに配向されている場合
、捕集材は、経路の底部に沈積し、捕集材の上方に閉塞されないガス経路を残し得る。一
実施形態では、ガスが捕集材を回避するのを防止するために、迷路状経路の最上部の空気
空間が、独立気泡フォームまたはＮＯと適合性のある他の圧縮可能充填材料で満たされる
。一実施形態では、ガス進行面が垂直の向きに配向された２Ｄ経路が使用され、それによ
り、ガスがガス経路内の閉塞部の下を進む際に強制的に捕集材を通らせる。この手法の利
益は、重力および運搬からの振動による捕集材の沈積が捕集器の効力に影響しないことで
ある。一実施形態では、捕集経路は、捕集材の沈積によって捕集材を通る進行を回避する
ガス流路が生じないように、３つ以上の方向に進む。一実施形態では、チューブを捕集材
で満たすことによって、長く細い捕集経路を作り出すこともできる。チューブは、らせん
状にするか、包むか、折り曲げるか、またはその他の方法で使い捨て装置の一部として配
線することができる。モールド成形されたシリンダまたは他の形状をカートリッジに追加
して、捕集器チューブをねじることなく、捕集器チューブを包んで狭い空間にそれらを収
納するための構造を提供することができる。図６４を参照すると、捕集器チューブを包む
ための５つのシリンダ７８２を備えたカートリッジハウジング７８０が例示されている。
チューブは、タイゴンなどのエラストマー材料、またはステンレス鋼やテフロンなどのよ
り剛性の高い材料を含む、各種の材料から形成されてよい。
いくつかの実施形態では、捕集経路が、捕集器とのガス接触を保証するために垂直面の
向きに配向された２Ｄスイッチバック経路または迷路を備える。一実施形態では、捕集経
路が、水平面の向きに配向された２Ｄの蛇行経路を備え、ガスが捕集材を通って流れない
ようにするための不浸透性の充填材料を最上部に備える。一実施形態では、カートリッジ
の向きにかかわらずガスが捕集器を通って流れることを保証するために、捕集経路が、３
つの直交する方向（または追加的な方向）に流れる経路を備える。一実施形態では、捕集
経路が、カートリッジハウジング内に位置するチューブ（例えば剛性チューブまたはエラ
ストマーチューブ）を備える。いくつかの実施形態では、捕集経路が、０．５ｃｍ２未満
の断面積を有し、これにより、ガスが捕集器のすべてと接触することを保証することによ
って捕集器寿命を増大させることができる。いくつかの実施形態では、カートリッジが、
１つの捕集経路を流れるガスを別の捕集経路に方向転換する能力を有することができる。
いくつかの実施形態では、捕集材がばねによって圧縮され、それにより、捕集材が、衝撃
、取り扱い、および／または振動による破砕および沈積に遭遇した後にも固まった状態を
保つ。いくつかの実施形態では、２つ以上の独立したプラズマからＮＯを生成し、ＮＯを
２つ以上の独立した捕集経路に送り、ＮＯ流を合流して１つの患者気流にすることが可能
なシステムを使用することができる。
いくつかの実施形態では、捕集器は、ユーザが捕集材を除去し、新しい捕集材を追加す
ることを可能にする、再使用可能な捕集器ハウジングを含むことができる。捕集材を除去
して交換することにより、捕集材のみが治療の最後に処分される一方で、残りの構成要素
が適所に留まることを可能にする。
酸化窒素は化学的な反応性が非常に高く、よって、カートリッジおよびＮＯに曝露され
るシステムの他の部品の材料選択は重要である。いくつかの実施形態では、ポリエチレン
およびポリプロピレンなどのポリマーが使用される。代替のポリマーが使用されてもよい
。ポリマーを保護する方式の１つは、ポリマー表面を金属、セラミック、ガラス、または
捕集材で保護被覆して、ＮＯ反応を防止するものである。いくつかの実施形態では、壁部
が捕集材から構築された捕集経路。
捕集経路の長さを決定するために様々なパラメータが使用される。いくつかの実施形態
では、ＮＯ２濃度を低減させるために必要とされる捕集経路長は、初期ＮＯ２濃度、流量
、捕集経路長、捕集器サイズ、捕集器断面積、並行した捕集経路の数、温度、および／ま
たは圧力に依存する。例えば、フェイスマスクを用いて治療を受け、４０ｐｐｍのＮＯと
共に６０ｌｐｍの空気を受け取っている成人であれば、１週間持たせるためには、３００
ｐｐｍのＮＯと共に２ｌｐｍで流れる、内径１／４インチ、略７０ｃｍの長さの２つの捕
集経路を必要とする。対して、０．５ｌｐｍで２０ｐｐｍを呼吸している新生児患者は、
少なくとも１週間持つ捕集器に、６ｃｍの長さの内径１／４インチの配管しか必要としな
い。よって、ユーザの流量、ＮＯ濃度、および継続時間要件に一致する捕集器の配列を作
成することができる。
いくつかの実施形態では、単一のカートリッジが、異なる長さの複数の捕集経路を有す
ることができる。例えば、カートリッジは、主要な成人用途のための長い経路を備えた捕
集経路と、患者を手動換気するためおよび主要ＮＯ生成回路のバックアップのための、よ
り短い経路を備えた捕集経路とを含むことができる。バックアップ経路は、手動換気にも
適用され得る。
いくつかの実施形態では、カートリッジが、複数の捕集経路を含むことができ、各経路
が、その経路に出入りする空気流を遮断するモールド成形されたゲートを有する。カート
リッジが対象とする用途に応じて、製造中に射出成形部分のタブを壊して、ガスが特定の
捕集経路を流れられるようにする。
人工呼吸器ＮＯ回路のいずれかの部分に故障があった場合に、手動換気のための捕集経
路が、人工呼吸器ＮＯ送達のためのバックアップ回路として働くこともできる。セレクタ
弁は、ユーザが第２の回路に対して手動モードと人工呼吸器モードとの間で選ぶことを可
能にする。弁の作動は、手動、自動、またはソフトウェア制御とすることができる。手動
の動作には、レバー、回転ノブ、プッシュプル弁、スライドコントロール、または任意の
他の手動機構が使用され得る。ソフトウェア制御のオプションは、物理的に機構をカート
リッジ上に係合させるか、またはカートリッジ弁機構内の鉄製スラグに電磁気力を印加す
るかのいずれかである、弁のソレノイド作動を伴う。いくつかの実施形態では、手動／人
工呼吸器セレクタを人工呼吸器支援に向かう方へバイアスすることができる。例えば、セ
レクタは、実際の手動換気装置がシステムに接続されているときにのみ手動位置に留まる
ことができる。一実施形態では、制御装置の中の光学センサが、セレクタの位置を検出し
、手動モードが可能にされたことを画面またはディスプレイ上でユーザに表示することが
できる。手動換気装置回路が人工呼吸器機能も支援できるようにすることで、冗長な人工
呼吸器支援と手動機能の両方を提供するための第３の捕集経路を不要にする。
カートリッジは、人工呼吸器回路の内容物が捕集器に入るのを防止するために、捕集経
路の出口点に１つまたは複数の弁を含むことができる。弁は、能動型（ソレノイド作動弁
など）、または受動型（ダックビル弁など）とすることができる。カートリッジに接続さ
れた人工呼吸器回路からの戻り流を防止するために、任意タイプの弁または他の接続が捕
集経路の出口点で使用され得ることが理解されよう。
１つまたは複数の出口フィルタを捕集材とスパークチャンバとの間に位置させて、スパ
ークチャンバ内への捕集材の移動を防止することができる。また、フィルタを捕集器と人
工呼吸器回路との間に位置させて、人工呼吸器回路内への捕集材の移動を防止することが
できる。
特定の条件下では、ＮＯ２を変換してＮＯに戻すことが可能であり得る。１つの実施形
態では、ＮＯ生成装置は、ＮＯ＋空気を、ＮＯ２からＮＯへの変換に触媒作用を及ぼす加
熱されたモリブデン機能に曝露する。別の実施形態では、ＮＯ２含有ガスが、ＮＯ２を変
換してＮＯに戻す加熱された金属炭化物表面に曝露される。別の実施形態では、ガススト
リーム中のＮＯ２を変換してＮＯに戻すために、およそ３８０ｎｍの波長をもつＵＶ光源
が使用される。別の実施形態では、プラズマ強度および曝露長は、空気サンプル中のすべ
ての酸素をＮＯに変換するのに充分であり、それにより、ＮＯを酸化させるごく微量の酸
素だけを残す。利用可能な酸素のうち高い比率を変換するいくつかの実施形態では、初期
ＮＯ２生成レベルが充分に低ければ、ＮＯ２を除去する捕集器が必要とされ得ない可能性
がある。
空気圧設計
ＮＯ生成システムは、反応ガスおよび生成ガスをシステム内で搬送するための様々なチ
ューブおよびマニホールドを含む。１つの実施形態では、単一のマニホールドが、以下の
空気圧機能、すなわち、空気リザーバ、リザーバ圧力測定、比例弁（すなわち、流量制御
装置）、反応ガス流測定、プラズマチャンバ、電極アセンブリ装着インターフェース、プ
ラズマチャンバ圧力センサ装着、流れ誘導器装着、ブリード弁装着、プラズマ経路からガ
ス分析センサへの搬送、生成ガスから捕集経路への生成ガスの搬送、バッグと人工呼吸器
との間の選択を行う流れ誘導器を通る生成ガスの搬送、生成ガスから人工呼吸器カートリ
ッジ等への生成ガスの搬送、のための空気圧搬送を提供する。
いくつかの実施形態では、空気圧経路は、２つ以上のマニホールドによって取り扱われ
る。１つの実施形態では、冗長な経路ごとに１つのマニホールドがある。
いくつかの実施形態では、第１の人工呼吸器経路、第２の人工呼吸器経路、および手動
換気（バッグ回路）経路、の３つの捕集経路がある。
いくつかの実施形態では、空気圧経路は順次分割され、長さが縮小された小型のマニホ
ールドが、反応ガスおよび生成ガスを直列に処理する。１つの実施形態では、１つのマニ
ホールドが、反応ガスリザーバ圧力、比例オリフィス装着、反応ガス流量測定、プラズマ
チャンバ圧力、のうちの１つまたは複数を取り扱う。いくつかの実施形態では、マニホー
ルドが空気リザーバハウジングの一部として機能し、例えば、エンドキャップ、プラグ、
または空気リザーバハウジング自体として機能する。
１つの実施形態では、電極アセンブリは、反応ガス入口および生成ガス出口を備えたマ
ニホールドを含む。１つの実施形態では、マニホールドは、電磁気遮蔽を提供するために
金属製である。電極アセンブリ／マニホールドは、日常サービスの一部としてユーザによ
って１つのユニットとして交換することができる。１つの設計原理は、電気を電極に搬送
するのではなく、ガスを電極に搬送するものである。この理由は、ガスは配管を使用して
システム内で容易に搬送できるためである。電気も配線を使用して容易に搬送することが
できるが、プラズマ生成に必要とされる高電圧がＥＭＩを生成する。よって、電気導体の
長さは最小にすべきである。１つの実施形態では、プラズマチャンバは、ファラデーケー
ジ内に位置し、ファラデーケージに出入りするガス経路を伴う。１つの実施形態では、電
極アセンブリ／マニホールドは、高電圧回路および高電圧回路から電極アセンブリへの電
気導体と同じファラデーケージ内に存在する。
１つの実施形態では、単一のマニホールドが、以下の機能、すなわち、プラズマチャン
バ圧力測定、高度補償のための比例弁、ガス分析センサに流れを分流させるためのブリー
ド弁、生成ガスをセンサに誘導するための流れ誘導器、特定の治療経路（例えば人工呼吸
器治療と手動バッグ換気）に生成ガスを搬送するための流れ誘導器、捕集経路へのガスの
搬送、捕集経路からのＮＯ注入経路へのガスの搬送、ＮＯ注入器へのガスの搬送、呼吸器
カートリッジへのガスの搬送等、のための空気圧通路および接続を取り扱う。
図６５〜図６８は、空気圧回路の様々な実施形態を例示している。
図６５は、ＮＯ生成・送達システムのための例示的空気圧設計７９０を描いている。図
の左上で、治療回路（図の右下「Ａ」の表記）で発生したサンプルガス７９２が、フィル
タ７９４を通ってシステムに入り、水トラップ７９６を通って進む。いくつかの実施形態
では、このフィルタ７９４は、詰まったときにユーザが必要に応じて交換できるように使
い捨てである。水トラップ７９６の後にある追加的なフィルタ７９８が、ガス分析センサ
を汚染物に関して保護する。サンプルガスは次いでポンプ８００を通り、次いで固定オリ
フィス８０２を通って流れ、固定オリフィス８０２は、センサを通るガス流量を制限し、
サンプルガス流の脈動性を低下させる。ガスは次いでナフィオン配管８０４を通って流れ
て、大気からのサンプルが非常に乾燥している場合にはサンプルに湿度を与える。次に、
サンプルガスは、１つまたは複数のガス分析センサを通って流れる。ＮＯ、ＮＯ２、およ
びＯ２のセンサ８０６、８０８、８１０が示される。センサマニホールドブロックの左側
に示される差圧センサは、ガスセンサマニホールド８１２を通る流量を測定するために使
用される。この流量を使用して、サンプルポンプが機能していることを保証することがで
きる。センサマニホールドの端部（底部）の近くにある絶対圧力センサは、大気圧力を測
定するために使用される。ガスは、センサマニホールドを出てＴ継手を通って流れ、ここ
で一方のレグは大気圧力に接続され、他方のレグは装置内の外部口に接続されている。第
１のレグは、病院内真空がガスセンサマニホールドを通る流量に影響し、場合によっては
患者治療に影響するのを防止するために、大気に接続される。外部口は、病院内真空に接
続されるか、または単に大気に通気させることができる。
図６５を右に進むと、図の一番上に、システムに入る反応ガスを受け取る入口８１４が
ある。いくつかの実施形態では、これは２２ｍｍ医療空気接続である。流入反応ガスはフ
ィルタ８１６を通って流れて微粒子を除去し、次いで２つの並列なＮＯ生成経路に分岐す
る。各経路は、ポンプ８１８ａ、８１８ｂ、リザーバ８２０ａ、８２０ｂ、リザーバ圧力
センサ８２２ａ、８２２ｂ、比例流量弁８２４ａ、８２４ｂ、固定オリフィス、プラズマ
チャンバ圧力センサ８２６ａ、８２６ｂ、およびプラズマチャンバ８２８ａ、８２８ｂか
ら成る。プラズマチャンバ８２８ａ、８２８ｂの後、各流路は、ガスをガスセンサマニホ
ールド８１２または患者吸気空気に向けて誘導することができる流れ誘導器８３０ａ、８
３０ｂを有する。ガスセンサマニホールド８１２へのこれらの副次経路は、システムが、
生成されたガスを評価する、および／またはプラズマチャンバ内のガスを患者から離れる
方へ方向転換することを可能にする。ガス分析副次経路の後、ガス経路の一方は、流れ誘
導器８３２を利用して、生成ガスが人工呼吸器回路（図中Ｂ）に流れるか、それとも手動
バッグ出口（図中Ｃ）に流れるかを選択する。ガスは次いで、使い捨てカートリッジ８３
３の３つの並列な浄化器通路を通って流れる。浄化器通路は、フィルタ、浄化器材料、第
２のフィルタ、および一方向弁から成る。一方向弁は、システム外部の圧力および材料が
カートリッジおよび制御装置に入らないことを保証する。
図６５の右下隅に、治療設定が描かれている。人工呼吸器回路８３４内で、吸気ガスは
、人工呼吸器を出て人工呼吸器カートリッジ８３６に入る。ガスは、２つの流量センサ８
３８、８４０を通って流れる。いくつかの実施形態では、流量センサは、流量に加えて、
圧力、湿度、および温度を測定する。ＮＯ含有生成ガスは、流量センサの後、吸気流と合
流される。吸気流は、ＨＥＰＡフィルタ８４２、加湿器８４４を通り、「Ｔ」継手８４６
へと進み、そこでサンプルガスが引き抜かれ、次いで患者へと進む。
同じく図６５の右下隅には、手動バギング回路８４８が示されている。吸気ガスは、混
合器／壁取込口／シリンダ８５０から調達され、人工呼吸器カートリッジ８３６に入る。
流れは、ＮＯ含有ガスの追加に先立って人工呼吸器カートリッジ８３６内で測定される。
ガスは、オプションの加湿器８５２を通って「Ｔ」継手８５４へと流れ、そこでサンプル
ガスが引き抜かれ、次いで患者へと流れる。
図６６に描かれるシステムは、図６５に描かれたシステムと同様であるが、二次ＮＯ生
産ライン内の第１の流れ誘導器８６０が、吸気リムへの流れと手動呼吸／ガスセンサへの
流れとの間で選択し、次いで第２の流れ誘導器８６２が、手動バギング回路への流れとガ
スセンサマニホールドとの間で選択する点が異なる。この構成の利点の１つは、一次ＮＯ
生成ラインと二次ＮＯ生成ラインの流量制限が全く同じであることである。このシステム
の別の特徴は、分流ラインからのガスセンサマニホールドの入口にある弁を、流れ誘導弁
と組み合わせて作動させて、システムの自己テスト中に漏れを試験できる閉じた体積を作
り出せることである。この閉じた体積は、プラズマチャンバを含む、ポンプとガスセンサ
マニホールドとの間の空気圧経路を含む。
図６６は、システムの再使用可能部分の一実施形態も描いており、ここでは、マニホー
ルドが、上部マニホールド８６４、下部マニホールド８６６、および交換可能プラズマチ
ャンバ８６８ａ、８６８ｂに分割されている。マニホールドの機能を複数のマニホールド
に分けることにより、マニホールドの作製が容易になり、また、システム内で漏れを呈し
得るガスケットやプラグの必要性がなくなるか、または最小になる。上部マニホールド８
６４は、リザーバの近くにあるか、またはリザーバの一部である。１つの実施形態では、
マニホールドは、管状リザーバへのエンドキャップとして働く。別の実施形態では、リザ
ーバは、上部マニホールド内の一定体積である。下部マニホールド８６６は、取外し可能
プラズマチャンバを収容し、ガスを捕集カートリッジ８３３に誘導する。この実施形態で
は、捕集カートリッジが人工呼吸器カートリッジに直接、空気圧接続して、ＮＯ運搬時間
を短縮し、空気圧接続を低減させる。図６６は、ＮＯ生成システムの出口にＨＥＰＡフィ
ルタがないシステムを描いている。
図６７は、図６５および図６６に描かれるシステムと大部分が類似するシステム実施形
態を描いている。１つの違いは、センサ分析用のガスがどのように方向転換されるかであ
る。一次経路からのサンプルガスは、流れ誘導器で方向転換され、一方、二次経路からの
ガスはガスセンサ経路内の弁を通って流れる。この設計は、一次流路および二次流路の流
量制限が全く同じになり、それにより冗長なＮＯ生成経路間の性能の分散を低下させると
いう利益をもたらす。このシステムの別の特有の特徴は、リザーバを持たず、ポンプと比
例弁との間のライン内で生成される圧力のみに依拠することである。一般に、これは小さ
い体積であり、そのためこの設計は新生児および低いＮＯ脈動性を用いる患者に最も適用
可能になる。
図６８は、下部マニホールドの追加的な詳細を提供する。反応ガスは、最上部のガス入
口８８２を通ってマニホールドに入る。ガスは、電極マニホールド８８４の壁部を通過し
、電極ブロック８８６の外部にある溝に入る。溝は、Ｏリング８８８を使用して電極マニ
ホールド内の穿孔に封止されている。溝は、電極ブロックの外周部の周りから出て、ＮＯ
２になり得る停滞ガス流を保持し得る行き止まりの通路を防止する。ガスは溝から流れて
、プラズマチャンバとして働く電極ブロック内の空隙に入る。電極アセンブリが電極ブロ
ックと嵌合して、Ｏリングシールでチャンバを封止する。電極ブロックは、１つの向きで
しか電極ブロックに入らないように位置出しされている。プラズマを通過した後、生成ガ
スは、電極ブロックの壁の孔を通って出て、第２の外周溝に入る。ガスは、溝を出て電極
マニホールドに入り、次いで分流器マニホールドに入り、そこで上記のように流れ分流路
を通過する。電極マニホールドは、各空気圧続に封止を提供するために、ねじ締結具およ
びＯリングで分流器マニホールドに締結される。
前述のように、電極ブロックは、３つのＯリングで電極マニホールドに封止される。電
極ブロックは、ポリマーまたは金属のいずれから作製されてもよい。１つの実施形態では
、電極ブロックは、冷却を助ける高い熱伝導性のためにアルミニウムから作製される。電
極ブロックの閉じた端部にある冷却フィンは、プラズマチャンバから装置筐体内の対流冷
却空気への熱の除去を助ける追加的な表面積を提供する。電極ブロックの端部にある除去
機構は、指でつかんで引っ張ることで電極マニホールドから電極ブロックを除去すること
ができるワイヤ形態から成る。この設計の利益の１つは、使用中に電極ブロックが損傷し
た、または電極活動が影響されるだけの飛散材料を受けた場合に、電極ブロックが交換可
能であることである。電極ブロックは、ねじ、締め金、または何らかの他の機能で電極マ
ニホールドに締結される。１つの実施形態では、電極ブロックを除去するために道具が必
要とされない。図９２に描かれる実施形態の利益の１つは、電極ブロックを除去し、電極
アセンブリを交換し、電極ブロックを再挿入することにより、ＮＯ生成装置の背面のアク
セスパネルから電極アセンブリを除去できることである。
図６８の奥側に、異物が電極アセンブリをショートさせるのを防止する絶縁ブート８９
６が示されている。電気接点を用いて電極アセンブリの中央電極に高電圧が印加される。
電極戻り接続８９８が電極アセンブリの接地シェルに接触して、高電圧回路を完全なもの
にする。
吸気流へのＮＯ流の導入
吸気ストリームへのＮＯ注入
ＮＯ生成システムは、吸気流を検知し、ＮＯ生成パラメータを調整し、ＮＯを生成し、
ＮＯ２について浄化し、ＮＯを吸気ストリームに送達するために、ある時間を必要とする
。この反応時間遅延は、ＮＯ需要とＮＯ送達との間に位相ずれを生じさせる。ＮＯ送達が
需要に遅れる場合、吸気ストリーム中の濃度は、吸気パルスの始まりに低くなり、吸気パ
ルスの終わりに高くなり得る。
いくつかの実施形態では、支配的な吸気流よりも高い速度をもつジェットとして、ＮＯ
が吸気流に導入される。これにより、吸気流に入るＮＯが位相遅延を相殺して、吸気流に
「追いつく」ことを可能にする。
例えば、吸気空気の塊を投与するためのＮＯの塊が、吸気塊がＮＯ注入器を過ぎた後に
入力されることがあるが、より高い率の速度を有することにより、吸気塊に追いつくこと
ができる。
いくつかの実施形態では、ＮＯ流は、吸気流を伝達するチューブと同心の小径チューブ
を通じて注入される。小さい面積は、吸気流に入るときのＮＯ高濃度生成ガスの速度を増
大させる。いくつかの実施形態では、選択されるＮＯ流量は、システムの遅れ時間に基づ
く。比例弁は、ＮＯ流量を調整する１つの方式である。いくつかの実施形態では、よく混
合された、制御された濃度を作り出す目的で、送達チューブよりも大幅に小さい軸合わせ
されたジェットを使用して、システムの遅れを埋め合わせるためのＮＯのジェットを作り
出す。
ＮＯ注入
吸気回路内の圧力は変動する。ＮＯ生成装置は、ＮＯ生成装置から吸気回路への流れが
あるように、吸気回路内の圧力よりも大きい圧力で生成ガスを生成する。１つの実施形態
では、大きく反応性のよいポンプを使用して必要に応じてガス圧力および流量を変動させ
ることで、吸気ストリームに入るＮＯの順方向流を保証する。別の実施形態では、小型の
ポンプを使用して、空気リザーバを吸気回路内よりも高い圧力に満たす。リザーバの容積
は、必要とされる吸気回路最大圧力および最大ＮＯ塊体積に基づいて選択される。このリ
ザーバ手法では、システムは、吸気ガスの塊にＮＯを投与するのに充分な短い時間量だけ
高い流量および高い圧力を送達することができる。呼吸と呼吸の間に、空気リザーバは、
後続の吸気塊を投与できる状態となるように再充填される。
ＮＯは一回の呼吸よりも長く持続する生理学的半減期を有するため、所望の生理学的反
応を維持するためにすべての呼吸に投与する必要はない。１つの実施形態では、ＮＯ生成
装置は、吸気の部分集合を投与する。１つの実施形態では、ＮＯ送達は、１回おきの呼吸
に設定される。１つの実施形態では、ＮＯ送達は、単位時間当たりに設定されたＮＯ分子
数を送達することに基づく。
いくつかの実施形態では、ＮＯ生成システムは、ＮＯ注入器の上流のガス圧力を増大さ
せ、吸気周期中の特定のときにガスのパルスを放出する。１つの実施形態では、高圧ガス
は、放出に先立ってプラズマチャンバ内に貯蔵される。
いくつかの実施形態では、高圧反応ガスは、プラズマチャンバの前に位置するリザーバ
内に貯蔵される。１つの実施形態では、流量制御の手段が空気リザーバとプラズマチャン
バとの間に位置して、プラズマチャンバを通るガスの流量を変動させる。別の実施形態で
は、プラズマチャンバが空気リザーバと同じ圧力になるように、流量制御の手段がプラズ
マチャンバの後に位置する。
１つの実施形態では、生成ガスを含有しているガスリザーバが、プラズマチャンバの後
に位置する。流量制御の手段（例えば比例弁）が、ガスリザーバとＮＯ注入器との間に位
置する。
圧力の放出は、検知された吸気事象に応答する、先行する事象のタイミングに基づいて
吸気事象を予期する、生理学的パラメータの測定に基づく、周辺装置（例えば人工呼吸器
）からのトリガ信号に基づく、周辺装置からのデータストリームに基づき得る。
ＮＯ注入器の上流で圧力を調整することにより、システムは、吸気ストリームに入るＮ
Ｏガスの流量を変更することができる。
ＮＯ再循環
吸入酸化窒素療法システムのいくつかの実施形態では、空気圧経路は、ガスをＮＯ源（
すなわち、タンクまたは生成ユニット）から、ＮＯ高濃度ガスが吸気回路内の流れに注入
される点まで単一の方向に導く（図６９）。
いくつかの実施形態では、ＮＯ源９００と注入点９０２との間のガスの再循環を実現す
ることができる（図６９）。これは、移動式システムおよび救急用途を含む、本明細書に
記載されるすべてのタイプのＮＯ生成システムに、例えば遠隔ＮＯ注入器に使用すること
ができる。
標準的な温度および圧力では、酸化窒素は酸素と反応して二酸化窒素（ＮＯ２）を形成
する。ＮＯ２は、ヒトの曝露を制限すべき有毒汚染物質である。ＮＯの酸化率は、ＮＯ２
の形成率である。反応率は、ＮＯ濃度がより高いとき、または酸素濃度がより高いときに
増大する。反応は、標準的な温度に近い温度および圧力にはそれほど影響されない。吸入
ＮＯ治療中には、吸気流を最小限に希釈しながら、吸息されるＮＯの一定の濃度を維持す
る必要がある。したがって、ＮＯ源は、典型的にはかなり高い濃度（〜５００から１００
０ｐｐｍ）である。ＮＯ源が圧縮ガスのタンクであり、バランスガスが窒素などの不活性
種である場合、唯一の有意なＮＯ２形成は、所望の投与濃度を実現するようにＮＯ高濃度
ガスが正しい比率で吸気流と混合された後に、吸気回路内で発生する。
いくつかの実施形態では、電気アークを使用して周囲空気から酸化窒素を生成する。酸
化窒素（ＮＯ）は、所望の投与量および吸気流量に応じて、５０〜５０００ｐｐｍ程度の
濃度で存在する。しかし、残りの酸素および窒素は、それぞれおよそ２１％および７８％
である各自の大気濃度から実質的に変化しないままである。したがって、ＮＯ２は、ＮＯ
がアーク中で生成される瞬間から形成している。このＮＯ２の一部は、電気ＮＯ生成器の
後、ＮＯ高濃度ガスが吸気流に混合される前に、化学的に除去することができる。
空気圧回路の詳細な設計ならびに吸気流量およびＮＯ療法の詳細によっては、化学的な
ＮＯ２除去の後、ただし注入前の体積中でのＮＯ高濃度、Ｏ２高濃度ガスの滞留時間が過
剰になり得る。過剰な滞留時間は、より多いＮＯ２形成につながる。
いくつかの実施形態では、ＮＯ高濃度ガスの再循環ループがある。ガスは、常に循環し
、一部分のみが吸気リムに分路される。再循環は滞留時間を制限し、そのためＮＯ２形成
が制限されることが可能である。さらに、ＮＯ源に戻るガスは、ＮＯ２の蓄積を制限する
ように「再浄化」することができる。
図７０は、貯蔵されたＮＯ含有ガスから継続的にＮＯ２を除去する再循環ループ９１０
の一実施形態を例示する。弁が開いて、ＮＯ生成器９１２によって指令されるようにＮＯ
含有ガスを注入する。いくつかの実施形態では、弁は、患者の吸気時に開く。
図７１は、再循環させたガス９２０がＮＯ生成器９２２を流れて戻るシステムの一実施
形態を例示する。これが許容可能であるのは、Ｎ２およびＯ２のごく一部のみがプラズマ
チャンバ内でＮＯに変換されるためである。よって、追加的なＮＯを同じ空気から生成す
ることができる。
ＮＯ高濃度ガスの流れは、戻りレグの注入弁を閉じることによって吸気リムに誘導する
ことができ、それ以外の場合、ＮＯ高濃度ガスはループを継続的に再循環する。
自己テスト（校正）
ＮＯ生成システムが予想通り機能していることを保証し、ガスセンサが予想通り機能し
ていることを保証し、および／またはシステムを校正するために使用され得る様々な手法
がある。校正と自己テストは交換可能であり、いくつかの実施形態ではＮＯ生産およびセ
ンサ反応の試験を指すことが理解されよう。これらの手法のいくつかは、校正の時間およ
び複雑度を大幅に低下させることができる。いくつかの実施形態では、校正カートリッジ
が使用され、いくつかの実施形態では、療法制御装置の内部にある校正ガス分流が使用さ
れる。両方の実施形態とも、制御されたプラズマが既知の量のＮＯを生成することを利用
する。プラズマは、周囲空気圧力、周囲温度、湿度、スパークレート、スパークデューテ
ィサイクル、空気流量、の１つまたは複数を考慮することによって制御される。プラズマ
を制御し、システムを校正する際には、他の因子も考慮され得ることが理解されよう。本
明細書に記載される校正手法は、ユーザ介入の減少と、ガス生産に加えてＮＯおよびＮＯ
２センサ機能を同時にチェックできる能力とのために、最大で７０％の時間節減を提供す
ることができる。
図７２に示すいくつかの実施形態では、校正カートリッジ９３０が、プラズマチャンバ
９３６からの出力ＮＯ／ＮＯ２含有ガス流を、ＮＯ２の捕集に先立って、分流９３４を通
して、センサチャンバ入力に誘導する。環境条件ならびに所望のＮＯおよびＮＯ２濃度レ
ベルに従ってプラズマ活動を制御することにより、センサを、センサ校正のための既知の
高い値または低い値に曝露させることができる。この手法の精度は追跡可能な校正ガスを
用いる校正と同じレベルではないが、このテストは、最小のユーザ労力でシステム性能問
題を検出することができる。図７２は、校正カートリッジ９３０の一実施形態を例示する
。校正カートリッジ９３０は、ＲＦＩＤチップ９３２、バーコード、および独自の機械的
インターフェース、または制御装置による自動的な識別が可能な他の手段を含むことがで
きる。システムは、校正カートリッジ９３０が挿入されて検出されると、自動的に校正モ
ードに入ることができる。ＲＦＩＤチップ９３２は、カートリッジ間の分散がこのレベル
の制御の理由になるほどである場合には、特定のカートリッジのための校正定数も含むこ
とができる。これに限定されないが２Ｄバーコードを含む他の識別機構が、ＲＦＩＤチッ
プの代わりに、またはそれと併せて使用され得ることが理解されよう。
いくつかの実施形態では、校正カートリッジは、周囲空気からＮＯを除去する炭素フィ
ルタなどの追加的な機能も含み、それにより、低い校正に対応するゼロレベルに、環境Ｎ
Ｏレベルに起因するオフセットがないことを確実にすることができる。校正カートリッジ
はガス接続を含み、一実施形態では、校正ガスの外部源を用いて手動校正するためにＯ２
、ＮＯ、またはＮＯ２ガスを追加するためのガス接続を前部面に有する。ガス接続は、弁
、活栓、ソレノイド、または他の手段によって制御される。いくつかの実施形態では、ガ
ス接続弁は、より使用しやすいように、標準的なカートリッジ上の手動／人工呼吸器セレ
クタと同じ場所にあることができる。
いくつかの実施形態では、電極が制御装置内に位置するシステム内で、プラズマチャン
バからの出力ガスを、カートリッジを通るのではなく、全体が制御装置の中にある経路を
通して、サンプルチャンバに誘導することができる（図６５、図６６、図６７、図６８）
。これは、校正カートリッジまたは圧縮ガスシリンダの形態の追加的な機器を必要とせず
に、いつでも高い値または低い値の校正を可能にする。プラズマチャンバのプラズマチャ
ンバ出力からガスセンサチャンバへの１つまたは複数の分流は、ソフトウェア制御弁、手
動弁、ポンプ、または任意の他の流量制御の手段によって制御され得る。いくつかの実施
形態では、ガスセンサの反応および１つのＮＯ生成経路のＮＯ生産を、別のＮＯ生成経路
が患者にＮＯを送達している間に同時にチェックすることができる。
既知の量のＮＯおよびＮＯ２を生産するレートでプラズマを生成することにより、セン
サ反応テスト（高い校正）を行うことができる。低い校正は、プラズマ生成を停止し、セ
ンサを周囲空気に曝露することによって行うことができる。代替として、ＮＯおよびＮＯ
２についての低い校正は、Ｏ２についての高い校正と同時に行うことができる。これは、
Ｏ２校正ガスはＮＯもＮＯ２も含有していないためである。
サンプルライン
システムは、１つまたは複数のサンプルラインも含む。サンプルラインは、人工呼吸器
吸気リムからガス分析センサにガスサンプルを伝達するために使用される使い捨て構成要
素とすることができる。いくつかの実施形態では、サンプルラインは、１つまたは複数の
ルーメンを備えたチューブである。サンプルラインは、使用を容易にし、湿度の影響を予
め対策し、サンプルラインに入り得る粘性材料に対処するために設計に組み込まれ得る、
追加的な機能を含むことができる。一実施形態では、サンプルラインは、サンプルライン
を人工呼吸器回路内に設置するための継手を含む。例えば、サンプルラインは、人工呼吸
器回路内への迅速な設置を容易にするために患者端に「Ｔ」継手を含むことができる。「
Ｔ」継手は、成人には２２ｍｍなど、予想される人工呼吸器配管サイズに合わせたサイズ
とすることができる。一実施形態では、ガスサンプルは、「Ｔ」継手の壁部の代わりに人
工呼吸器流の中央から引き込まれ、それにより、人工呼吸器ライン内の水分または他の物
質がサンプルラインに入る可能性を低下させる。
「Ｔ」継手とカートリッジ／制御装置との間にサンプルラインチューブが延びる。サン
プルラインチューブは、各種の形状およびサイズを有し得る。一実施形態では、チューブ
は長さ１０’（３ｍ）の寸法であるが、他の長さが使用され得る。一般に、サンプルライ
ン内でのＮＯからＮＯ２への変換を最小にし、ガス分析センサに適時のサンプルを提供す
るために、チューブの最も短い可能な長さが最良である。
サンプルラインチューブは、サンプルラインフィルタに接続する。サンプルラインフィ
ルタは、各種の形状およびサイズを有し得る。一実施形態では、サンプルラインフィルタ
は、両端部にルアーコネクタを備えた、０．２μｍ、親水性の５０ｍｍ直径フィルタであ
る。フィルタは、サンプルライン内の水分が水トラップを通るようにするために親水性で
ある。他の直径が可能であり、直径は、フィルタが詰まって交換を必要とするまでにどの
位長くフィルタを使用できるかに直接的に関係する。気密封止をなす限り、これらに限定
されないが、他の小孔径プッシュ／プルコネクタおよびねじコネクタを含む任意のタイプ
のコネクタが、ルアー接続に代えて使用され得る。
いくつかの実施形態では、サンプルラインは、多くの形態をとり得る除湿部を含むこと
ができる。例えば、除湿部は、ガスサンプルからの湿度を周囲環境に伝達するのを助ける
、ある長さのナフィオン配管とすることができる。一実施形態では、サンプルラインは三
重ルーメンチューブを有することができ、１つのルーメンが患者からサンプルガスを引き
込むために使用される。他の２つのルーメンは、患者吸気流量を測定するために使用する
ことができる。３つのルーメンを備えたサンプルラインは、ガスサンプルおよび流量がサ
ンプル箇所で測定されることを可能にし、時間が同期されたガスサンプルおよび流量デー
タを提供する。この手法は、カートリッジ内の複雑性を低下させることもできる。
水トラップ
水トラップは、上記で述べたように、吸気ラインからの凝縮物および他の物質で満たさ
れる。いくつかの実施形態では、水トラップを通る流れがなくなる前に、水トラップがほ
ぼ一杯になっていることをユーザに通知することができる。水トラップ内の液体水位は、
これらに限定されないが、光学、超音波、導電性、および静電容量を含む、各種の方式で
検出され得る。水トラップは１つまたは複数のセンサに関連付けることができ、水トラッ
プ９４２は、センサパック９４０内（図７３に示すように）または制御装置内に位置する
ことができる。いくつかの実施形態では、水トラップは、リザーバから出る水トラップ内
容物の蒸発を助けるために、熱源の近くに位置することができる。いくつかの実施形態で
は、水トラップに染料を付加して水トラップ内に溜まる液体の不透明度を増大させること
ができ、光学的に検出するのをより容易にする。
水トラップは、重力に対して運動から生じる横方向の加速度および／または横方向の向
きを経験し得る、携帯型ＮＯ生成器と共に使用され得る。１つの実施形態では、液体の液
飛びまたは移動を防止するために、連続気泡フォームまたはスポンジが水トラップの底部
に置かれる。別の実施形態では、水トラップリザーバからの液体の移動を抑えるために、
高吸着性ポリマー（ポリアクリル酸ナトリウム）がリザーバ内に置かれる。１つの実施形
態では、高吸着性ポリマーは、移動を防止するためにパッケージ内に収容される。１つの
実施形態では、パッケージはゲルパックである。別の実施形態では、パッケージは穿孔さ
れたパウチである。
いくつかの実施形態では、水トラップは、１ミクロン親水性フィルタ、水分離器、リザ
ーバ、および０．２２ミクロンのセンサ保護フィルタから成る。１つの実施形態では、リ
ザーバは、空にしやすいように水分離器から分離可能である。１つの実施形態では、リザ
ーバを排水するために、注射器操作型の小孔径継手がリザーバにある。別の実施形態では
、排水しやすいように、活栓または他の手動作動弁が水リザーバに接続される。１つの実
施形態では、水分離器は合体フィルタから成る。合体フィルタは、リザーバからの液体の
液飛びから保護するために疎水性のフィルタ材料で巻かれてよい。別の実施形態では、水
分離器は、向心加速度を使用して、流路内の曲がり目の周りに空気を流すことによって空
気から水滴を分離する。１つの実施形態では、液体の液飛びが合体フィルタに接触するの
を防止するために、リザーバ内に邪魔板がある。いずれかのフィルタの閉塞は、サンプル
ライン圧力および／またはサンプルライン流量によって検出することができる。
下記でより詳細に説明するように、カートリッジは、サンプルガスが通過する疎水性の
バリアを有する水トラップを含むことができる。蒸気を含んだサンプルガスが通過する間
に、液体水が水トラップの底部に溜まることができる。水トラップは、様々な体積の液体
を保持し得る。一実施形態では、水トラップは容積が略１０ｍｌであり得るが、この容積
は、治療の間に複数回の排水および／または交換を必要とする可能性がある。一実施形態
では、水トラップは、水トラップを排水する必要がないようにするのに充分な液体を保持
する容積の寸法とすることができる。例えば、水トラップは、通常の状況下で水トラップ
が排水を必要としないように、容積６０ｍｌの寸法とすることができる。
いくつかの実施形態では、水トラップは、電極アセンブリの高電圧電源など、制御装置
の暖かいエリアの近くに位置する。制御装置からの熱が、水トラップ内容物を暖めること
ができ、水トラップの液体内容物を蒸気の形態にすることができ、蒸気はガスセンサチャ
ンバを通って制御装置を出ることができる。
いくつかの実施形態では、水トラップ内の液体の水位は、例えば制御装置の正面から見
たときに、ユーザに視認可能にすることができる。水トラップ内容物の視認性は、例えば
ガス分析センサによって空気流警報を生成するなど、水トラップに関連する警報が生成さ
れたときに、トラブル解決を容易にすることができる。水トラップ内の液体水位は、光学
、超音波、導電性、および他の手段を用いることを含む、各種方式で検出され得る。いく
つかの実施形態では、水トラップ内の液体水位の検出は、ガスセンサチャンバ内の圧力の
低下を検出することによって実現される。
水トラップが一杯になった、または排水する必要がある場合、ユーザは、水トラップに
接続された弁で水トラップを排水することができる。一実施形態では、注射器作動型のル
アー継手を使用することができるが、水トラップを排水するために任意種類の活栓、流れ
口、または弁が使用され得ることが理解できる。いくつかの実施形態では、制御装置は、
液体ポンプを介して自動的に水トラップを空にすることができる。ポンプは、水トラップ
内容物を排水路またはより大きいリザーバに転送することができる。
水トラップは治療の間に満たされる。いくつかの実施形態では、水トラップは、リザー
バから水を排水できるように取外し可能である。いくつかの実施形態では、システムから
リザーバを取り外すことなく水トラップの排水を可能にするために、リザーバに出口があ
る。出口は、ルアー継手またはタケノコ継手のような小孔径コネクタを有してよい。出口
を通る液体流は、活栓、チューブクランプ、注射器作動型弁等によって制御され得る。い
くつかの実施形態では、水トラップ内の液体の水位は、システムによって測定される。こ
れにより、システムが、水トラップが完全に一杯になる前に、迫りつつある水トラップ満
杯状態をユーザに警告することが可能となる。システムは、センサベンチを通るガス流を
測定することもできる。ガス流が低下した場合、システムは、ユーザに水トラップをチェ
ックさせるための警報を生成する。
ガスセンサ
システム内のガスの濃度を測定するには様々な機構が使用され得る。酸素センサは、多
くの場合、ＮＯセンサおよびＮＯ２センサよりも長持ちする可能性がある。加えて、人工
呼吸器回路内のＯ２の量は、ガスがＮＯ装置を出たときから患者に達するまでの間に大幅
には変化しない。よって、いくつかの実施形態では、Ｏ２センサを、センサパックの代わ
りにカートリッジまたは制御装置内に位置させることができる。これにより、Ｏ２センサ
へのサンプルガスを乾燥した状態に保ち、また、Ｏ２センサの寿命に影響し得る炭化水素
および硫黄化合物が噴霧薬物中に存在しなくなる。Ｏ２希釈は、カートリッジの後には変
化しない。
空気圧接続は、腐食性のＮＯ２を装置内に送り込み得る漏れの発生源となる可能性があ
る。いくつかの実施形態では、空気圧接続は、水トラップ／フィルタアセンブリを一方の
端部の中に受け入れ、他方の端部からガスを通す、救急装置のためのセンサパックを使用
することによって減らすことができる。センサパックは、システムの正面から内部にスラ
イドさせることによって設置することができる。いくつかの実施形態では、サンプルライ
ンは、水トラップを含むことができる。
場合によって、ガスセンサは分解能が非常に低い。いくつかの実施形態では、最後の桁
が高い値と低い値とで揺れた時間の割合を測定することにより、もう一桁分の分解能を得
ることができる。加えて、ＮＯ２は腐食性であることがあり、よってセンサラインポンプ
は腐食から通常よりも早く摩耗し得る。いくつかの実施形態では、ガス分析センサと同じ
スケジュールでポンプが交換されるように、ポンプをセンサパックに含めることができる
。いくつかの実施形態では、センサパックは、採取されているガスが乾燥している場合に
大気中の湿度がガスサンプルに入れるようにするために、ある長さのナフィオン配管を含
む。これにより、ガス分析センサを完全に乾燥してしまうことから保護する。一例では、
ナフィオン配管は３０ｃｍの長さである。
ＮＯ生成カートリッジ
システムの消耗品要素の交換を容易にするために、カートリッジがＮＯ生成・送達シス
テムで使用される。１つの実施形態では、すべての消耗品要素が１つのＮＯ生成カートリ
ッジに組み込まれる。「複数カートリッジ実施形態」と呼ぶ他の実施形態では、捕集材、
水トラップ、吸気流路、吸気流量センサ、電極アセンブリ、およびスパークチャンバなど
の消耗品要素は、それぞれが独立したスケジュールで交換できるように独立している。
ＮＯ生成カートリッジが、ＮＯ生産のための各種機能を含むことができる。酸化窒素の
電気生成は、電極材料および捕集材を消費すると共に、フィルタ材料を閉塞させ得る。よ
って、捕集器、電極、および空気フィルタの清掃／改修／交換の手段を設ける必要がある
。
いくつかの実施形態では、使い捨てカートリッジが、ハウジング、流入プラズマ空気フ
ィルタ、人工呼吸器流入口、人工呼吸器流導管、人工呼吸器流出口、流入空気捕集材、筐
体空気フィルタ、プラズマチャンバ、電極アセンブリ、空気ポンプ、人工呼吸器流測定、
手動換気装置流入口、手動換気装置流出口、手動換気装置回路流測定、手動／バックアッ
プセレクタ、サンプルライン接続、水トラップ、水トラップ排水路、二重ＮＯ２捕集経路
、水トラップ排水路、出口逆止弁、出口フィルタ、およびメモリデバイスを含むことがで
きる。他の実施形態は、これらの要素の１つもしくは複数、またはこれらの要素の部分集
合を含んでよい。
図４９は、カートリッジ７４０の一実施形態を例示しており、これは、空気入口フィル
タ７４２、空気捕集器７４４、呼吸器流測定（Ｐ１、Ｐ２）、プラズマチャンバ７４６内
への空気入口７４８、二重捕集経路７５０、メモリデバイス７５２、手動モードセレクタ
７５４、水トラップ７５６、およびサンプルライン接続７５８を含む。バッグ出口７６０
も含まれ、人工呼吸器バッグをカートリッジに結合することを可能にする。
カートリッジは、カートリッジの様々な機能を封入するように構成されたハウジングを
含み、システムの取り扱いおよび設定を容易にする。カートリッジハウジングは、システ
ムの制御装置内にカートリッジを適正に配置するのを容易にするための機能、例えば上下
逆さまや横向きの挿入を防止するための特有の断面および／またはマークを備えて設計さ
れる。いくつかの実施形態では、ハウジングは、電磁気放出がシステムから出るのを防止
するために、導電性および／またはＥＭＩ遮蔽材料でめっきまたは塗布することができる
。ハウジングは、使い捨てであっても再使用可能であってもよい。再使用可能設計では、
カートリッジハウジングは、次回の治療に先立って電極、フィルタ、および／または捕集
材を交換できるように、開くことができる。
いくつかの実施形態では、システムのユーザインターフェース上で提示される機能は、
カートリッジの機械的接続と位置が合う。例えば、人工呼吸器回路の目標ＮＯ値および測
定ＮＯ値は、人工呼吸器接続の上に位置させることができる。同じことを手動換気装置測
定に対しても行うことができ、コントロールが手動換気装置接続の近傍に位置し、ガス分
析測定値がサンプルライン接続の近くにある。
いくつかの実施形態では、流入プラズマ空気フィルタは、イソプロピルアルコール（Ｉ
ＰＡ）を含む洗浄液が空気流路に侵入するのを防止するために疎水性である。フィルタは
各種サイズを有することができるが、一実施形態では、流入フィルタは、感染性物質が入
るのを防止するために典型的には０．３μｍ以下である。
いくつかの実施形態では、流入プラズマ空気捕集器は、望ましくない副産物の可能性を
最小にするために、プラズマ生成に先立って空気からＮＯ２、ＣＯ２および／または他の
汚染物を除去するためのソーダ石灰を含むことができる。環境レベルのＮＯは、５〜８ｐ
ｐｍに達する可能性があり、場合によってはシステム出力のＮＯ濃度にオフセットを生じ
させる。向上したＮＯ出力精度を提供するために、流入捕集器は、ＮＯおよびプラズマ生
成物を変え得る他の有機化合物を除去するための、木炭フィルタなどのフィルタを含むこ
とができる。
制御装置のための筐体空気フィルタを使用して、筐体を冷却するために使用される空気
から糸くずおよび他の大きい粒子を除去することができる。これは、制御装置内の高電圧
表面に材料が堆積して、それが有効電気クリーページ距離を低下させ得るのを防止する。
これは、また、冷却の目的で制御装置筐体を通る充分な空気流も保証する。筐体空気フィ
ルタを使い捨てカートリッジ内に含めることにより、ユーザステップ数を減らすことがで
き、清浄な空気フィルタの存在が保証される。一実施形態では、プラズマ生成のための空
気は、流入プラズマ空気フィルタが大きい粒子で詰まることが少なくなるように、すでに
筐体空気フィルタを通過した空気から調達される。電極アセンブリを含むカートリッジ内
では、電極に熱接続されたヒートシンクの上を通って筐体冷却空気を誘導することが有益
である。
人工呼吸器流導管、または人工呼吸器配管は、標準的な２２ｍｍ接続など様々な接続を
使用してカートリッジに接続され得る。他の例示的接続には、これらに限定されないが、
１０ｍｍ円錐、１５ｍｍ円錐、および１／４インチタケノコが含まれる。人工呼吸器配管
はカートリッジの代わりに制御装置に接続され得ることが理解されよう。人工呼吸器流導
管も、様々な形状およびサイズを有し得る。一実施形態では、人工呼吸器流導管は滑らか
なＵ字形状であり、導管が呼吸器ガスの層流を維持することを可能にし、人工呼吸器流測
定の精度を向上させる。一実施形態では、導管はＴ字形状を有することができ、その場合
ＮＯはＴの縦軸部分を通って送達される。
いくつかの実施形態では、人工呼吸器流導管は、人工呼吸器回路を開くことなくカート
リッジ交換を可能にするために、カートリッジから取外し可能とすることができる。導管
は、カートリッジの正面、側部、または底部を含む各種の場所でカートリッジに接続する
ことができるが、例示的実施形態では、導管は、使いやすさのため、および周辺機器への
干渉を低下させるためにカートリッジの正面に接続することができる。
プラズマチャンバは、１つまたは複数の電極を収容し、空気の導管として働く。プラズ
マチャンバは各種材料から形成され得るが、一実施形態では、プラズマチャンバは、電極
アセンブリへの対流冷却ならびに電磁気遮蔽を提供するために金属製である。チャンバは
、固体金属から作製されるか、金属で覆うことができ、またはその一部がファラデーケー
ジのように作用するように単に網目状にされてもよい。いくつかの実施形態では、金属は
、鉄系金属またはＭｕ金属など、電磁気放射を遮断する。可能性は低いが可燃性材料がプ
ラズマチャンバに入った場合、プラズマチャンバは、熱質量を通る充分な冷却と、網目ま
たはメッシュを介して炎への空気供給を減らすための制限された空気流とを提供すること
によって、防炎器として作用することができる。いくつかの実施形態では、プラズマチャ
ンバは、接地電極およびシャーシ接地に電気接続される。プラズマチャンバは、対流冷却
のための内蔵冷却フィンも含むことができる。図７４は、ファラデーケージプラズマチャ
ンバ９５０の一実施形態を描き、図７５は、固体金属プラズマチャンバ９５２の一実施形
態を描いている。
プラズマチャンバの幾何学形状を使用してＮＯの生産効率を増大させることができる。
例えば、プラズマ内の圧力の増大は、影響されるＮ２およびＯ２分子の数を増やし、それ
により、印加されるエネルギーのジュール当たりのＮＯ生産を増大させる。一実施形態で
は、プラズマチャンバの出口に流量制限を作成することで、プラズマチャンバ内の圧力を
増大させることができ、それがＮＯ生産効率を増大させることができる。一実施形態では
、プラズマチャンバ内の圧力は、最適な方式でプラズマ活動と同時に発生するようにタイ
ミングを合わせて、プラズマチャンバの出口にある弁または空気流量の急増で、間断的に
増大させることができる。
プラズマチャンバ内の電極の傍を通るガス流路の断面積も、ＮＯ生産に影響を与え得る
。ガスのより多くの部分がプラズマに接触するようにプラズマにおける断面積を狭めるこ
とにより、ＮＯ生産効率を増大させることができる。
自動車型電極が使用されるときには、空気流に対する接地電極の向きがＮＯ生産および
効率に影響を及ぼし得る。一実施形態では、接地電極を、再現可能な様式でスパークチャ
ンバ内に配向することが望ましい。これは、電極アセンブリの製造中にねじ山に対する接
地電極の向きを制御することによって行うことができる。一実施形態では、プラズマチャ
ンバに対する電極アセンブリの向きは、薄ナット、高摩擦界面（例えば管用ねじ）、また
は締付け機構で制御され得る。
電極アセンブリは、１つまたは複数の電極を含むことができる。いくつかの実施形態で
は、２つの独立した電極対が２つの独立したガス流路内に存在する。
いくつかの実施形態では、電極対は、電極から離れる方に熱を熱伝導する働きをし、電
磁気遮蔽を提供する金属製ハウジング内に装着される。金属製ハウジングは、筐体冷却空
気またはプラズマ空気のいずれかへの熱の対流伝達を増大させるために、その表面に冷却
フィンを有することができる。金属製ハウジングは、各種材料から作製され得る。一実施
形態では、金属製ハウジングは、電磁気遮蔽のために鉄系材料またはＭｕ金属から作製さ
れる。一実施形態では、金属製ハウジングは、高い熱伝導性のためにアルミニウムから作
製され、電磁気遮蔽は、被覆、塗料、または電極アセンブリを包囲するファラデーケージ
などの、別の構成要素によって実現される。被覆、塗料、またはファラデーケージは、使
い捨てカートリッジの一部、または制御装置の一部であり得る。
カートリッジは、制御装置内のソレノイドによって加圧される、ダイヤフラムポンプな
どの空気送り込み機構を含むことができる。この構成は、患者に向けられた空気が使い捨
てカートリッジ内に留まることを可能にする。
カートリッジは、人工呼吸器および／または手動換気装置回路からの供給ガスの流量を
測定する手段を提供することができる。アダプタを用いることにより、カートリッジ上の
同じ接続から、フェイスマスクへのＮＯ送達、鼻カニューレ、麻酔回路、高周波人工呼吸
器、酸素生成器、および他の治療など、他の療法に対応することができる。
いくつかの実施形態では、制御装置内の再使用可能な差圧センサなどのセンサによって
流量が測定される。カートリッジは、対象ガス流に流量制限を課し、圧力低下を測定する
ために制限のどちらかの側に圧力管を提供する。圧力信号を圧力センサに伝達するために
、カートリッジと制御装置との間に空気圧接続がなされる。いくつかの実施形態では、電
気圧力センサがカートリッジ内に置かれ、圧力信号を制御装置マイクロプロセッサに伝達
するためにカートリッジと制御装置との間に電気接続がなされる。これは、漏れる可能性
のある空気圧接続を減らすことを可能にするが、使い捨てカートリッジに追加的なコスト
を生じさせる。
サンプルラインは、サンプルライン接続でカートリッジに接続する。一実施形態では、
サンプルライン接続は、取外し可能な気密接続とすることができる。この接続は、ルアー
、タケノコ、プッシュプル接続、または任意の他の接続であり得る。いくつかの実施形態
では、サンプルライン接続およびサンプルラインフィルタをカートリッジの面から離れる
方へ移動するために、「ピッグテール」または短い長さの配管が、カートリッジとサンプ
ルライン接続との間に置かれる。これは、カートリッジの面の実際の面積を増大させずに
、カートリッジへの接続をなすための追加的な作業空間を提供することができる。
いくつかの実施形態では、ＨＥＰＡフィルタがカートリッジのガス出口に置かれて（図
８９）、ＮＯ生成器または吸気空気源のいずれかから気流に導入される潜在的な微粒子を
捕捉するための冗長な粒子フィルタとして働くと共に、カートリッジを患者および／また
は下流の構成要素からの潜在的な汚染から保護する。いくつかの実施形態では、ＨＥＰＡ
フィルタはカートリッジ内に組み込まれるが、他の実施形態では、ＨＥＰＡフィルタは個
別に交換可能である。いくつかの実施形態では、ＨＥＰＡフィルタとカートリッジとの間
のインターフェースは、ユーザがＨＥＰＡフィルタを使用しなければ人工呼吸器回路を接
続することができないように、独自仕様である。
複数のカートリッジ
いくつかの実施形態では、ＮＯ生成システムが２つ以上のカートリッジを含むことがで
きる。例えば、図７６に示すように、別個の人工呼吸器および捕集カートリッジ９６０、
９６２があり得る。別個の各カートリッジはシステム内の空気圧接続を減らすために使用
することができ、これは、挿入力に伴う問題、必要とされる許容差、および流量センサの
問題の助けとなり得ると共に、空気圧漏れの可能性を最小にする。捕集材は通常、交換を
必要とする最も一般的な構成要素であり、そのため、別個の捕集カートリッジを有するこ
とは、ユーザがシステムの他の構成要素よりも頻繁に捕集材を交換できるようにすること
により、ＮＯ療法のコストを下げることになる。例示的な人工呼吸器カートリッジ９７０
、９９０が図７７および図７８に示され、例示的な捕集カートリッジが図７９に示されて
いる。別個の人工呼吸器カートリッジおよび捕集カートリッジを有することの最も大きい
利益の１つは、呼吸器カートリッジが定位置に留まることができるため、人工呼吸器回路
が捕集カートリッジの交換中に開かれないことである。
人工呼吸器カートリッジ
人工呼吸器カートリッジは、図７７に示すように、人工呼吸器流入口９７２、人工呼吸
器流出口９７４、バッグ流入口９７８、バッグ流出口９８０、人工呼吸器へのＮＯ流入口
９７２、バッグへのＮＯ流入口、人工呼吸器へのＮＯ注入器９７６、バッグへのＮＯ注入
器、人工呼吸器流を測定する手段、およびバッグ流を測定するまたは測定を支援する手段
、の１つまたは複数を含むことができる。人工呼吸器カートリッジを有することには様々
な根拠があり得る。いくつかの実施形態では、人工呼吸器カートリッジは、時折故障し得
る流量センサを収容することができる。流量センサの故障は、より侵襲的な修理よりは人
工呼吸器カートリッジの交換のきっかけとなる。流量センサは、人工呼吸器カートリッジ
内の電子センサ、または主装置内の差圧センサに接続する人工呼吸器カートリッジ内の空
気圧チューブであり得る。いくつかの実施形態では、圧力および湿度を検知する１つまた
は複数の電子流量センサが、呼吸器カートリッジ内に位置する。いくつかの実施形態では
、二重流の圧力センサおよび湿度センサが、人工呼吸器カートリッジ内に装着される１つ
のアセンブリの中に製造される。一般に、人工呼吸器カートリッジへの電子接続は、空気
圧接続よりも好ましい。この理由は、電子接続は、システム自己テスト時に試験するのが
より簡単であり、より信頼性が高く、空気圧接続ほど接続力を必要としないためである。
いくつかの実施形態では、２つ以上のサイズの人工呼吸器カートリッジをユーザに提供す
ることができる。これにより、異なるサイズの人工呼吸器接続、異なる治療動作範囲（流
量、圧力等）、および／または異なる内部容積要件に合わせて調整する。いくつかの実施
形態では、センサ技術が発展するのに伴って、システム全体ではなく、人工呼吸器カート
リッジ設計を繰り返すことができる。いくつかの実施形態では、広い測定範囲をもつ流量
センサを実装できるため（高流量および低流量ではなく）、システムは１つの人工呼吸器
カートリッジしか必要としない。いくつかの実施形態では、ユーザおよび救急車は両方の
カートリッジを有する必要がない。いくつかの実施形態では、人工呼吸器ラインからの汚
染が制御装置に入る可能性が少なくなり得る。いくつかの実施形態では、広い流量範囲の
流量センサが使用されるとき、ユーザが特定サイズの人工呼吸器カートリッジ（例えば、
新生児用、小児用、成人用）を選択する必要がなければ、装置を設定するためのユーザス
テップが減る。
人工呼吸器カートリッジは、典型的には、人工呼吸器回路の乾燥部分（すなわち加湿器
の上流）で使用される。加湿器が呼吸器カートリッジの上流で使用された場合には、湿度
が人工呼吸器カートリッジ内で凝縮する可能性があり、それが患者への湿度を低下させ、
ＮＯ生成・送達装置内または人工呼吸器カートリッジ内の電子構成要素を損傷させる可能
性がある。いくつかの実施形態では、凝縮の発生を防止するために人工呼吸器カートリッ
ジが加熱される。いくつかの実施形態では、人工呼吸器カートリッジ内の湿度センサが、
加湿されたガスがシステムに入るのを検出し、警報を生成することができる。
いくつかの人工呼吸器カートリッジ実施形態では、呼吸バッグまたはフェイスマスクに
接続するためのタケノコ継手のみがあり、これは、患者がＮＯを用いて簡単に評価を受け
、人工呼吸器に接続されないカテーテル検査室の用途で該当し得る。カートリッジは、２
２ｍｍ呼吸器チューブ接続を有さない。そのため、制御装置はカテーテル検査室用途のた
めの特別なソフトウェアモードを有し得ることになる。１つの実施形態では、カテーテル
検査室モードは、ユーザに、現在のＮＯ値、例えば２０、４０、および６０ｐｐｍ、に対
応するボタンを提示する。
呼吸器カートリッジは、患者吸気流と直列である。多くの病院は、患者の治療後、人工
呼吸器と患者との間のすべての配管を交換および／または消毒する。これは呼吸器カート
リッジを含み得る。１つの実施形態では、吸気リム内の逆流による呼吸器カートリッジの
汚染を防止するために、ＨＥＰＡフィルタが呼吸器カートリッジの出口に置かれる。いく
つかの実施形態では、ＨＥＰＡフィルタは、呼吸器カートリッジから別個のユニットとし
て取外し可能である。いくつかの実施形態では、ＨＥＰＡフィルタは、ＨＥＰＡフィルタ
なしでシステムを使用するのを防止するために、独自仕様の接続で呼吸器カートリッジの
出力に接続する。別の実施形態では、呼吸器カートリッジは、エチレンオキシド（ＥｔＯ
）、オートクレーブ、アルコール浸漬、乾熱、拭き取り、または他の手段で消毒され得る
。呼吸器カートリッジ内の電子センサを保護するために、浸漬は、呼吸器カートリッジを
完全に沈めるのではなく、呼吸器カートリッジ内の空気流路を消毒剤で満たすことから成
り得る。浸漬後、乾燥プロセスを促進するために乾燥設備が使用されてもよい。１つの実
施形態では、乾燥設備は、真空下で呼吸器カートリッジを通じて空気を引き込む。真空の
使用により呼吸器カートリッジ内の圧力を低減させて、アルコール液滴が蒸発する可能性
を増大させる。液滴を取り除くために、流れの方向を逆転させることも使用することがで
きる。１つの実施形態では、呼吸器カートリッジを加熱して蒸発を促進する。別の実施形
態では、乾燥プロセス中に暖かい空気が呼吸器カートリッジに流される。呼吸器カートリ
ッジを浸漬させ、呼吸器カートリッジを乾燥させるために、または両方のステップを１つ
の自動化プロセスで行うために、設備を使用することができる。いくつかの実施形態では
、電子センサは、装置内に設置され、人工呼吸器カートリッジの一部ではない。これによ
り、電子センサを損傷させる恐れなく、人工呼吸器カートリッジを徹底的に消毒または殺
菌することが可能となる。
人工呼吸器カートリッジが空気流路の外側で液体に曝露された場合には、液体が呼吸器
カートリッジ内の電子構成要素を損傷し得る。いくつかの実施形態では、インクの付いた
紙タグが呼吸器カートリッジハウジング内に置かれる。液体がインクに接触した場合には
、インクが拡散して液体曝露の記録を残す。
いくつかの実施形態では、人工呼吸器カートリッジおよび捕集カートリッジの機能が、
単一のカートリッジに組み合わせられる。いくつかの実施形態では、捕集カートリッジが
人工呼吸器カートリッジに直接接続することで、空気圧接続を減らし、ＮＯ運搬時間を短
縮し、一方で患者の吸気回路を開くことなく捕集カートリッジを交換する能力を維持する
。
ＮＯからＮＯ２への変換率はＮＯのレベルが高いほど速くなることから、吸気流路に入
るＮＯ含有ガスを可能な限り早く希釈することが有利であり得る。１つの実施形態では、
ＮＯ含有ガスは、ガスをＮＯ２について浄化するのに先立って吸気経路に追加される。１
つの実施形態では、呼吸器カートリッジの吸気空気出口に捕集器／ＨＥＰＡフィルタイン
サートがある。捕集器／ＨＥＰＡフィルタインサートは、従来の人工呼吸器チューブを接
続できないように独自の接続を有することができ、結果として捕集器／フィルタインサー
トが不在になり得るシステムの組立ての間違いを防止する。
捕集カートリッジ
ＮＯ生成・送達システム内の捕集材は、システムの他の構成要素と比べて急速に消費さ
れる。このことから、捕集材は、ユーザが交換しやすいように容器に収納することができ
る。捕集カートリッジは、以下の要素、すなわち、ハウジング、１つまたは複数の生成ガ
ス入口、１つまたは複数の生成ガス出口、１つまたは複数の生成ガス流路、捕集材の前の
１つまたは複数のフィルタ、捕集材の後の１つまたは複数のフィルタ、および捕集材内の
１つまたは複数のフィルタ中間経路、のうち１つまたは複数を含むことができる。いくつ
かの実施形態では、捕集カートリッジは、プラズマ生成のための流入空気を清浄にする、
および／または全システムを冷却するフィルタも含んでいる。いくつかの実施形態では、
ハウジング、捕集経路、および接続のような大半の要素は再使用可能であり、捕集材のみ
が使用と使用の間に交換される。
図７９は、捕集カートリッジ１０００の一実施形態を描いている。カートリッジ１００
０は、押出し部１０１２およびエンドキャップ１０１４から構築される。押出し部は８つ
のルーメンを具備する。エンドキャップと接続するルーメンの対は、第１の換気回路１０
０２、第２の換気回路１００４、およびバッグ回路１００６の生成ガスを浄化するための
捕集材で満たされた、「Ｕ」字型の経路を作り出す。第７のルーメン１００８は、システ
ムの外部からの流入空気をフィルタリングおよび／または浄化するために使用される。第
８のルーメン１０１０は、一端に格子１０１６を有し、その内部にろ過材料を有する。シ
ステムの外部からの空気は、第８のルーメンを通って引き込まれ、システム筐体を冷却す
るために使用される。エンドキャップは、接着されるか、その他の方法で気密シールと共
に押出し部に固着される。カートリッジの他方の端部の接続は、カートリッジが挿入され
たときに制御装置内の空気圧継手と位置合わせする孔から成る。Ｏリング、リップシール
、または同様の手法が、システムの再使用可能部分とカートリッジとの間を封止する。い
くつかの実施形態では、カートリッジハウジングおよび経路は、ＡＢＳ、テフロン、ポリ
プロピレン、ナイロン、および／またはポリエチレンなどのポリマーから作製される。捕
集材は、６つの捕集経路の各々の中に押し込まれるフィルタプラグで、カートリッジハウ
ジング内の経路内に保持される。フィルタプラグは、捕集材の移動を防止し、捕集材の破
砕から生じ得る粒子をフィルタリング除去するという二重の目的を有する。１つの実施形
態では、フィルタプラグはいくらかの弾性を有し、また、捕集器媒体を圧縮して相対運動
を防止し、捕集材を通るのではなく捕集材の周りに通路を開き得る沈積を防止するような
形で挿入される。
ソフトウェアモード
システムは、各種のソフトウェアモードを有し得る。いくつかの実施形態では、システ
ムソフトウェアは、システムが立ち上がって自己テストを行う起動モードを含むことがで
きる。カートリッジチェックモードは、システムがカートリッジの挿入を待機し、次いで
カートリッジの可用性をチェックし、カートリッジのタイプに基づいて次の状態またはモ
ードに進むことを可能にする。トレーニングモードには、トレーニングカートリッジが挿
入されたとき、またはタッチ画面入力に基づくかのどちらかによって入ることができる。
トレーニングモードにおいて、システムは、ユーザがすべての画面およびディスプレイに
入ることを許すが、プラズマは生成されない。校正モードには、校正カートリッジが挿入
されたとき、またはタッチ画面入力に基づくかのどちらかによって入ることができる。シ
ステムは、プラズマ生成に基づいて自動的に校正を行うか、またはどのように手動校正を
行うかをユーザに指示するかのいずれかである。サービスモードには、サービスカートリ
ッジが挿入されたとき、または例えばサービス技術者からの独自仕様のタッチ画面入力に
基づくかのいずれかによって入ることができる。サービスモードは、ソフトウェア、ハー
ドウェア、およびシステムの内部設定に調整を加えるために使用される。待機モードには
、使用可能な治療カートリッジが挿入されたときに入ることができる。システムは、待機
モードに入ると高電圧回路を試験して、すべてのシステムが適正に動作していることを確
認する。治療モードには、ユーザがユーザインターフェース上で治療を開始するときに入
ることができる。スリープには、待機モードにおいて設定時間にわたってユーザ活動がな
かった後に自動的に入ることができる。システムは、スリープモードの後にカートリッジ
チェックモードに入って、カートリッジがまだ挿入されており、期限切れになっていない
ことを保証する。２つ以上のカートリッジを含むシステムには、各カートリッジの挿入お
よび／または有効期限状態が、カートリッジチェックモード中にチェックされる。患者退
院モードには、患者治療が完了した旨のユーザ指示があったときに入ることができる。シ
ステムは、どのように患者データファイルを最終処理し、カートリッジを処分するかをユ
ーザに指示する。図８０は、ソフトウェアモードの一実施形態、およびシステム使用中に
システムがモード間を移動する方式のフローチャートを例示している。起動１０２０の後
、カートリッジチェック１０２２が行われる。カートリッジに使用するための治療モード
１０３０、ならびに待機モード１０３２およびスリープモード１０３４がある。また、ト
レーニングモード１０２４、校正モード１０２６、およびサービスモード１０２８もある
。図８１は、ソフトウェアモードの別の実施形態、およびシステム使用中にシステムがモ
ード間を移動する方式のフローチャートを例示している。起動１０４０の後、カートリッ
ジチェック１０４２が行われる。カートリッジに使用するための治療モード１０５０、な
らびに待機モード１０５６、アイドルモード１０４８、患者退院モード１０５４、および
スリープモード１０５８がある。また、トレーニングモード１０４４、校正モード１０５
０、およびサービスモード１０４６もある。
いくつかの実施形態では、手動モードには、ユーザが手動ＯＮボタンを押すこと、また
は例えば光学センサもしくは接触センサなどのセンサによるカートリッジ内の手動セレク
タの位置の検出によって入る。手動モードは、ユーザインターフェースのメニューから選
択することができ、または手動オン／オフは、ユーザがＮＯ生成システムに行う接触の量
を減らすために音声起動によって制御することができる。システムが手動モードに入ると
、制御装置は、手動換気装置回路を有効にし、人工呼吸器流を手動換気装置に向かうよう
に方向転換する。
ここに開示される実施形態は、空気またはＮＯを含んだ空気のいずれかを流すことがで
きる。よって、手動換気治療が一時停止されると、システムは、システムを通る空気を流
し続けて、空気ポンプを停止するのに先立ってシステムからＮＯをパージする。これによ
り、手動換気に先立ってユーザがシステムをパージする必要をなくし、時間を節減し、治
療の複雑性を低減させる。
いくつかの実施形態では、システムは、どのような単一の障害が発生した場合でも患者
への継続的なＮＯ送達を提供することができる。ＮＯセンサの故障が発生した場合、シス
テムは、ＮＯ入力の代替としてＮＯ２測定を使用することによって治療を続けることがで
きる。ＮＯ２が存在すれば、システムは、ＮＯがなお生産されていることを認識すること
ができる。システムは、治療全体を通じてユーザに提示されるすべての情報、警告、およ
び警報をログに記録することもできる。図８２は、ＧＵＩ上で画面として見られ得る警報
ログの一実施形態を描いている。ログに表示される情報は、特定の治療のためのデータフ
ァイルにも含めることができる。
表２は、システム設置の一実施形態を例示する。
Figure 0006948436
表３は、柱またはレールへの装着の一実施形態を例示する。
Figure 0006948436
表４は、治療を開始する一実施形態を例示する。
Figure 0006948436
表５は、治療の途中に設定を調整する一実施形態を例示する。
Figure 0006948436
表６は、治療後のシステム解体の一実施形態を例示する。
Figure 0006948436
表７は、校正カートリッジを用いたシステム校正の一実施形態を例示する。
Figure 0006948436
表８は、過去のデータを点検する一実施形態を例示する。
Figure 0006948436
表９は、警報条件に応答する一実施形態を例示する。
Figure 0006948436
表１０は、患者移送の使用事例の一実施形態を例示する。
Figure 0006948436
表１１は、制御装置清掃の使用事例の一実施形態を例示する。
Figure 0006948436
表１２は、手動モードを開始するための使用事例の一実施形態を例示する。
Figure 0006948436
表１３は、手動モードを停止するための使用事例の一実施形態を例示する。
Figure 0006948436
システムは、室内の３６０度にわたって警報状態を伝達することができる。これにより
、離れた所から治療状態を評価することを容易にし、ユーザが装置の所まで歩いて行く手
間を省く。一実施形態では、これは、治療状態に応じて、ＯＫを表す緑色、警告を表す黄
色、エラーを表す赤色など、色を変えることができるライトバーでハンドルを照明するこ
とを伴う。
図５０および図８３は、警報状態インジケータを備えたＮＯ生成システムの実施形態を
描いている。一実施形態では、警報状態インジケータは、システム状態を表示するための
装置のハンドルにあるライトポンプまたは他の照明要素の形態とすることができる。ライ
トバーは、ドッキングステーション内、および／または生成器上のユーザディスプレイの
周りに配置され得る。様々な色の光を使用してシステムの状態を示すことができる。例え
ば、青色は警報がないことを示すことができ、点滅する青色の光はバッテリ充電が進行中
であることを示すことができる。点滅する黄色の光（時に周期的なビープ音を伴う）は、
低バッテリ残量または寿命の終わりに近づいたカートリッジなど、警告状況を示すことが
できる。赤色の点滅する光（時に継続的な可聴音を伴う）は、ＮＯ送達の中止など、重大
な警報状態が存在することを示す。警報音は、視覚的な警報状態のいずれをも伴うことが
でき、および／または警報音は視覚的な警報状態を全く伴わずに使用され得ることが理解
されよう。また、装置の様々な状態を示すために任意の色体系の光またはパターンの光点
滅が使用され得ることも理解されよう。
カートリッジ設計
上記で説明したように、カートリッジは捕集材を含むことができる。いくつかの実施形
態では、捕集器流路は、両端部の中に押し込まれた捕集材およびフィルタで満たされたテ
フロン配管から構築することができる。湿度は、ソーダ石灰捕集器の効力を略２０％増大
させる。いくつかの実施形態では、スパーク前またはスパーク後および捕集器前に、空気
を水に通して泡立たせることにより湿度を加える。この手法を使用すると、湿度が４０％
の相対湿度だけ増大することができ、結果としてＮＯ２吸収が略２０％向上する。一部の
乾燥した環境では、患者の安全性のために、充分なＮＯ２捕集を行うように湿度を流入空
気に加える必要があり得ることに留意すべきである。加えて、電気化学ガス分析センサは
乾燥した空気に悪影響を受けることがあり、よってそれらが正確に機能するために湿度を
加える必要があり得る。
流量測定
患者吸気流の測定に関して、人工呼吸器回路内の流量の範囲は大幅に変動し得る。この
範囲は、個々の流量センサの範囲を超え得る。いくつかの実施形態では、同じ差圧を測定
する並列構成の２つ以上の差圧センサと共に、流路内で流量制限を使用することができる
。圧力センサは、高い人工呼吸器流量と低い人工呼吸器流量とに対して異なる範囲を有す
ることができる。いくつかの実施形態では、エラストマー領域が呼吸器流路に存在するこ
とができ、流量が低いときにそれを外部から変形させて追加的な流量制限を作り出すこと
ができる。これにより、圧力センサが流れを正確に測定できるように圧力低下を増大させ
ることができる。いくつかの実施形態では、シリンダまたは呼吸器流に対する他の閉塞物
を導入して、低流量中の圧力低下を増大させることができる。例えば、ソレノイドによっ
て並進されるシリンダが使用され得る。
システム構成
図８４は、ＮＯを生成するためのシステムの例示的実施形態である。制御ソフトウェア
障害が発生した場合に完全に冗長な動作を有するように、ＨＶ回路１０７０、１０７２は
、呼吸器流測定およびスパークチャンバ圧力測定を可能にする追加的な機能性を有する。
図８４に示されるような電源回路は、制御盤が両面型となり得るように制御盤から分離す
ることができ、制御盤をより小型にし、制御装置筐体内に位置させることをより容易にす
る。システムは、モニタおよび制御盤１０６１と通信するナースコール機能１０６０と、
サンプルライン１０６３からサンプルガスを受け取るポンプを備えたセンサバンク１０６
２と、救急車／自動車／飛行機からの追加の外部ＤＣ電力とを含むことができる。システ
ムは、冗長なプラズマアセンブリと、マニホールド１０６８に接続する別個の捕集カート
リッジ１０６６および人工呼吸器カートリッジ１０６４とを利用することができる。ウォ
ッチドッグ構成要素１０７０は、制御ソフトウェアおよび高電圧回路ソフトウェアの活動
を監視する。ソフトウェアが故障した場合、ウォッチドッグ回路はソフトウェアをリセッ
トすることができる。複数回の試行後、ウォッチドッグ回路は、警報（可聴および視覚）
を開始して、システムが危険にさらされたことをユーザに通知することができる。ウォッ
チドッグ回路およびその警報は、停電が発生した場合でも動作を保証するために独立した
バッテリによって電力供給される。
電磁気干渉（ＥＭＩ）は、デジタル通信エラーおよび誤ったセンサ読取りを生じさせ得
る。１つの実施形態では、システムは、センサ読取りを、プラズマ活動がないときに発生
するようにタイミング調節する。いくつかの実施形態では、システムは、システム内のデ
ジタル通信を、プラズマ活動がないときに発生するようにタイミング調節する。
ユーザインターフェースの故障または制御ソフトウェアの故障が発生した場合にシステ
ムがＮＯ送達を続けることができるとすると、ディスプレイがフリーズしているまたは空
白になっていても、ＮＯがなお送達されていることをユーザに通知することが重要である
。いくつかの実施形態では、青色ＬＥＤなど、ＮＯ送達を意味する別個のインジケータを
設けることができる。いくつかの実施形態では、別個の青色ＬＥＤを使用して２つのプラ
ズマチャンバの各々におけるＮＯ生成を表す。ウォッチドッグ警報がトリガされた場合、
視覚的警報は、赤色（警報を示す）および青色（ＮＯが送達されていることを示す）に点
滅することができる。さらに、音声警報が、該当する言語の音声録音を再生することによ
り、ＮＯが送達されていることをユーザに通知することができる。
システムに使用されている１つまたは複数のカートリッジは、構成要素の様々な構成お
よび組合せを有し得る。いくつかの実施形態では、捕集器および水トラップのみを備えた
カートリッジを使用することができる。呼吸器流は制御装置のみを通ることができ、これ
により、向上した流量測定、より安価で、使い捨ての、より少ないガス接続を可能にする
。いくつかの実施形態では、捕集器と水トラップは分離することができる。水トラップは
、サンプルラインの一部とし、センサパックに直接接続することができる。これにより、
システムを設定するためのユーザステップを全く加えることなく、システム内の空気圧接
続の数を減らすことができる。
空気が人工呼吸器によって患者に押されたときに人工呼吸器回路内の圧力が増加し得る
可能性がある。この増大した圧力は、ＮＯ送達装置を通る流れを停滞させる可能性がある
。いくつかの実施形態では、気化器がガスを吸引するのと同じように、ベンチュリが呼吸
器流中にＮＯを吸引する。よって、増大した呼吸器流がＮＯ流を増大させる。いくつかの
実施形態では、プラズマの後に流量制限を含めて、ＮＯ含有ガス圧力をスパークチャンバ
内で高く保ち、ＮＯ出力を増大させることができる。この流量制限は、高度補償に有用で
あり得る。いくつかの実施形態では、流量制限を捕集器の最後に含めることができ、それ
により、ＮＯ含有ガスが換気回路の吸気リムよりも高い圧力となり、呼吸器流が高圧力で
あるときを含む、すべての時に呼吸器流に流入することができる。いくつかの実施形態で
は、ポンプに対するフィードバック制御を使用してスパークチャンバ内で一定の圧力を維
持することができる。これにより、周囲圧力および捕集器前抵抗の分散を加味することが
できる。スパークチャンバ圧力も、ＮＯ生成制御アルゴリズムへの入力として使用され得
る。いくつかの実施形態では、可変オリフィスをプラズマチャンバの下流に含めて圧力の
高まりを可能にすることができ、オリフィスは吸気パルス中に開いてＮＯ流を増大させる
ことができる。いくつかの実施形態では、システムは、２つのピストン／チャンバを含む
ことができる。一方のチャンバは、患者の吸息中に満たされ、患者の呼息時に人工呼吸器
回路内のバイアス流にガスを送達することができる。他方のチャンバは、患者の呼息時に
満たされ、患者の吸息時に人工呼吸器回路にガスを送達することができる。いくつかの実
施形態では、両側にチャンバを備えた単一のピストンを使用することができる。ピストン
が一方の方向に動くとき、ピストンはバイアス流のための空気を送達する。ピストンが他
方の方向に動くとき、ピストンは吸気流のための空気を送達する。いくつかの実施形態で
は、ピストンは、バイアス流および吸気パルスガスの両方を一方の方向に送達した後に、
方向を逆転し、バイアス流および吸気パルスガスを送達する。
図８５は、ピストン−ポンプ構成の一実施形態を例示し、図８６は、図８５のピストン
−ポンプ構成を使用した、人工呼吸器流および注入流における吸気事象の同期を実証する
グラフを例示している。空気はフィルタ１０８０を通ってシステム内に引き込まれ、ピス
トンシリンダ１０８４またはポンプ１０８２のいずれかに流れる。ＦＳ１ １０９１は、
患者吸気リム内の流れを測定して、投与制御装置１０８６にタイミング情報を提供する。
ＦＳ２ １０９２は、ＮＯ含有ガス流の閉ループフィードバックのために、システムから
出る流量を測定する。ＦＤ２は、ＮＯ流路に沿った、ポンプとピストン−シリンダ流の交
差点と、ＮＯ生成装置流と患者吸気流の交差点との間の任意の場所に位置することができ
る。ポンプは、人工呼吸器１０８８のバイアス流と一致する一定の流量を作り出すために
使用することができ、ピストン１０８４は、人工呼吸器１０８８の吸気塊と一致する塊を
作り出すために使用することができる。ピストンの機能は人工呼吸器とタイミングが合わ
せられる。図８５に示すピストンは、ＮＯを生成するスパークの前で流れを調整するよう
に配置されているが、ピストンは、ＮＯの生成の後を含む、システム内の他の場所に位置
することもできる。図８７は、図８６に描かれた実験中のＮＯ濃度対時間のグラフを例示
し、一定のＮＯ濃度を患者に送達できることを示している。
図８８は、リザーバ構成の一実施形態を例示し、図８９は、人工呼吸器流１１２０、プ
ラズマ空気流１１２２、およびＮＯレベル１１２４を比較したグラフを例示している。こ
の構成は、２つの冗長な流路１１００、１１０２を伴う。各流路は、リザーバ（ＲＥＳ）
１１０４、１１０６を満たすポンプと、リザーバ内の圧力を検知する第１の圧力センサＰ
１、Ｐ３とを含む。ポンプが各自のリザーバの圧力に基づいて制御されるようにフィード
バックループが存在する。可変流量絞り弁ＦＲ１、ＦＲ２は、人工呼吸器吸気リム流量セ
ンサ１１０８内で測定された流量に基づいてスパークチャンバを通るリザーバからのガス
の流量を調整するために使用される。流量センサＦＳ１、ＦＳ２は、可変流絞り弁の設定
を調整するための制御システムへのフィードバックに使用される。流量は、例えば、０〜
４ｌｐｍまで変動する。追加的な圧力センサ（Ｐ２およびＰ４）が、ＮＯ生成制御アルゴ
リズム全体への入力としてプラズマチャンバ１１１０、１１１２内の圧力を測定する。空
気は、図示されるように、制御装置の再使用可能部分であるマニホールド内に位置するプ
ラズマチャンバから、捕集カートリッジへと流れ、そこでフィルタ／捕集器／フィルタ（
ＦＳＦ）を通って流れる。各経路内の逆止弁が、人工呼吸器吸気リム内の圧力過渡現象が
ＮＯ生成経路内の流れを逆転させないことを保証する。
図９０は、図８８に示す実施形態に類似するシステムの一実施形態を描いており、以下
の違いがある。流れ誘導器が流路Ａに示されている。第１の（上部の）流れ誘導器は、流
れを、校正の目的でガス分析センサに、または呼吸器流のいずれかに誘導することができ
る。第２の（下部の）流れ誘導器は、呼吸器流またはバッグ流のいずれかに流れを誘導す
ることができる。捕集カートリッジ内の機能は、図の緑色の四角形の中に位置する。青色
の線は、使い捨ての経路および機能を表し、赤は、制御装置内の再使用可能構成要素を示
す。人工呼吸器およびバッグ流は、図の右側の縦の青色の線として示している。いくつか
の実施形態では、流れは、赤で示す制御装置内の２つの圧力センサによって測定される。
２つの圧力センサは、冗長性のために全く同じであってよく、またはシステムがより広い
範囲の換気流を測定するのを可能にするためにそれぞれ異なる範囲の精度を有してもよい
。紫色の陰をつけた領域は、制御装置マニホールドに接続される構成要素を識別する。黄
色の陰をつけた領域は、呼吸器カートリッジ内にある構成要素を識別する。緑色の陰をつ
けた領域は、捕集カートリッジ内にある構成要素を識別する。センサパックは青色の陰を
つけている。
図９１は、二重流路１１３０、１１３２を備えるシステムの一実施形態を例示している
。通常の人工呼吸器治療下では、「Ｂ」と表記された１つのチャネルが、人工呼吸器バイ
アス流に基づいて一定量のＮＯを送達するように適合される。「Ｉ」と表記された他方の
チャネルは、人工呼吸器からの吸気塊に比例してＮＯを送達するための脈動的な流れを提
供する。各経路内の弁１１３４、１１３６は、流路がアクティブでないときに空気流を止
めることができる。各経路を通る流れは、ポンプレートと各弁が開いている時間量とによ
って変動させることができる。流れチャネル内のプラズマ活動は典型的には、空気が流入
しているときには一定であり、そのため、ＮＯ生産制御における唯一の変量は空気流であ
る。各流路の端部にある逆止弁１１３８、１１４０は、高い吸気圧の瞬間に人工呼吸器流
がシステム内に逆流しないことを保証する。グラフ１１４２は、弁が、吸気流の間の時間
の１００％にわたって開き、バイアス流の間は間断的に開くことができる様子を例示して
おり、そのため、単一の流路で治療のためのすべてのＮＯを提供することができる。別の
動作モードでは、各流路の摩耗を均等にするために、一方の流路がバイアス流に使用され
、他方の流路が吸気流に使用され得る。５０％のデューティサイクルで長さ０．４秒のパ
ルスは、ＮＯが患者加湿器および呼吸器配管を通って流れる際に吸気リムの長さに沿って
発生する混合のため、患者Ｙの箇所では検出不可能である。
図９２は、空気流を提供する単一のポンプ１１５０を備えたサンプル流路を例示してい
る。流路は、システム内の圧力を上昇させ、バイアス流時にＮＯを提供するために使用さ
れる単一の固定オリフィスを用いて分岐する。可変オリフィス１１５２は、人工呼吸器回
路内で吸気パルスの時に所望流量を提供するように適合される。可変オリフィスの下流に
ある弁が、いつ流れが吸気流路を通って進むかを制御する。可変オリフィス１１５２は、
ゼロ流量または低流量まで閉じることができる。図の一番下にはプラズマチャンバがある
。いくつかの実施形態では、弁１１５４は、システムが吸気流を高速にオンオフすること
を可能にする。いくつかの実施形態では、非常に多大に作動する可変オリフィスがあるた
め、弁は必要とされない。図９２に示す流路全体は、冗長性のため、または人工呼吸器回
路、校正、および／もしくはバッグ回路に同時に投与するために、装置内で二重化され得
る。
図９３は、ポンプ１１６０および流れ誘導器１１６２から成る流路の一実施形態を例示
している。流れ誘導器１１６２は、バイアス流に対して設定されたオリフィス１１６４と
、吸気流とバイアス流の合計に対して設定された可変オリフィス１１６６との間で流れを
切り替える。可変オリフィスは、必要に応じて、空気流をさらに適合するために吸気の途
中で調整され得る。プラズマチャンバ１１６８は、画像の一番下に示されている。
図９４は、プラズマチャンバ１１７２を通る空気流を変動させて、患者に正確な投与量
のＮＯを提供するシステムの一実施形態を例示している。目標投与量がユーザまたは医師
によって選択される。患者パラメータが検知され、患者吸気のタイミングおよび／または
大きさを示すために投与量制御装置１１７０によって使用され得る。患者パラメータの例
には、これらに限定されないが、患者吸気検出、人工呼吸器回路圧力、人工呼吸器回路流
量、鼻カニューレ圧力、胸壁のひずみ、横隔膜のＥＭＧ、酸素生成器圧力、および酸素生
成器流が含まれる。空気または別のＮ２およびＯ２含有ガスが、ポンプまたは圧縮ガス源
から調達される。投与量制御装置１１７０は、加圧ガスの流れを制御することができる。
これは、オリフィスのサイズまたは弁のデューティサイクルを変動させることを含む各種
方式で行われ得る。
患者投与量は多くの方式で定められ得る。最も一般的な手段は、患者に常に特定濃度の
ＮＯを提供するものである。より洗練された手法は、患者の肺のサイズ（典型的には理想
体重が代用として使用される）に基づいて、単位時間当たりに送達されるべき目標ＮＯ分
子数を計算する。この手法を用いると、システムは、肺の内面に適切に投与し続けるのに
充分なだけのＮＯを生成し、送達する。ＮＯ送達は、分当たりの目標分子数を実現するた
めに間断的であってよい。システムは、患者の理想体重に基づく分当たりの理想分子数で
プログラムされる。システムは、単位時間当たりに送達される分子の移動平均が正確にな
るように、呼吸当たりのＮＯ濃度を呼吸ごとにゼロから最大値（典型的には８０ｐｐｍ）
まで変動させることができる。この手法は、活動レベルおよび呼吸数に基づいて発生し得
る呼吸の変動にも関わらず、肺の内面に適切な量のＮＯ分子を提供する。
投与量の変化は、プラズマ活動および／または空気流量を変動させることによって制御
することができる。１つの実施形態では、これら２つのパラメータを変動させて、患者気
流中に希釈される前に一定の濃度のＮＯ含有ガスを実現する。別の実施形態では、空気流
を患者吸気活動（例えば、吸気空気流量、人工呼吸器流信号、呼吸検出）に比例して変動
させ、一方、プラズマ活動（パルス幅またはパルス周波数またはパルス電力）を変動させ
てＮＯ含有ガス中に目標ＮＯ濃度を生成する。
いくつかの実施形態では、図９４に示す加圧ガスの供給源が、流量制御装置に加えて、
投与量制御装置によって制御される。別の実施形態では、投与量制御装置は、加圧ガスの
供給源のみを制御する。
図９５は、患者パラメータおよび治療設定に基づいて治療を変動させる投与量制御装置
１１８０の一実施形態を例示している。いくつかの実施形態では、加圧空気源１１８２が
２つ以上の流量制御装置１１８４、１１８６に接続される。投与量制御装置１１８０は、
各流量制御装置の状態、すなわちオリフィスサイズおよび流量（０から全開まで）を制御
することができる。１つの加圧空気源が複数の流量制御に対応すると、各流量制御装置が
比較的一定した設定点に留まる（動的な応答がそれほど重要でなくなる）ので、遅い動的
応答の流量制御要素を使用できるようになる。この場合でも、単一の加圧空気源は、急速
に変動する空気需要に対処しなければならない。
図９６は、患者パラメータおよび治療設定に基づいて治療を変動させる投与量制御装置
１１９０の一実施形態を例示している。いくつかの実施形態では、２つ以上の加圧空気源
１１９２、１１９４が、２つ以上の流路を通して空気を送るために使用される。加圧空気
源の例には、これらに限定されないが、圧縮ガスリザーバ、空気ポンプ、および屋内空気
サービスが含まれる。複数の流量制御装置１１９６、１１９８に対応する複数の加圧空気
源（ポンプ等）の使用により、各空気源および流量制御装置が比較的一定した動作レベル
で動作することが可能となる。よって、急速に変化する要求に対処するために加圧空気源
が必要とされない。
図９７は、図９６に類似する実施形態を例示しており、ここでは投与量制御装置１２０
０が圧力源に対する追加的な制御を有する。各加圧空気源は、各自の流路に必要とされる
流れに合わせて適合され得る。例えば、ガスリザーバ内の圧力を調節器で制御することが
でき、またはポンプ速度が調整され得る。
図９８は、ＮＯを生成するシステムの一実施形態を例示している。システムは、タッチ
画面インターフェース１２１０、主回路および電源盤１２１２、高電圧および治療制御回
路盤１２１４、サンプルラインからの水トラップ１２１６、捕集カートリッジ１２１８、
マニホールド１２２０、電極アセンブリ１２２２、電源入力モジュール１２２４、流れ誘
導器１２２６、空気ポンプ１２２８、ＡＣ／ＤＣ電力変圧器１２３０、およびバッテリ１
２３２を含むことができる。
システムは、流れ誘導器を使用して、プラズマチャンバの１つから、校正のためにガス
分析センサへと流れを方向転換することができる。システムは、手動換気時に、流れ誘導
器を使用して、プラズマチャンバの１つから、ＮＯ送達のためにバッグ流回路へと流れを
方向転換することができる。
システムは、呼吸器流路およびバッグ流路を含む呼吸器カートリッジを使用することが
できる。呼吸器流は、呼吸器カートリッジを通って流れるときに測定することができる。
これは、呼吸器カートリッジ内のセンサにより、または、検知される場所の間に適切な流
量制限を備えて呼吸器流と空気圧接続された制御装置内の１つまたは複数の圧力センサに
より行われ得る。センサを含んでいる呼吸器カートリッジには、センサのための校正情報
が呼吸器カートリッジ内のメモリデバイスに書き込まれ得る。呼吸器カートリッジに書き
込まれる追加的なデータには、通し番号、ロット番号、呼吸器カートリッジが設置されて
いるか否か、治療データ、設定ログ、警報ログ、およびユーザが入力した注釈、のうち任
意のものが含まれ得る。呼吸器カートリッジが吸気流路と一体であるとすると、システム
の誤動作の場合または患者を１つの施設から別の施設に転送する場合に呼吸器カートリッ
ジを１つの制御装置から別の制御装置に転送することが望ましい。治療履歴および設定を
呼吸器カートリッジに書き込むことにより、治療が次の制御装置でシームレスに継続する
ことができる。システムは、２つ以上のタイプの呼吸器カートリッジと共に機能すること
もできる。呼吸器カートリッジは、配管接続、配管直径、および／または流量制限（流れ
測定のため）によって異なり得る。いくつかの実施形態では、呼吸器カートリッジは、電
極アセンブリを含むことができる。低流量呼吸器カートリッジは、低いＮＯ生産用の小さ
い電極間隙を有することができる。高流量呼吸器カートリッジは、高いＮＯ生産用のより
大きい電極間隙（例えば２〜３ｍｍ）を有することができる。
ＮＯ生成システムは、測定された流れレベルに基づいてＮＯ送達のための投与量を迅速
に計算し、その投与量を生成し、それを主気流に送達する必要がある。システムが迅速に
応答できることに寄与するいくつかの態様は、参照テーブル、高速プロセッサ、１つまた
は複数の速動比例弁、低流量制限捕集器、短い空気圧経路、および高圧ガス源（リザーバ
、ポンプ）を使用することである。迅速に応答するためのこれらの努力にも関わらず、シ
ステムは、依然として、特定のＮＯの塊がそれが意図されたガスの塊よりも遅れてガス流
に導入され得るほど遅れる可能性がある。メインストリームガス流の中央に、かつメイン
ストリームガス流よりも高い速度でＮＯ含有流を導入することにより、流れのＮＯ含有塊
が、それが意図されたガス塊に実際に追いつくことが可能となる。流出するＮＯ流の速度
は、注入器内でのオリフィスサイズ、ガス圧力、およびガス流量によって変動させる。
患者ガスの塊を充分に投与するための別の手法は、送達する投与量を超過することによ
ってシステムの遅れを加味するものである。例えば、２０ｐｐｍのＮＯを必要とするメイ
ンストリーム流の塊が検出された場合、システムは、システムがより迅速に需要に応答す
るように、短い時間量にわたって４０ｐｐｍを生成するようにプラズマおよび／または流
れパラメータを設定してよい。送達される実際の投与量が２０ｐｐｍの閾値を越えると、
システムは、２０ｐｐｍを送達するようにその設定を変更し得る。
いくつかの実施形態では、システムは３つの電極アセンブリおよびＮＯ経路ならびに３
つの捕集器を含むことができ、２つが呼吸器ＮＯ送達のためであり、１つがバッグＮＯ送
達のためである。
サンプルセンサが、患者吸気リム、サンプルライン接続に接続された校正ガスシリンダ
、またはＮＯ生成装置のいずれかから、校正のために流れを受け取ることができ、ＮＯの
供給源が選択され得る。いくつかの実施形態では、図９９に示すように、センサパック１
２４２内のポンプ１２４０が、サンプルライン接続と、センサ経路と自己校正ガス源１２
４４の間の交差点との間に配置され得る。再使用可能流量センサ（ＦＳ）１２４６がセン
サパックの右に示され、ＮＯ生成装置全体の一部となっている。センサパック１２４２か
らのガスはマニホールドを通って、流量センサに、そして出口へと流れる。別の実施形態
（図示せず）では、サンプルライン接続からの流れを遮断するためにＯＮ／ＯＦＦ弁が図
６５のポンプの場所にあり、そのため制御装置から送り込まれた流れはサンプルセンサを
通ることができる。いくつかの実施形態では、図７３に示すように、サンプルラインと自
己校正ガス源経路との間を選択できる流れセレクタがセンサパック内にあってよい。
安全性
各種の問題を解決するために様々な安全性機能がシステムに組み込まれ得る。例えば、
システムは、サンプル収集前の患者Ｙの箇所に捕集器を有することができ、この捕集器は
、長い吸気回路または高いＯ２レベルに起因して形成されたＮＯ２があればそれを吸収す
るように構成される。
患者へのＮＯ送達は、緊急状況で行われることがあり、よってＮＯ送達までの時間が重
要であり得る。装置が空気圧経路をプライミングするために多大な時間を必要とする場合
、これは患者治療に遅延を呈し得る。いくつかの実施形態では、システムは、カートリッ
ジ交換の後にカートリッジを呼吸器回路に接続する前にカートリッジをＮＯで迅速にプラ
イミングするモードを有することができる。いくつかの実施形態では、システムは、流れ
をガス分析センサに誘導する前に、プラズマチャンバ内のプラズマと捕集カートリッジと
を通して高速レートで空気を送り込むことによってシステムをプライミングする。このプ
ライミングは、設定された時間量にわたって、またはＮＯがＮＯセンサで検出されるまで
行うことができる。システムは、ポンプ速度を低下させ、治療のために流れを呼吸器カー
トリッジに誘導することができる。この結果、システムをプライミングするために必要と
される時間量を短縮することができ、それにより患者にＮＯがなくなる時間を短縮する。
病院装置の操作を、その機器を操作するための権限があり、訓練を受けた者に制限する
ことが重要であり得る。いくつかの実施形態では、ＲＦＩＤラベルをユーザのＩＤカード
に関連付ける、または取り付けることができ、ＲＦＩＤは、当該ユーザを識別するために
使用される、そのＲＦＩＤの中で一意の番号を有する。いくつかの実施形態では、制御装
置内の同じＲＦＩＤリーダを使用して、使い捨て構成要素（例えば、呼吸器カートリッジ
、捕集カートリッジ、および／またはサンプルライン）をユーザＩＤバッジとして識別す
ることができる。ＲＦＩＤリーダは様々な場所に配置することができるが、いくつかの実
施形態では、ＲＦＩＤリーダは制御装置の側面にあることができ、そのため、一方の側で
カートリッジ上のＲＦＩＤタグを読み取り、リーダの外向きの側で病院ＩＤを読み取るこ
とができる。ＲＦＩＤタグは、ＲＦＩＤリーダの視野内で制御装置に取り付けられること
も可能である。これにより、ＲＦＩＤタグが常に視野内にあることになるので、ソフトウ
ェアがＲＦＩＤリーダを試験することが可能になる。また、ソフトウェアが、どの制御装
置が治療を行っているかを知ることも可能になる。他の情報が制御装置のＲＦＩＤタグに
入れられることが可能であり、それらには、制御装置通し番号、最後の稼働日、製造日、
エラーコード、システムの作動時間、様々な構成要素の作動時間、稼働ログ、および患者
治療を支援し得る他の情報、診断、ならびに／または整備および修理などがある。
時に、臨床関係者がＮＯ薬剤の指示を自身の記録に手書きしなければならないことがあ
る。精度と安全性を向上させるために、いくつかの実施形態では、システムは、病院シス
テムに読み込むことができるバーコードをユーザインターフェース上に示すことができる
。
いくつかの実施形態では、システムは、病院空気供給、または圧縮ガスシリンダなどの
外部源から圧縮空気を受け取ることができる。この手法は、内部ポンプ／圧縮機が故障し
た場合にバックアップの空気供給として働くこともできる。
感染制御
人工呼吸器回路と併用されるとき、ＮＯ生成器は典型的には、人工呼吸器と加湿器との
間、すなわち回路の乾燥部分に位置する。それでも、感染性物質が患者からＮＯ生成器に
進んで、ＮＯ生成器の構成要素を汚染する可能性が、小さいとは言えある。これは、ＮＯ
生成器が異なる患者を治療するために使用されるときに二次汚染の恐れを呈する。
いくつかの実施形態では、ＨＥＰＡフィルタがＮＯ生成装置の出口に位置する。呼吸器
カートリッジを利用するシステムであれば、ＨＥＰＡフィルタは呼吸器カートリッジの出
口に位置する。汚染を防止する目的のために、フィルタは、ＮＯ生成器と患者の間に直列
で位置しなければならない。いくつかの実施形態では、フィルタは、加湿器に接続され、
ＮＯ生成器に直接接触することはない。換気回路からＮＯ生成装置への感染性物質の転送
を防止するのに加えて、ＮＯ生成装置と患者との間のＨＥＰＡフィルタは、ＮＯ生成器に
よって気流に導入される金属粒子または捕集材粒子があればそれを捕捉する働きをする。
有効寿命
ＮＯ生成システムの各構成要素は有効寿命を有する。例えば、筐体は１０年またはそれ
以上持つように設計される。代替として、弁は、ある繰返し数に合わせて設計される。１
つの実施形態では、ＮＯ生成システムは、弁が経た繰返し数を計数する。許容可能な繰返
し数に基づいて、ＮＯ生成システムは、有効寿命を超過する前に弁の交換を推奨すること
ができる。同様の記録が、ポンプ作動時間、比例弁の繰返し数、放電回数、および構成要
素を摩耗させる作用について行われ得る。
構成要素がサービスの終わりに近づきつつあるとき、ＮＯ生成システムは、バックアッ
プＮＯ生成システムを使用することができ、摩耗した構成要素を主要なものではなくバッ
クアップとして残しておき、それにより機能バックアップを用いてシステムの使用を延ば
す。１つの実施形態では、システムは、システムの１つまたは複数の冗長なシステムを有
効寿命全体にわたって均等に使用し、構成要素が１つまたは複数の流路にまたがって同じ
ような率で摩耗するようにする。
１つの実施形態では、ＮＯ生成システム内の加速度計を使用してシステム内の振動を検
出する。振動は、構成要素が適正に機能していることのインジケータとして使用される。
振動は、構成要素が摩耗した、および／または適正に機能していないことのインジケータ
でもある。１つの実施形態では、システムは加速度計を使用して摩耗したポンプを示す振
動を検出する。
１つの実施形態では、システム内のマイクロフォンを使用して様々な構成要素の音を検
出することによって、様々な構成要素が適正に機能していることを検証する。構成要素の
検出は、電源投入自己テスト中に各構成要素が電力供給される、または各構成要素が作動
されるのに伴って順次行われ得る。
ガス分析
１つの実施形態では、生成ガス内のＮＯおよび／またはＮＯ２含有量が、分光法を使用
して測定される。１つの実施形態では、分光法は赤外線吸収に基づく。
システム起動自己テスト
１つの実施形態では、システムは、起動自己テスト中にプラズマチャンバからガス分析
センサに生成ガスを誘導して、ガスセンサが機能しており、ＮＯ生成システムが機能して
いることを確認する。１つの実施形態では、起動自己テスト中のＮＯ生産の精度は、ガス
センサが校正可能であるのに充分に正確である。１つの実施形態では、ＮＯまたはＮＯ２
いずれかの表示レベルが自己テストのＮＯ生産中のＮＯ／ＮＯ２生産設定と整合しないと
きに、ガスセンサ交換を促す警報が生成される。
いくつかの実施形態では、システムは、システムの空気圧の完全性を検知する内部圧力
テストを行うために圧力センサおよび弁を備えて構成され得る。そのような自己テストで
は、弁が空気流を止めるように構成される。ポンプは、空気圧経路のすべてまたは一部を
加圧する。１つの実施形態では、ポンプが停止し、時間に伴うシステム内の圧力の低下を
監視することによってリークダウンテストが実行される。別の実施形態では、ポンプは動
作を続け、システムを通る流量が測定され、一定の閾値を上回る流量は漏れを示す。
デジタル通信
放電事象および高電圧は、電気信号と干渉する電磁気放出を放出する可能性がある。こ
れは、アナログセンサの読取値ならびにデジタル通信に影響する可能性がある。１つの実
施形態では、ＮＯ生成システムがセンサを読み取り、プラズマ事象とプラズマ事象の間に
デジタル通信を行う。１つの実施形態では、ＮＯシステムのある部分が、放電が発生しよ
うとしているという信号を生成する。１つの実施形態では、高電圧制御回路が、放電が発
生しようとしているという信号を送る。１つの実施形態では、ＮＯ生成装置は、差分通信
信号を使用して、ＥＭＩからのあるレベルの耐性を提供する。
電力管理
放電事象は、高レベルの瞬時電力を消費し得る。これは、バッテリを電源とする装置に
課題を呈する電流スパイクを生じさせ得る。１つの実施形態では、電流スパイクは、ホー
ルドアップコンデンサによって対処される。別の実施形態では、電流スパイクは、プレレ
ギュレータによって対処される。いくつかの実施形態では、中間の力率補正段階を使用し
て、ＮＯ生成負荷を、バッテリにとって、当該供給が送達できる負荷のように見せる。い
くつかの実施形態では、力率補正（ＰＦＣ）を使用して、１つまたは複数のバッテリにか
かる負荷を許容可能なレベルに管理する。
代替用途
ＮＯ生成システムの使用には各種の用途があり、それらには、酸素供給と、心臓が再開
するまたは正常なリズムを回復する見込みとを向上させるために除細動を必要とする患者
への使用が含まれる。加えて、喘息発作を経験している患者が酸素供給を向上させるため
、または、サイクリング、フットボール、雪上スキー、高高度補償、および航空を含む、
様々な分野におけるスポーツ能力の強化のためのＮＯの用途がある。
クラウド接続性
ＮＯ生成装置は、インターネットに接続することから利益を得る可能性がある。接続は
、ＧＳＭ、ＷｉＦｉ、イーサネットケーブル、または他の手段によってなされ得る。接続
されると、システムは、技術支援、治療支援、課金、および他のデータ交換の目的のため
に、サーバと情報を交換することができる。治療データ、設定、警報ログ、ユーザコメン
ト、サービスログ、捕集カートリッジ状態、および他の情報をある制御装置から別の制御
装置に転送するために、クラウドも使用され得る。
移動式装置
他の治療用装置の中に埋め込まれる、または単独で使用されることが可能な、携帯型か
つコンパクトな酸化窒素（ＮＯ）生成のためのシステムおよび方法もあり得る。携帯型Ｎ
Ｏ生成装置は、装置が移動可能で、患者の自宅または旅行中を含むあらゆる場所で使用で
きるほど小さいため、ＮＯが任意の場所または状況で生成され、患者に送達されることを
可能にする。移動式ＮＯ生成システムのサイズおよび携帯性により、患者は、病院、医院
、または他の医療環境にいる必要なく、病院外の外出先でシステムを使用することができ
、呼吸ガス送達装置を通じたＮＯ送達の利益を得ることができる。いくつかの実施形態で
は、移動式ＮＯ生成システムは、制御装置および使い捨てカートリッジから構成され得る
。カートリッジは、ＮＯ生成に使用されるガスを用意するため、および患者の吸息に先立
って出力ガスを浄化するために、フィルタおよび捕集器を含むことができる。システムは
、酸素濃縮器を利用して酸化窒素生産を増大させ、独立した装置として酸素生成器活動を
補完することができる。
生成されたＮＯは、各種方式で患者に送達され得る。いくつかの実施形態では、ＮＯは
鼻カニューレを通じて送達される。ガスは、患者の鼻近傍の孔の配列から出て、カニュー
レと鼻との間の空間内で混合する。カニューレは各種の構成を含み得る。
患者が鼻カニューレからガスを吸うと、環境からの空気が連行して流れに追加され、そ
れにより送達されるガスを希釈する。いくつかの実施形態では、鼻プロングの周りにスカ
ートを有する独自の鼻プロングを備えた鼻カニューレを使用して、送達されるガスの希釈
を低下させることができる。スカートは逆止弁のように作用して、プロングの周りに呼息
流を通すが、鼻孔壁に封止して周囲空気の連行を防止する。送達されるガスの希釈を防止
する機能を備えた例示的鼻カニューレ１２５０を図１００に示す。
鼻カニューレが、装置の識別を可能にする機能を含むこともできる。いくつかの実施形
態では、鼻カニューレが、そのカニューレが識別されることを可能にする一意の識別子を
含むことができる。一意の識別子は、鼻カニューレのコネクタ内を含む、様々な場所に配
置され得る。識別子は、無線用のＲＦＩＤ、直接の電気接続のためのスマートチップ、光
学的に読み取られるスマートバーコード、または識別を可能にする任意の他の機構を含む
様々な形態を有し得る。制御装置が、カニューレがどれほど長く使用されているかを監視
し、カニューレ内のメモリデバイスに書き込んで、カニューレが使い尽くされ、交換また
は修理を必要とすることを示すことができる。これは、結果としてＮＯ２レベルを上昇さ
せ得る、互換性のないカニューレの使用も防止することができる。カニューレのメモリデ
バイスに書き込まれ得る他のタイプの情報は、部品番号、ロット番号、製造日、有効期限
、最初の使用日、新品／使用済みの状態、患者治療情報、装置設定ログ、装置警報ログ、
患者ログ項目、患者パラメータデータ（呼吸数、心拍数、体温、ＳｐＯ２レベル、ＥｔＣ
Ｏ２、活動レベル）である。
いくつかの実施形態では、センサを患者上に置いて患者の呼吸を監視することができる
。センサは、マイクロフォン、圧力センサ、ひずみセンサ、加速度計、または患者の呼吸
を検出する他のタイプのセンサとすることができる。１つの実施形態では、マイクロフォ
ンが患者の首に置かれる。別の実施形態では、ひずみセンサが患者の胴体の皮膚に置かれ
る。呼吸数、呼吸深さ、呼吸パルス形状などの患者呼吸活動を検出することにより、ＮＯ
生成システムはＮＯ送達を最適化することができる。患者に装着されるセンサは、カニュ
ーレまで、または直接ＮＯ生成器まで有線接続されてよい。他の実施形態では、センサは
無線であり、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、赤外線、ＲＦ、または何らかの他の手段を
介して制御装置と通信する。
ＮＯ生成システムが適正に機能するのに充分な量の周囲空気を有することが重要である
。移動式システムは、バッグの中に入れられることや衣類の下に装着されることを含め、
様々な場所に位置する、または様々な場所でユーザによって装着され得るので、装置が治
療用の量のＮＯを生成するのに充分な空気を調達できないことがあり得る。カニューレが
、追加的な空気が装置に入れるようにする機能を含むことが可能である。いくつかの実施
形態では、カニューレは、空気を調達するための１つまたは複数の追加のルーメンを含む
ことができる。空気ルーメンは、空気がカニューレの長さに沿った任意の場所からルーメ
ンに入ることができるように、１つまたは複数の開口（穿孔など）を有することができる
。穿孔は、装置がカニューレの長さに沿ったいずれかの箇所から空気を引き込めることを
保証する助けとなる。追加的なルーメン１２６２を備えたカニューレ１２６０の一実施形
態を図１０１に示す。
いくつかの実施形態では、図１０２に示す例示的カニューレ１２７０に示すように、鼻
カニューレが、各プロングを通る１つまたは複数の小さいＮＯチューブを含むことができ
、それにより、ＮＯ流の流量および圧力がより大きくなるため、Ｏ２がＮＯ流を抑制しな
くなる。いくつかの実施形態では、鼻カニューレが、ベンチュリまたはジェット構成を使
用して、Ｏ２流の中にＮＯを引き込むことができる。
ガスが患者に到達する前にＯ２とＮＯが混合されることが可能ないくつかの異なる点が
、カニューレに沿ってある。いくつかの実施形態では、ＮＯ２形成を低減するために、Ｎ
ＯおよびＯ２を患者の鼻に入るまでできる限り長く分離しておくことが可能である。高い
ＮＯ濃度に起因するＮＯ２形成が、最も優勢な結果である。いくつかの実施形態では、患
者までの運搬時間が短縮されるように、できるだけ早くＮＯをＯ２流と混合することが可
能である。よって、当該移動式装置内で高濃度のＮＯをＯ２流に導入する移動式装置は、
図１０３に示すＮＯ生成装置１２８０の実施形態に示すように、患者において低減したＮ
Ｏ２レベルをもたらすことができる。
移動式ＮＯ生成システム内で捕集材を利用する様々な方式があり得る。いくつかの実施
形態では、壁が薄く（厚いねじれ防止バージョンと対照的に）、その長さに沿って部分的
または全体に捕集材が充填されたカニューレチューブを使用することができる。いくつか
の実施形態では、ＮＯ捕集器に加えて事前捕集器を備えた鼻カニューレを使用することが
できる。図１０４に示すように、制御装置がカートリッジを全く有さずに、システムが、
カニューレおよび捕集カートリッジの代わりに１つの使い捨て構成要素（カニューレ１２
９０）を有する。いくつかの実施形態では、鼻カニューレ１２９０は、吸気点の近くに（
すなわち、鼻の近くに）捕集器を含むことができる。
図１０５は、移動式ＮＯ生成装置１３００の一実施形態の複数の図である。いくつかの
実施形態では、装置の最上部が、これらに限定されないがボタンを含むユーザインターフ
ェースのために確保され、情報を表示することができる。カニューレおよび酸素の接続は
、筐体側部にある出っ張りの上縁部で行うことができる。捕集カートリッジ１３１２は、
装置１３１０の側部（図１０６Ａに示すように）および底部（図１０６Ｂに示すように）
を含む、いくつかの場所に位置し得る。いくつかの実施形態では、カニューレとＯ２の接
続は、装置の最上部にある。ユーザインターフェース１３１４は、図１０７Ａに示すよう
に側部にある。捕集器１３１６は、図１０７Ｂに示すように装置の側部、または底部にあ
り得る。
呼吸検出には様々な方法が使用され得る。いくつかの実施形態では、ワイヤが鼻カニュ
ーレの一方のチューブで上に延び、他方のチューブで下に延びる。鼻孔の間に、アルミニ
ウムがスパッタリングされたマイラー片がある（サーミスタのように）。呼吸は、サーミ
スタの抵抗の変化を見ることによって検出され、変化は、呼息の暖かさと吸息の冷たさを
示す。２本のワイヤが１本のチューブの中を延びることも可能である。いくつかの実施形
態では、温度検知のエリアでより薄くなるようにワイヤを伸張することによって、検知も
行うことができる。いくつかの実施形態では、鼻カニューレのバーブは、サーミスタ回路
の一部となるように金属製かつ導電性とすることができる。これが最もうまく働くのは、
制御装置への２つのルーメンおよび２つのバーブ接続の中にワイヤがあるときである。い
くつかの実施形態では、鼻の下方の熱電対を提供することができる。いくつかの実施形態
では、ＮＯ送達装置が、制御装置に到達するときに分岐するカニューレＮＯルーメンを含
むことができる。一方のルーメンは捕集器に接続し、他方のルーメンが、呼吸を検出する
ための圧力センサを備えた止まり孔に接続する。いくつかの実施形態では、ＮＯライン圧
力が制御装置内のカニューレ接続点の近くで検知され、そのため、圧力を介して患者呼吸
を検知できるＮＯ送達装置が提供される。
Ｏ２濃縮器の活動に関係する呼吸検出には様々な機構が使用され得る。１つの実施形態
では、図１０８に示すように、ＮＯ送達装置１３２０が、Ｏ２源１３２２からＯ２を受け
取って、Ｏ２を（カニューレを介して）患者１３２４に送るＴ継手を備え、制御装置内の
止まり孔の底部に圧力センサ１３２６を有する。
いくつかの実施形態では、図１０９に示すように、ＮＯ送達装置１３３０が、Ｏ２入力
接続１３３２および別個のＯ２出力接続１３３４を備える。２つの接続の間で、システム
は、圧力および／または流量を検知して酸素濃縮器の活動を検出する。ＮＯとＯ２は、そ
れぞれ別個の出力接続を有する。ＮＯとＯ２が組み合わせられた単一の出口点があり得る
。いくつかの実施形態では、図１１０に示すように、ＮＯ送達装置と通信するためのＲＦ
ＩＤリーダ１３４２などの機構を含むＯ２濃縮器と共に機能するＮＯ送達装置１３４０が
提供される。
ＮＯは、患者の吸気に関して様々な技術を使用して患者に送達され得る。いくつかの実
施形態では、分子シーブを使用して、スパーキング後のガス中のＯ２含有量を低下させる
ことができる。Ｏ２の除去は、ＮＯ２への変換率を低下させることができる。
いくつかの実施形態では、パルス状のＮＯ送達がＯ２送達と同期して送達される同期モ
ード、パルス状のＮＯ送達が患者呼吸と同期して送達される独立モード、およびＮＯ流量
および濃度が一定である一定モードを含む、１つまたは複数のモードで動作することがで
きるＮＯ装置。１つの実施形態では、ＮＯ送達パルスは、吸気検出から５０ｍｓｅｃ後に
開始し、２００ｍｓｅｃ持続する。別の実施形態では、ＮＯ送達パルスは、吸気の継続時
間にわたって持続する。
患者の呼吸数は労作と共に変動し得る。より速い呼吸数は、ＮＯ生成システムがあらゆ
る呼吸ごとにＮＯを送達した場合には過度のＮＯ送達につながり得る。また、呼吸深さも
変動する可能性があり、一般には呼吸数とは独立していることにも留意すべきである。Ｎ
Ｏ治療が有効であるためには、患者の肺におけるＮＯの濃度が、継続的にではなくとも、
周期的に治療レベルでなければならない。１つの実施形態では、ＮＯ生成システムは、呼
吸数、１回呼吸量、およびＮＯ半減期を使用して、どの吸気に投与するかを決定する。別
の実施形態では、ＮＯは呼吸ごとに送達されるが、呼吸数、１回呼吸量、連行率、および
ＮＯ半減期に基づいてパルスパラメータを変動させて、肺の中で目標ＮＯ濃度を実現する
。１つの実施形態では、ＮＯ生成システムは、単位時間当たりに投与する呼吸の最大数を
有する。移動平均に基づいて、単位時間当たりの投与呼吸数が閾値を超えた場合、装置は
、移動平均が閾値を下回るまでＮＯ送達を停止する。
呼吸事象は急速に発生し、ＮＯパルスを送達するために高速のシステム応答を必要とす
る。場合によっては、パルスは、呼吸検出から５０ｍｓｅｃ後に送達され、これは、ポン
プが速度を増大させ（すなわち回転数を上げ）、ＮＯ含有ガスの塊を鼻に押し入れること
ができるよりも速い。１つの実施形態では、移動式装置が、患者呼気の間にリザーバ内に
ＮＯ含有空気の塊を用意しておく。吸気が検出されると、圧縮源からの空気が放出されて
、カニューレを通じてＮＯ塊を患者に押し入れる。１つの実施形態では、段階分けリザー
バは、カニューレ内のルーメンである。１つの実施形態では、カニューレ内のルーメンは
、専用のＮＯ送達ルーメンである。ＮＯ含有ガスは、リザーバでの段階分けの前、もしく
はリザーバの後、もしくはカニューレ内の患者に近い場所で浄化器を通るか、またはＮＯ
２レベルが充分に低ければ全く通らない。
移動式装置は、Ｏ２生成器トロリーもしくはバッテリ充電器上（例えば、安定性とディ
スプレイの読みやすさのために４５度の角度で配置される）を含む様々な場所に置かれる
、またはベルト上、バッグの中、コートの下に着用されるなど、患者に着用されることが
あるため、装置が過熱することがあり得る。いくつかの実施形態では、ＮＯを生成するた
めに使用される空気を熱交換器の上方に通して、電子部品を冷却することができる。１つ
の実施形態では、ＮＯ生成器は、Ｏ２濃縮器のための空気入口に位置する。
一部のユーザは、在宅時には据置き型のＯ２濃縮器を接続して、５０フィート（１５ｍ
）ラインなどのラインを使用してＯ２を受け取るのを好むことがある。５０’ライン内の
ＮＯの運搬時間は、安全でないレベルのＮＯ２が形成できるだけの長さになり得る。いく
つかの実施形態では、５０’ラインなどのラインに、患者の近くでＮＯ２を除去するため
に患者端にＮＯ２捕集器を有する独自仕様のコネクタを設けることができる。例えば、接
続は、カスタムのねじ山、ＲＦＩＤ、バーコード、または他の機能を要し得る。
様々な安全性機能が移動式ＮＯ生成装置と共に含まれ得る。ユーザがＮＯ２捕集器の構
成要素を適切な時に交換するのを忘れることがあり得る。いくつかの実施形態では、ユー
ザが朝に充電器から装置を取り外すときに、装置が、捕集器を交換するようにユーザを促
すことができる。いくつかの実施形態では、移動式装置が、患者の活動を検出するための
内蔵加速度計を含むことができる。いくつかの実施形態では、移動式装置が、患者の運動
を検出して警告を提供する機能を含むことができる。警告は、加速度計データおよび／ま
たは呼吸数を含む様々な測定値ならびにデータに基づき得る。
ＮＯ送達配管は、動作中にねじれて、場合によっては患者へのＮＯ送達を遅くする、ま
たは停止させる可能性がある。いくつかの実施形態では、システムは、ねじれたラインを
検出するために様々なインジケータを使用することができ、それらには、これらに限定さ
れないが、ＮＯライン圧力、Ｏ２ライン圧力、ＮＯポンプ電流、ＮＯライン流量、Ｏ２ラ
イン流量、呼吸器信号の忠実度、スパーク活動（高圧によって抑制される）が含まれる。
口から呼吸する患者が、鼻カニューレを装着しているときに、鼻から呼吸するときと同
じ投与量を受け取らないということがあり得る。いくつかの実施形態では、システムは、
不十分な鼻呼吸および／または口呼吸を検出し、それに対処するためにＮＯ送達を増大さ
せることによって応答する、および／またはユーザに警告することができる。システムが
患者にＮＯを送達することが可能である（ポンプ電流が正常で、ＮＯ流が正常）が、シス
テムが鼻で呼吸を検出できない場合には、患者は恐らく口から呼吸している。
図１１１および図１１２は、移動式ＮＯ生成システムの実施形態を例示している。図１
１１１は、フィルタ／捕集器を含んでいる、ＮＯを含有する生成ガスを患者に送達するた
めのカニューレなどの送達装置を含む、携帯型移動式ＮＯ生成システムの一実施形態を例
示している。制御装置が、各種センサを使用してプラズマチャンバによるＮＯの生産を制
御するように構成される。制御装置は、ユーザによる通信のためのＬＥＤおよびボタンを
伴うＣＰＵ、高電圧回路、電源、誘導充電器、およびポンプ制御装置を含む。図１１２は
、カニューレ３２などの送達装置と、内部に捕集器を含む使い捨ての交換可能カートリッ
ジ３４とを含む携帯型移動式ＮＯ生成システムの一実施形態を例示している。
図１１３は、冗長性を備えるＮＯ生成システムの一実施形態を例示している。図の左上
で、吸気流からのサンプルガスがサンプルライン１３５０に入り、フィルタ１３５２およ
びナフィオン配管１３５４を通って進み、加湿されたサンプルから湿度を除去し、乾燥し
ているサンプルに湿度を加える。ガスは次いで、ガスセンサ回路からの内容物が患者気道
に入るのを防止する一方向弁１３５６を通って流れる。ガスは、湿度を除去する水トラッ
プ１３５８を通って流れ、続いて疎水性フィルタ１３６０に流れ、サンプルガスポンプに
入る。ポンプの後ろには臨界オリフィスがあり、この臨界オリフィスは、センサマニホー
ルド１３６１を通るガスの流れを支配し、ポンプからの流れの脈動性を軽減する。ガスは
、校正中に使用されるような乾燥したガスがセンサパックを通じて送られた場合にセンサ
を保護する第２のナフィオンチューブ１３６２を通る。圧力センサは、サンプルパックを
通る流量および圧力を監視する。ガスは次いでガス分析センサの傍を流れ、圧力センサお
よび一方向逆止弁を通過して進む。サンプルガスはＴ継手を通って出る。Ｔ継手は、一方
のレグが大気圧力に開口し、他方のレグに病院真空に接続するためのバーブまたは小口径
コネクタを設けている。大気に開口したレグは、真空圧力がセンサパックを通る流量を増
大させること、および／または必要よりも多くのガスを患者吸気流から引き込むことを防
止する。
図の上部中央では、２つの独立した流路１３６６、１３６８が反応ガスを２つのポンプ
に提供する。ポンプは、２つの独立したリザーバ１３７０、１３７２を目標圧力に加圧す
る。１つの実施形態では、目標圧力は２ａｔｍである。各回路において、リザーバを過ぎ
ると、リザーバ圧力に関する閉ループフィードバックのための圧力センサ１３７２、１３
７４がある。このセンサは、リザーバと流体連通している限り、リザーバの前またはリザ
ーバの中にあることも可能である。比例弁１３７６、１３７８が、各リザーバからの出口
流を調節する。比例弁への閉ループフィードバックには流量センサが使用される。ガスは
プラズマチャンバ１３８０、１３８２を通る。図のプラズマチャンバは、ＮＯアルゴリズ
ムの適合および装置筐体ファンへの閉ループフィードバックに使用することができる、チ
ャンバ壁上の温度センサ１３８４、１３８６を含む。プラズマチャンバと流体連通してい
る圧力センサが、ＮＯ生産を計算するために制御アルゴリズムへの入力として使用される
。
プラズマチャンバおよび圧力センサを過ぎると、流路は分岐する。弁を備えた分流経路
が、生成ガスを分析のためにガスセンサパックに向かわせる手段を提供する。分岐後の比
例弁は、標高の影響および低い周囲圧力を補償するためにプラズマチャンバ内に背圧を提
供するのに使用することができる。これらの弁は、高い標高ほど小さいオリフィスを使用
して、プラズマチャンバ内の背圧を増大させ、ＮＯ生産を増大させる。比例弁の後、生成
ガスは、２つの経路の各々に対してフィルタ、捕集器およびフィルタ（ＦＳＦ）を含んで
いる捕集カートリッジを通って流れる。第１の経路は人工呼吸器の用途に専用であり、一
方、第２の経路は、第２の経路内での流れ誘導器の位置に応じて人工呼吸器または手動バ
ッグ回路のためのガスを浄化することができる。第１の（図中左の）流路内でＦＳＦの後
に位置する比例弁は、ＦＳＦ後にガスを採取する手段を提供すると共に、両側間で流量制
限を均等にする。
生成ガスは、人工呼吸器用途ではチャネルＢを通って、または手動バギングではチャネ
ルＣを通って、人工呼吸器カートリッジ１３９０に流れる。人工呼吸器からの吸気ガスは
、２つの流量センサを通って流れるのに先立って、標準的な２２ｍｍ接続を通って人工呼
吸器カートリッジに入る。各流量センサは、完全な冗長性のために装置内でそれぞれ別個
のＮＯ生成器に報告する。圧力および／または湿度も流量センサで測定される。ＮＯは、
流れ測定の後、かつガスが第２の２２ｍｍ継手を通って呼吸器カートリッジを出る前に、
患者気流に注入される。呼吸器チューブ継手は、新生児用回路のための１０ｍｍから小児
用用途のための１５ｍｍまで、用途によって異なり得る。流量センサは、人工呼吸器回路
チューブが逆に接続された場合にシステムが警報を報告することができるように、逆流を
検出することができる。
バッグ流は、酸素シリンダ、混合器、壁面からの空気、壁面からのＯ２、酸素濃縮器、
または別の供給源であり得る外部源から来る。流れは、小さい穴またはバーブ継手などの
空気圧接続で人工呼吸器カートリッジに接続する。流量は流量センサによって測定される
。図の実施形態では、流れは、ＮＯ含有生成ガスの注入に先立って差圧センサによって測
定される。流れは次いで、同様の小さい穴またはバーブコネクタを通って呼吸器カートリ
ッジを出て、手動呼吸気道へと進む。
市場に出ている現在のＮＯ療法収益化方法は、ガスシリンダに付いているメモリデバイ
スを読み取ること、または使用データを制御装置から携帯型メモリデバイスにダウンロー
ドすること、または使用データを情報画面から書き留めることを伴う。課金の目的で無線
通信装置がＮＯ生成装置に組み込まれ得る。これと同じ能力を遠隔サポート、監視、およ
び診断にも使用することができる。この概念の利益は、次のようにいくつかある。課金情
報を取得するのに伴う労力を軽減し（課金情報が自動的にクラウドにアップロードされる
）、課金情報を処理するのに伴う労力を軽減し（課金情報が自動的に１つまたは複数のサ
ーバで計算される）、サービス呼び出しに対する装置の使用の追跡を向上させ、現場内で
装置を発見する。
電磁気干渉（ＥＭＩ）
反応ガスおよび生成ガスは、それぞれプラズマチャンバ内に搬送され、プラズマチャン
バから搬送される。プラズマチャンバは、電磁気放出の発生源である。反応ガスを搬送す
るプラスチック配管は、それがプラズマチャンバに接続する箇所で電磁気放出の入口を生
じる。
いくつかの実施形態では、プラスチック配管は、プラズマチャンバから少なくとも最初
の９０度の屈曲部まで、その長さに沿って導電性メッシュで覆われる。いくつかの実施形
態では、ＥＭＩを吸収するために金属製配管を使用してプラズマチャンバに反応ガスを伝
達し、プラズマチャンバから生成ガスを伝達する。いくつかの実施形態では、マニホール
ドは、金属から作製され、金属製の被覆を有する。マニホールドは、マニホールドの外側
からプラズマチャンバまで、ＥＭＩが逃げるための導管となり得る真っ直ぐな経路がない
ように設計される。いくつかの実施形態では、プラズマチャンバの上流および／または下
流のガス経路内の１つまたは複数の接地された防炎器を使用して、放電によって生成され
るＥＭＩを吸収することができる。
モジュール
様々な用途で使用するための酸化窒素生成および／または送達のシステムおよび方法は
、様々な換気および呼吸装置など、様々なタイプの医療機器および機械と併用するモジュ
ールの形態とすることもできる。
いくつかの実施形態では、酸化窒素生成および／またはガス検知モジュールが、リソー
スを共有することにより、および／またはその中に完全に埋め込まれることにより、呼吸
装置と一体化することができる。様々なＮＯ生成モジュールまたはＮＯ生成装置は、ＮＯ
の生成を各種方式で制御し得る。いくつかの実施形態では、ＮＯ生成装置またはモジュー
ルが、例えば、人工呼吸器流に合わせて、プラズマを通る空気流を変動させることによっ
てＮＯ生成を制御することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＯモジュールが、患者モニタのモジュールベイに取外し可
能に挿入されるように構成され得る。いくつかの実施形態では、ＮＯモジュールが、患者
モニタに物理的に組み込まれ得る。いくつかの実施形態では、ＮＯモジュールが、インラ
インセンサおよびＮＯフィーダアセンブリへのスパイロメトリーインターフェースを含む
ことができる。スパイロメトリーセンサは、サーミスタに基づく、超音波に基づく、熱線
流速計に基づく、音響、マイクロフォンに基づく、差分圧力に基づく、単圧に基づく、ま
たは他の手段によることができる。ＮＯモジュールは、別個の流入空気フィルタおよびＮ
Ｏ捕集器構成要素を含むことができ、または組み合わせられた空気フィルタおよびＮＯ捕
集器を含むことができる。
患者モニタが、ＮＯ生成モジュールを受け入れるドックを含むことができる。患者モニ
タは、ＮＯ生成能力（埋め込まれるかまたは取外し可能）ならびに交換可能空気フィルタ
およびＮＯ２捕集器を有することができる。いくつかの実施形態では、ＮＯ生成能力を備
える患者モニタを人工呼吸器に結合することができ、この患者モニタが、有線接続または
無線接続のいずれかを使用して人工呼吸器から患者のスパイロメトリーデータを受け取る
ことができる。いくつかの実施形態では、ＮＯ生成能力を備えた患者人工呼吸器を患者モ
ニタに結合して、有線接続または無線接続を使用して患者モニタから患者ＳｐＯ２データ
を受け取ることができる。
酸化窒素を使用して患者を治療するためには、各種の機器を伴う多数の医療手順が使用
され得る。患者に空気を送達するには、人工呼吸器、麻酔機、およびＣ−ＰＡＰ機を含む
様々なタイプの機器が使用され得る。また、患者血液に酸素供給するためには、酸化窒素
を空気／ガス混合物に追加するＥＣＭＯシステムを含む、様々なタイプの機器がある。い
くつかの実施形態では、酸化窒素生成モジュールを様々なタイプの機器の中に一体化して
、そのような機器の複数の供給者からの機械／機器が、酸化窒素の供給源へのアクセスを
得られるようにする。ＮＯ生成モジュールは、主要機器内で様々なリソースを活用するこ
とができ、それらには、これらに限定されないが、電力、ガス供給または酸素および／ま
たは圧縮空気、治療パラメータ（例えば、流量、体積、および／または圧力）、ユーザイ
ンターフェース、および／または警報ハードウェアが含まれる。
医療機械／機器に結合された、またはその中に埋め込まれたＮＯ生成モジュールは、ユ
ーザによって確立される空気圧接続を減らすことができる。空気圧接続は、確立するのに
時間がかかり、漏れる可能性があり、ＮＯ生成器を既存の機械／制御装置に埋め込むこと
は、ユーザが空気送達機器を外部ＮＯ生成器に接続することを不要にし、よって機械への
接続の数を減らす。モジュールと、人工呼吸器などの機器との間の共有ハードウェアは、
いくらかの冗長性を解消することができ、電力消費を低減させ、所与の治療の電力効率を
向上させるのを助けることができる。
治療パラメータの向上した精度は、ＮＯ生成モジュールを使用するときに実現すること
ができる。場合によっては、外部ＮＯ生成器が、流量センサおよび／または圧力センサな
どのセンサで人工呼吸器活動を検知する。ＮＯ生成モジュールなどの埋め込まれたＮＯ生
成器が、流量、流れ圧力、人工呼吸器モード（圧力制御、体積制御、高い周波数）、およ
び呼吸タイミングを含む人工呼吸器流情報を直接受け取ることができる。これは、センサ
およびアルゴリズムの不正確さをなくすことによって治療の精度を向上させることができ
、またセンサ読取値を検知し、処理し、それに対して反応するために必要とされる遅れ時
間を短縮する。
患者に送達されている酸素濃度に関するユーザの混乱も低減され得る。外部ＮＯ生成装
置は、人工呼吸器を出るガス中の酸素濃度を希釈することがあり、よって、ＮＯ生成装置
は、人工呼吸器とは異なる読取値を有し得る専有のＯ２センサを有さなければならない。
これはユーザの疑念を生じさせる可能性がある。ＮＯ生成器モジュールを使用する一体化
手法では、人工呼吸器は人工呼吸器出口でＯ２を測定することができ、それにより、ＮＯ
生成モジュールおよびその潜在的なＯ２希釈の影響を含む単一の場所でＯ２を測定する。
ＮＯ生成モジュールは、関連付けられた機械または医療装置上のディスプレイを利用す
ることもできる。例えば、人工呼吸器に結合された場合、これらに限定されないが目標Ｎ
Ｏ濃度および実際ＮＯ濃度を含むＮＯ生成に関連する情報が、複数の換気パラメータと共
に人工呼吸器ディスプレイに表示され得る。これにより、冗長なおよび／または矛盾する
情報を伴う２つの画面を有するのではなく、単一のディスプレイでユーザに情報を表示す
ることが可能になる。警報情報は単一の優先順位リストとしてまとめることもでき、複数
の供給源（すなわち、呼吸機およびＮＯ生成装置／モジュール）からの複数の警報がユー
ザに警告して、警報の優先順位および重要度に関して混乱を生じさせないようにする。
ＮＯ生成モジュールは人工呼吸器と併用され得る。いくつかの実施形態では、ＮＯ生成
モジュールを人工呼吸器筐体のドッキング箇所に取外し可能に挿入することができ、必要
時にユーザにより交換可能とすることができる。いくつかの実施形態では、ＮＯ生成モジ
ュールを完全にまたは部分的に人工呼吸器筐体内に包み込むことができ、捕集材、電極、
および／または他の消耗品などのモジュールの特定部分の交換を可能にするためにユーザ
がモジュールにアクセスする能力がある限り、恒久的な機能とすることができる。両方の
場合とも、ＮＯ生成モジュールは、電力および目標ＮＯ設定などの入力パラメータを人工
呼吸器から調達することができる。いくつかの実施形態では、ＮＯ生成のためのフィルタ
リング後の空気を、人工呼吸器または治療現場の圧縮ガス供給から調達することができる
。いくつかの実施形態では、ＮＯ生成モジュールは、内部ポンプを使用して室内から周囲
空気を調達することができる。ＮＯ生成モジュールは、ＮＯ生産の状態、存在する場合に
は警報条件、ならびに／またはＮＯおよびＮＯ２濃度（モジュールがガスセンサを含む場
合）を人工呼吸器に送ることができる。両方の場合とも、ＮＯ２の除去のための捕集材は
、ＮＯ生成プロセスによって消費され得る。捕集材は、取外し可能かつ交換可能であるカ
ートリッジの形態でモジュールまたは人工呼吸器に挿入され得る。いくつかの実施形態で
は、人工呼吸器は、換気ガスの流路内に捕集器チャンバを有することができる。チャンバ
内のばらばらになった捕集材は、吸収されたＮＯ２の量、治療時間、一人のみの患者への
使用、または他の根拠に基づいて周期的に交換することができる。本明細書に記載される
ＮＯ生成モジュールはいずれも、ガスからのＮＯ２の除去に使用され得る捕集材を含み得
ることが理解されよう。人工呼吸器とＮＯモジュールの間の相乗作用は、人工呼吸器回路
用のＮＯを生成するために必要とされる構成要素の数を減らすことができる。これにより
、組み合わせられた装置の重量および体積を節減することができ、これは病院内または病
院間の移送に重要であり得る。いくつかの実施形態では、いくつかの人工呼吸器が加湿機
能を有することができる。ＮＯは加湿の前または後に人工呼吸器流に追加され得る。
図１１４は、人工呼吸器１４０２と併用するためのＮＯ生成モジュール１４００の例示
的実施形態を例示している。ＮＯ生成モジュールは、ガス測定のための様々な入力および
出力を含み、これらは様々なガスレベルがどのように測定されるかに応じて異なり得る。
図１１４に示すように、ＮＯ生成モジュールは、ＮＯ／空気の出力１４０４と、人工呼吸
器からの入力１４０６とを含み、入力は、電力、人工呼吸器流信号および／または設定、
目標ＮＯ濃度などの１つまたは複数の治療パラメータ、および人工呼吸器圧力信号および
／または吸気トリガなどである。いくつかの実施形態では、ＮＯ生成モジュールは、サン
プルガス測定を行うことができ、サンプルガスのための入力１４０８と、１つまたは複数
のガス測定読取値および／または警報の形態である人工呼吸器への出力１４１０とを含む
ことができる。サンプルガスは、人工呼吸器または人工呼吸器回路のいずれかから取られ
得る。サンプルガスは、患者吸気より前であればシステム内の任意の場所からのものでよ
いことが理解されよう。いくつかの実施形態では、サンプルガスは、患者吸気より前の可
能な限り患者に近い所で人工呼吸器回路から取られる。いくつかの実施形態では、サンプ
ルガスは、患者から離れた場所で取ることができ、システムは、これらに限定されないが
、回路長さ、回路断面積、回路容積、運搬時間、ＮＯ濃度、Ｏ２濃度、および患者からの
距離を補償する他のパラメータを含む因子に基づいて、ＮＯ２レベルを計算することがで
きる。いくつかの実施形態では、ＮＯ２が許容可能レベルに留まることを保証するのを助
けるために、ＮＯ２捕集器が患者の近くに位置し得る。
いくつかの実施形態では、サンプルガス測定は人工呼吸器内で行うことができる。いく
つかの実施形態では、ＮＯ生成モジュールは、サンプルガス測定を行って、呼吸回路ガス
を分析することができる。例えば、ＮＯ生成モジュールがガス分析センサを含むことがで
きるか、または、図１１５に示すモジュール１４２０、１４２２などのＮＯ生成モジュー
ルと共に使用される別個のガス分析モジュールがあり得る。
いくつかの実施形態では、サンプルガスは、患者に到達する前のできるだけ近い所で吸
気リムから引き込まれる。例えば、サンプルガスは、呼息ガスからの干渉を回避するため
に、人工呼吸器回路のＹピースから略６インチ上流で取られ得る。いくつかの実施形態で
は、ガスはＮＯ２センサを最初に通ることができる。この理由は、ＮＯ２レベルは、ＮＯ
が酸化してＮＯ２になるのに伴って時間と共に増大し、センサパック内で生成された余剰
ＮＯ２は、患者によって吸われるＮＯ２濃度を表さないためである。高レベルのＮＯ２は
警報を生成させる可能性がある。よって、サンプルガスは、ガス分析能力を備えたＮＯ生
成モジュールを通ることができ、モジュールは、サンプルガスを必要であればさらに分析
するためにそこから人工呼吸器に渡すことができる。いくつかの実施形態では、ガスは、
モジュールがドックに接続する内部空気圧接続、または外部接続（すなわち、ＮＯ生成モ
ジュールから人工呼吸器のサンプルガス入口まで延びるチューブ）によって通され得る。
様々な測定値がシステムの種々の部分によって取られ得る。いくつかの実施形態では、
１つまたは複数のガスセンサが、人工呼吸器内の別個のモジュール、またはセンサモジュ
ールなどの他の装置であり得る。これについては下記で詳細に説明する。ＮＯセンサおよ
びＮＯ２センサは、ｅｔＣＯ２装置または他の患者モニタ、ガスモニタ、または血液ガス
モニタと組み合わせられ得る。ＮＯ送達の自然発生的な中止を防止するために、ＮＯモジ
ュールは、ＮＯ生成器、捕集器、電極アセンブリ、制御回路、流量センサ等の冗長な構成
要素を有することができる。流れの測定は、様々な構成要素によって行われ得る。いくつ
かの実施形態では、流れは人工呼吸器によって測定され、測定結果は、有線（アナログ、
Ｉ２Ｃ、もしくはＲＳ２３２）または無線接続によって送達され得る。ＮＯ生成モジュー
ルが、人工呼吸器出口で流れを測定し、それと同じ場所で人工呼吸器流にＮＯを導入する
こともできる。いくつかの実施形態では、人工呼吸器およびＮＯ生成モジュールは、これ
らに限定されないが、ＲＳ２３２、Ｉ２Ｃ、アナログ信号、光学、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈな
どの無線、または他の手段を含む、任意の許容可能な手法で通信することができる。
追加的な電力が必要とされる場合、ＮＯ生成モジュールを２倍幅として、人工呼吸器か
らの２つの電力接続（すなわち２つのモジュールベイ）から取り込むことができる。２倍
幅のＮＯ生成モジュールはセンサパックを含むことができ、またはセンサが別個のモジュ
ール内または人工呼吸器内にあり得る。冗長なＮＯ生成は、冗長性を高めるために２つの
独立した電力接続から取り込むことができる。
ＮＯ生成モジュールは、各種供給源からの空気およびＯ２にアクセスし得る。いくつか
の実施形態では、ＮＯ生成モジュールは周囲空気を使用する。いくつかの実施形態では、
ＮＯ生成モジュールは、電極を通して人工呼吸器回路まで空気を移動させるために専有の
空気ポンプを有することができる。いくつかの実施形態では、ＮＯ生成モジュールは、人
工呼吸器からの空気を使用することができる。例えば、ＮＯ生成モジュールは、ＮＯガス
を人工呼吸器に送り返し、それが人工呼吸器内で呼吸器流に追加される。
図１１５は、システム内のガス濃度に関連する情報を測定するセンサモジュールと共に
、呼吸装置によって使用するためのＮＯを生成するＮＯ生成モジュールの例示的実施形態
を例示している。いくつかの実施形態では、ＮＯ生成モジュールおよびセンサモジュール
は、様々な接続および／またはポートを通じて人工呼吸器などの装置に結合され得る。い
くつかの実施形態では、モジュールは、モジュールが取外し可能に人工呼吸器に結合され
るように各モジュールのための適正な接続／ポートを含む人工呼吸器の対応するポート／
ベイに挿入され得る。いくつかの実施形態では、モジュールは、呼吸装置に埋め込むこと
ができ、取外し可能、または呼吸装置内に恒久的に固定されるかのいずれかであり得る。
図１１６は、ＮＯ生成モジュール１４３０の例示的実施形態を例示している。ＮＯ生成
モジュール１４３０は、ＮＯ生成モジュールに入る空気の流れを制御するための可変オリ
フィス１４３４または他の流量制御装置に結合された空気入口１４３２を含むことができ
る。ＮＯ生成モジュールは、図１１６に示すように、流量センサ１４３６、温度センサ１
４３８、および圧力センサ１４４０を含む様々なセンサを含むことができる。空気は、Ｎ
Ｏを生成するために内部に複数の電極を含むプラズマチャンバ１４４２に流入する。プラ
ズマチャンバ１４４２を出たＮＯ／空気は、浄化器または捕集器１４４４を通って出口に
至ることができる。捕集器および浄化器という用語は交換可能に使用されることがある。
ＮＯ生成モジュールは、これらに限定されないが、電力１４４６、警報１４４８、ならび
に治療設定１４５０を含む、様々な他の入力および出力を含み得る。ＮＯ生成モジュール
は、高電圧回路１４５２も含み得る。高電圧回路は各種の構成要素から形成され得るが、
いくつかの実施形態では、高電圧回路は、コマンドを受け取るための制御装置、共振回路
、および高電圧変圧器を含む。ＨＶ回路は、制御装置からコマンドを受け取り、コマンド
をプラズマパラメータとして解釈し、共振回路に供給される電流のパルスを作成し、ＡＣ
電圧を生成する。ＡＣ電圧は、電気効率を最大にするように高電圧変圧器の自然共振に合
わせて同調された周波数を有する。このＡＣ高電圧は、放電を起こさせるためにプラズマ
チャンバ内の電極に適用することができ、パルスが終了するまで継続する。
いくつかの実施形態では、ＮＯ生成モジュールは、呼吸装置または他の医療装置／機器
に送達される酸化窒素を生産するように構成されたカートリッジを含むことができる。カ
ートリッジは、反応ガスを受け取るための入口と、１つまたは複数の電極を使用して反応
ガスから酸化窒素を生産するように構成された１つまたは複数のプラズマチャンバと、そ
の酸化窒素を呼吸装置に送達するための出口とを含むことができる。制御装置が、カート
リッジからフィードバックを受け取るように構成され、それにより制御装置は、プラズマ
チャンバガスの流量と、プラズマチャンバ内のプラズマ活動の継続時間とを調整すること
により、カートリッジによる酸化窒素の生産を調節することができる。ＮＯ生成モジュー
ル内のカートリッジは、１つまたは複数のプラズマチャンバと出口との間に結合された１
つまたは複数の捕集器も含むことができ、この１つまたは複数の捕集器は、生成された酸
化窒素からＮＯ２および／またはオゾンを除去するように構成され得る。カートリッジは
、取外し可能かつ交換可能とすることができ、またはモジュール全体が必要なときに交換
され得る。
ＮＯ生成モジュールにおけるＮＯ生成を制御するには各種の方式がある。いくつかの実
施形態では、空気流量およびスパークレートを制御してＮＯ生成モジュールにおけるＮＯ
の生成を制御する。いくつかの実施形態では、空気流量およびスパークデューティサイク
ルを制御することができる。いくつかの実施形態では、呼吸流量の変動に応答して空気流
量を変動させる。空気流量と呼吸流量との間の関係は、線形、非線形、対数、または他の
再現可能な関係であり得る。いくつかの実施形態では、呼吸周期全体を通じて一定のＮＯ
濃度を維持するためにプラズマパルスレートも変動させることができる。いくつかの実施
形態では、空気ポンプ速度は一定に保持され、プラズマ制御パラメータ（Ｂ＝１秒当たり
のスパーク群、Ｐ＝放電と放電の間の時間、Ｎ＝群当たりの放電数、およびＨ＝パルス時
間）のみを変動させて、患者吸気流に基づく必要ＮＯ濃度を生産する。いくつかの実施形
態では、プラズマチャンバを通じて空気を移動させる空気ポンプによって、空気流を生成
することができる。いくつかの実施形態では、ポンプが、加圧空気でリザーバを満たすこ
とができ、リザーバからプラズマチャンバを通る空気流量を制御するために可変流量制限
が使用され得る。加圧空気源から空気を調達するいくつかの実施形態では、プラズマチャ
ンバを通る空気流は、可変流量制限によって制御することができる。可変流量制限よりも
下流にある流量センサを可変流量制限への閉ループフィードバックに使用して、正確な空
気流が実現されることを保証することができる。いくつかの実施形態では、ＮＯは加圧リ
ザーバ内で生成および蓄積することができ、そこからＮＯが人工呼吸器流の中に送り出さ
れる。いくつかの実施形態では、空気は加圧空気源から調達することができ、その圧力お
よび流量を調節して、プラズマチャンバを通る流量およびプラズマチャンバ内の圧力を制
御する。
ＮＯ生成に影響する他の因子には、これらに限定されないが、流量、周囲温度、プラズ
マチャンバ圧力（すなわち、スパークを起こしてＮＯを生産する電極チャンバ内部の圧力
）、周囲圧力、周囲湿度、および吸気ライン内での測定ＮＯ値が含まれる。いくつかの実
施形態では、空気が人工呼吸器（または他の装置）によって患者へと押されたときに人工
呼吸器（または他の装置）回路内の圧力が増大することがあり得る。この増大した圧力は
、ＮＯ送達装置内で流れを停滞させる可能性がある。いくつかの実施形態では、ベンチュ
リが人工呼吸器回路内に挿入され得る。ベンチュリ内の高い流量は、ベンチュリ絞り部で
の低い圧力につながることができ、それにより、気化器が液体／ガスを正しい比率で吸気
流に引き込むのと同じにように、ＮＯを呼吸器流内に引き込むことができる。よって、増
大した呼吸器流がそれに比例してＮＯ流を増大させることができる。いくつかの実施形態
では、鈍頭物体の閉塞物を人工呼吸器回路に挿入することができ、その閉塞物を挟んだ流
れが低圧の後流を作り出し、それがＮＯを引き込む。いくつかの実施形態では、流量制限
をプラズマの後に含めて、スパークチャンバ内の圧力を高く保ち、ＮＯ出力を増大させる
ことができる。この流量制限は、高度補償に有用であり得る。いくつかの実施形態では、
流量制限を捕集器の最後に含めることができ、ＮＯ含有ガスがより高い圧力となり、流れ
が、呼吸器流が高い圧力であるときを含む、あらゆる時に呼吸器流に流入できるようにす
る。いくつかの実施形態では、ポンプに対するフィードバック制御を使用して、スパーク
チャンバ内で一定の圧力を維持することができる。これは、周囲圧力の分散および捕集器
前の抵抗を加味することができる。スパークチャンバ圧力は、ＮＯ生成制御アルゴリズム
への入力としても使用され得る。いくつかの実施形態では、スパークチャンバ内の圧力を
増大させるために可変オリフィスをプラズマの後に含めることができ、オリフィスが吸気
パルス中にＮＯ流を制御することができる。
標高が高いほど、周囲圧力がより低く、空気密度がより低くなる。より低い空気密度は
、電極の間の電気抵抗を低下させ、電極間隙を介したプラズマ絶縁破壊がより低い電圧で
発生できるようになる。存在する空気がより少なく、電圧がより小さいため、より高い標
高でのＮＯ生産は低下し、１８，０００フィートの標高では略２０％少なくなる。いくつ
かの実施形態では、可変流量制限をプラズマの下流に置いてプラズマチャンバ内に背圧を
作り出し、プラズマチャンバ内の絶対空気圧力およびＮＯ生産効率を増大させることがで
きる。オリフィスは、プラズマチャンバ圧力を入力とし、海水位における大気圧力を目標
圧力として、閉ループ式に制御され得る。
いくつかの実施形態では、手動換気モード（バッグモード）を含むＮＯ生成モジュール
を提供することができ、手動換気モードは、モジュールが呼吸バッグまたは患者を換気す
るための他の手動換気機構の使用を支援することを可能にする。人工呼吸器は、必ずしも
患者バギングを支援するとは限らない。いくつかの実施形態では、人工呼吸器ユーザイン
ターフェースが、バッグモード動作に切り替えることができるバッグボタンをユーザに提
供することができ、人工呼吸器は、ＮＯ生成モジュールと通信し、ユーザがバッグモード
を選択したことをＮＯ生成モジュールに通知することができる。いくつかの実施形態では
、バッグボタンがＮＯ生成モジュール上に位置し得る。バッグボタンが押されると、シス
テムは自動的に生成ガスを人工呼吸器回路から手動バギング回路へと方向転換することが
できる。いくつかの実施形態では、ＮＯモジュールは、入口からＮＯモジュールを通って
出口に流れるときのバッグガスの流れを測定することができる。いくつかの実施形態では
、人工呼吸器は、バッグ流のための空気をＮＯモジュールに提供することができ、ＮＯと
空気の組合せは、ＮＯモジュールの出口を通って進み、バッグに入ることができる。いく
つかの実施形態では、ＮＯ生成モジュールは、少なくとも２つの出口を有することができ
、１つが人工呼吸器回路用で、１つがバッグ出力用である。いくつかの実施形態では、バ
ッグのための空気／ガスの供給源は、シリンダまたは壁取込口から来ることができ、モジ
ュール筐体の入口を通って流れることができる。モジュール内で、供給源空気の流れを測
定することができ、比例する量のＮＯを、バッグ流出口を通って出る前に流れに追加する
ことができる。いくつかの実施形態では、バッグのための供給源空気／ガスは、人工呼吸
器からモジュールに送達され得る。
図１１７は、人工呼吸器１４６２に取外し可能に結合され、その中に挿入されているＮ
Ｏ生成モジュール１４６０を含む例示的ＮＯ送達システムを例示している。ＮＯ生成モジ
ュールは、バッグをそこに取り付けることを可能にするニップル１４６４を含み、空気／
Ｏ２は人工呼吸器から調達される。ＮＯ生成モジュールは、ＮＯを生成するように構成さ
れ、ＮＯが付加された空気をバッグニップルまたは人工呼吸器出力１４６６のいずれかに
送り込む。
人工呼吸器は、様々な追加的機能を有し得る。ＮＯウィーニングは、人工呼吸器ウィー
ニングまたはＳｐＯ２に基づくことができ、ＳｐＯ２は人工呼吸器によって測定され得る
。ＮＯ生成モジュールを一体化することにより、人工呼吸器は、Ｏ２濃度がＮＯの追加に
よってどれほど希釈されるかを知り、それに応じて情報を表示することができる。これに
より、吸気リムからサンプル採取する重複したセンサを不要にすることができる。人工呼
吸器は、ＮＯ導入後の吸気ガスのＯ２レベルを測定すること、またはアルゴリズムもしく
は参照テーブルを使用して、追加されたＮＯ体積および初期Ｏ２レベルに基づいてＯ２レ
ベルを決定することを含む各種の技術を使用して、最終的な濃度を決定することができる
。これにより、上流および下流での測定値ではなく、単一のＯ２測定値を提供することに
より、ユーザの混乱をいくらか解消することができる。
これらに限定されないがｅｔＣＯ２、Ｏ２、ＮＯ、およびＮＯ２を含む様々なガスレベ
ルを測定することができる複数のガスモニタまたはモジュールも、本システムと共に使用
され得る。いくつかの実施形態では、人工呼吸器回路から除去される体積がより少なくな
るように、単一のガスサンプルラインを使用することができる。ガスサンプルラインは、
同じサンプリングガス流回路（ポンプ、フィルタ、水トラップ）、ならびに共通のプロセ
ッサ、電源、および／またはユーザインターフェースを利用することができる。ガスモニ
タは、スタンドアロンのモニタ装置（下記で詳細に説明するセンサモジュールなど）とす
ることも、または人工呼吸器の一部とすることもできる。いくつかの実施形態では、これ
は、人工呼吸器内に内蔵されているか、または人工呼吸器の外部のスロット内に設置し、
取り外すことができるモジュールであり得る。取外し可能モジュールとして、それは、電
力、警報、ユーザ入力、治療設定、および他の機能を、人工呼吸器などの主要機器と共有
することができる。
図１１８は、人工呼吸器１４７２の内部に埋め込まれたＮＯ生成モジュール１４７０の
例示的実施形態を例示している。モジュールは、人工呼吸器から取外し可能とすることも
、人工呼吸器内に恒久的に埋め込まれることもできる。ＮＯ生成モジュールは、ＮＯを生
成し、ＮＯが付加された空気を人工呼吸器出力に送達するように構成される。いくつかの
実施形態では、Ｏ２レベルを人工呼吸器の出力で測定して、ガスが、Ｏ２ガスなどの必要
とされる適正なガスレベルを含んでいるかどうかを判定することができる。
図１１９は、取外し可能に人工呼吸器１４８２に結合されたＮＯ生成モジュール１４８
０の例示的実施形態を例示している。外部ＮＯ生成モジュールは、人工呼吸器に入る空気
にＮＯを追加する。人工呼吸器は、ＮＯ生成モジュールに目標ＮＯ濃度を提供する。ＮＯ
生成モジュールは、周囲空気／大気空気などの空気源１４８４を使用して生成ガス中にＮ
Ｏを生成し、ＮＯが付加された生成ガスを人工呼吸器に送り込む。
図１２０は、取外し可能に人工呼吸器１４９２に結合された外部ＮＯ生成モジュール１
４９０の例示的実施形態を例示している。ＮＯ生成モジュールは、ＮＯ送達のための人工
呼吸器への空気圧接続で、医院の壁に取外し可能に取り付けられ得る。人工呼吸器は、Ｎ
Ｏ生成モジュールに目標ＮＯ濃度を提供する。ＮＯ生成モジュールは、ＮＯを生成し、Ｎ
Ｏを人工呼吸器に送達するように構成され、人工呼吸器も、図１２０に示すように、専有
の空気源１４９４およびＯ２源１４９６を有する。
図１２１は、人工呼吸器１５０２内に、例えばモジュールドックまたはベイ内に、取外
し可能に挿入されたＮＯ生成モジュール１５００の例示的実施形態を例示している。ＮＯ
生成モジュールは、周囲空気を反応ガスとして使用してＮＯを生成し、そのＮＯを、内部
空気圧継手およびチューブまたは人工呼吸器の内部にある他の機構を使用して、人工呼吸
器に送達する。
図１２２は、人工呼吸器１５１２内に、例えばモジュールドックまたはベイ内に、取外
し可能に挿入されたＮＯ生成器１５１０の例示的実施形態を例示している。ＮＯ生成モジ
ュールは、周囲圧縮空気を使用してＮＯを生成し、そのＮＯを、チューブ１５１６または
ＮＯ生成モジュールおよび人工呼吸器の外部にある他の機構を使用して、人工呼吸器１５
１２の出力１５１４に送達する。よって、ＮＯ生成モジュールと人工呼吸器との間の内部
接続ではなく、外部接続を使用してモジュールから人工呼吸器にＮＯを送達することがで
きる。いくつかの実施形態では、ＮＯ生成モジュールおよび人工呼吸器は、それぞれ別個
の空気源を有する。いくつかの実施形態では、ＮＯ生成モジュールはＮＯ２捕集器を含む
。
ＮＯ生成モジュールは麻酔機とも併用され得る。麻酔回路内のＮＯは蓄積する可能性が
あり、ガス分析センサデータを使用してＮＯ生産を制御することができる。ガス分析セン
サ測定値は、吸気リムおよび／または呼気リム内のものとすることができる。ＮＯ生産が
フィードバックまたは換気回路内の１つまたは複数の場所におけるＮＯレベルの監視によ
って変更される場合、いくつかの実施形態では、２つ以上のＮＯセンサを使用して制御シ
ステムに冗長性および／または耐故障性を提供することができる。ＮＯ２を除去するため
に麻酔回路内の既存の捕集材が使用され得る。呼息ＮＯはどれ位のＮＯが患者体内にある
かの指示となり得るため、ＮＯ生産は、呼息ＮＯレベルに基づいて制御され得る。よって
、ＮＯ生産を変更して呼息ＮＯのレベルを制御し得る。
図１２３は、麻酔機１５２２と併せたＮＯ生成モジュール１５２０の例示的実施形態を
例示している。麻酔機１５２２は、ＮＯ生成モジュール（取外し可能に麻酔機に結合され
るか、または麻酔機内に埋め込まれるかのいずれか）と、必要時に捕集器を取り外して交
換することができる限り、ＮＯ生成モジュールと一体であるかまたは別個であり得る捕集
器１５２４とを含む。麻酔機１５２２およびＮＯ生成モジュール１５２０は、ＮＯおよび
麻酔を含む空気を患者に提供する。患者からの呼息ガスは、捕集器リザーバ１５２６に渡
されることができ、その出力が麻酔機に戻ることができる。サンプルガス１５２８は、そ
のガスが患者に到達する前に吸気リムから採取することができる。いくつかの実施形態で
は、サンプルガスは、様々なガスの濃度を測定するために麻酔機によって使用される。い
くつかの実施形態では、そのサンプルガスを、センサモジュールまたはＮＯ生成モジュー
ル内のセンサによって試験することができる。図には、ＮＯレベルを設定するための制御
入力としての、麻酔機へのオプションの血液酸素飽和レベル（ＳｐＯ２）入力、および肺
動脈圧力（ＰａＰ）入力１５２９も示されている。
麻酔機と併せたＮＯ生成モジュールの使用は、電力、空気源、ユーザディスプレイ、警
報ハードウェア、治療制御ソフトウェア、および他の機能を共有することが可能なＮＯ生
成モジュールを備えた人工呼吸器と同様の手法を用いて実現される。麻酔機は典型的には
、麻酔ガスが節約され、室内に放散されないように、閉ループで操作される。麻酔機の捕
集材を使用して、回路内の患者が吐いたＣＯ２を吸収し得る。例えばソーダ石灰などの同
じ材料を回路からＮＯ２を捕集するためにも使用することができるが、ＮＯレベルが高ま
ることになる。いくつかの実施形態では、ＮＯの高まりを防止するために、麻酔は開ルー
プ形式で提供することができ、その場合、排気ガスは外部に、もしくは屋内真空に通気さ
れるか、または炭素フィルタもしくは他の手段で不活性化される。いくつかの実施形態で
は、ＮＯの高まりを防止するために、モジュールおよび／または麻酔機が閉回路内のＮＯ
レベルを測定し、それに応じてＮＯ生産レベルを調整して目標治療レベルを実現すること
ができる。麻酔医は、ＮＯおよびＮＯ２レベルが自身の標準的なガスモニタ機器に存在す
ることから利益を得ることができる。いくつかの実施形態では、これらのモニタは、ＣＯ
２、Ｏ２、ＮＯ２、ハロタン、イソフルラン、セボフルラン、デスフルラン、およびエン
フルランを含むガスを測定する。ガスモニタは、麻酔機内の治療制御ソフトウェア、また
はＮＯ生成モジュールのいずれかと通信して、ＮＯ生産レベルを制御する。
ＮＯ生成モジュールは、Ｃ−ＰＡＰ機とも併用され得る。Ｃ−ＰＡＰ機は、睡眠時無呼
吸を防止するために夜間に使用される。いくつかの実施形態では、ＮＯの追加により、酸
素およびＣ−ＰＡＰ単独よりも血液酸素供給を向上させることができる。ＮＯ生成モジュ
ールは、Ｃ−ＰＡＰ機の筐体内に一体化することができ、または任意選択で取外し可能に
Ｃ−ＰＡＰ機に挿入されるか、もしくは取外し可能にＣ−ＰＡＰ機に結合するモジュール
であり得る。Ｃ−ＰＡＰ機との間にも同様の相乗作用、すなわち、電力、ユーザインター
フェース、空気源、警報ハードウェアが存在する。
図１２４は、ＮＯ生成モジュール１５３２が一体化されたＣ−ＰＡＰ機１５３０の例示
的実施形態を例示している。ＮＯ生成モジュールは、空気供給、制御装置１５３４、電力
、および筐体をＣ−ＰＡＰ機ハードウェアと共有することができる。いくつかの実施形態
では、ＮＯ生成モジュール１３２は、専有の空気ポンプ１５３６を含むことができる。い
くつかの実施形態では、空気ポンプは、Ｃ−ＰＡＰ機とＮＯ生成モジュールとの間で共有
され得る。図１２５は、Ｃ−ＰＡＰ１５４０およびＮＯ生成モジュール１５４２の例示的
実施形態を例示しており、ここでは、すべてのＣ−ＰＡＰ流がＮＯ生成モジュールを通っ
て流れ、それにより、ＮＯ２生産を低減するためのＮＯ濃度の希釈を可能にする。いくつ
かの実施形態では、Ｃ−ＰＡＰ装置は、ＮＯ生成およびＣ−ＰＡＰに共有される空気ポン
プ１５４４を用いて動作する。ＮＯ２捕集器１５４６は、取外し可能捕集カートリッジ、
または捕集材の交換を支援するリザーバの形態とすることができる。Ｃ−ＰＡＰ機は、ユ
ーザが機械を制御するのを可能にするためにユーザインターフェース１５５０と通信し得
る治療制御装置１５４８を含むことができる。いくつかの実施形態では、治療制御装置は
、ＮＯ生成モジュールを使用して空気ポンプおよびＮＯの生産を制御するように構成され
る。
ＮＯ生成モジュールは、血液酸素供給を向上させるために酸素タンクまたは濃縮器と共
に使用されるか、またはそれらと組み合わせられ得る。図１２６は、どのようにＮＯモジ
ュールがＯ２源と直列に、もしくはＯ２源と並列に使用される、またはＯ２源に埋め込ま
れ得るかを示している。図１２６は、患者に向かう別個のＮＯラインおよびＯ２ラインを
示している。ＮＯ濃度、運搬時間、および酸素レベルによっては、Ｏ２およびＮＯを送達
するために単一のルーメンも使用され得る。
患者へのＯ２送達は、一定の流れであっても、またはパルス状であってもよい。Ｏ２流
がＮＯモジュールを通るとき、ＮＯ流が適切に増減されるようにＯ２の流量をＮＯモジュ
ールによって検知することができる。パルス状のＯ２送達の間、ＮＯモジュールは、ＮＯ
送達をＯ２パルスと同期させるために、圧力、流量、またはＯ２流の音の変動を検知する
ことができる。代替として、ＮＯ濃度装置が有線または無線手段を介してＯ２源から流れ
およびタイミングデータを直接受け取ることができる。
ＮＯ生成モジュールをＯ２源と直列に使用することの利益の１つは、ＮＯ生成モジュー
ルが無酸素流条件ならびに音および警報を検出できることである。
別の実施形態では、ＮＯ生成モジュールがＯ２濃縮器と「ピギーバック」構成でリソー
スを共有する。この実施形態では、ＮＯ装置は、モバイル濃縮器または据置き型の中央酸
素送達システムとインターフェースを取って、酸素システムからのバッテリ電力およびＡ
Ｃ電源電力を共有することにより、重複、ならびに監視された充電および放電の挙動を回
避する。この構成では、呼吸同期は、Ｏ２源からＮＯ生成装置への有線または無線信号を
用いて行うことができる。信号は、呼吸検出、流量、圧力信号、トリガ信号、音響信号、
温度信号、または呼吸に関連する他のタイプの信号に関連し得る。
ＮＯからＮＯ２への変換率は、Ｏ２濃度、ＮＯ濃度、および時間の増大と共に増大する
。いくつかの実施形態では、Ｏ２源は患者から最大５０フィートである。ＮＯがＯ２源で
追加される場合、運搬時間が長くなり、それにより患者の吸気に先立つＮＯからＮＯ２へ
の変換量を増大させる可能性がある。この上昇したＮＯ２レベルの可能性に対処するため
に、患者に近い近接捕集器ユニットが使用され得る。近接捕集器は、患者の近くに位置す
る化学捕集器（典型的にはソーダ石灰）から成る。捕集器は、カニューレが分岐する患者
の首の根元にあるペンダントの形態であってよい。１つの実施形態では、捕集材ペレット
および／または被覆は、カニューレ配管のルーメンの中にある。
図１２７は、一体型のＮＯモジュールを備える酸素濃縮器１５６０を描いている。周囲
空気は、ＮＯ生成装置および分子シーブベッドの両方に誘導されるのに先立って酸素濃縮
器によって圧縮される。高濃度のＯ２は、患者への送達に先立って生成タンクに貯蔵され
る。ＮＯ生成装置は、Ｏ２濃縮器から治療設定情報およびＯ２流量情報を受け取る。ＮＯ
は大気（２０％Ｏ２）内で生成されるが、ＮＯ生産効率の向上のために（Ｏ２対Ｎ２の５
０／５０の比が最適である）より高い濃度のＯ２と共に空気をＮＯモジュールに送ること
が可能である。
ＮＯ生成モジュールは、体外膜型酸素供給（ＥＣＭＯ）と併用されることも可能である
。ＮＯ生成モジュールは、完全に埋め込まれた下位構成要素として、または取外し可能に
挿入するかもしくは取外し可能に結合することができるオプションのモジュールとして、
ＥＣＭＯ機に追加され得る。いくつかの実施形態では、ＥＣＭＯと共にＮＯを使用するこ
とで、腎臓を保護することによって長期生存率を向上させることができる。ＮＯモジュー
ルが、電力および／または治療設定をＥＣＭＯ機から受け取ることができる。それと引き
換えに、ＮＯ生成モジュールは、ＮＯおよび警報を提供することができる。この２つのシ
ステムは、これらに限定されないが、警報ハードウェア、ユーザディスプレイ、電源、お
よび筐体を含む様々な機能を共有することができる。
図１２８は、ＮＯ生成モジュール１５７２が埋め込まれたＥＣＭＯシステム１５７０の
例示的実施形態を例示している。いくつかの実施形態では、空気は、ＮＯ生成およびガス
調合のために屋内供給から調達することができる。いくつかの実施形態では、ＮＯ生成の
ための空気は、ＮＯ生成器から捕集器１５７４を通ってガス混合器１５７６に至り、そし
て血液酸素供給器１５７８に至る周囲のＮＯ含有空気から調達することができる。図１２
８に示すように、ＮＯ生成モジュールは、ユーザディスプレイ１５８０、電源１５８２、
治療制御装置１５８４、筐体、警報システム（図示せず）、および空気源を含む様々な構
成要素をＥＣＭＯシステムと共有することができる。図１２８に示すように、ＮＯ生成モ
ジュールは、ＮＯ２を除去するために捕集器に通され得るＮＯを生成することができる。
捕集器は、別個の構成要素とするか、または必要時に捕集器を交換できるようにＮＯ生成
モジュール内に収容され得る。ガス混合器は、周囲空気、Ｏ２、ＣＯ２、ならびにＮＯ生
成モジュールおよび捕集器からの出力を含む各種の入力を有する。ガス混合器からの出力
ガスは、血液酸素供給器に渡されることができ、血液酸素供給器はこのガスを患者に送る
ことができる。ＥＣＭＯシステムは、患者に送られるガスをユーザが制御することを可能
にする治療制御装置も含むことができる。
ＮＯ生成装置を人工呼吸器などの最重要機器に一体化するためには、ＮＯおよびＮＯ２
を含む様々なガスレベルの測定が必要とされ得る。様々な呼吸または酸素濃度に関連する
装置を使用する際には、各種ガスまたは他の物質の濃度を測定するために多数のセンサが
使用され得る。センサモジュールを単独で、またはＮＯ生成モジュールと組合せと使用し
て、ＮＯ生成モジュール、医療機械、および／または患者に関連する様々なレベルの物質
を測定することができる。例えば、電気化学センサなどのガス分析センサが使用されるこ
とがあり、これらは有限の有効寿命を有することがあり、周期的に取り替えられることが
ある。
いくつかの実施形態では、センサモジュールは、１つまたは複数の標準的な入力（例え
ば、サンプルガス、電力、サンプルガスポンプコマンド、モードコマンド）を含むことが
でき、１つまたは複数の出力（例えば、１つまたは複数のガスのガス濃度、水トラップ水
位、サンプルガス流量、および／または警報条件）を戻すことができる。警報条件には、
これらに限定されないが、高ＮＯ２、水トラップ満杯、ねじれたサンプルラインなどのサ
ンプルラインの問題を示すサンプルガス流ゼロが含まれ得る。いくつかの実施形態では、
センサモジュールは、ポンプ、センサ、および／またはマイクロプロセッサに電力供給す
るために、１２ＶＤＣなどの単一の電力入力を受け取ることができる。いくつかの実施形
態では、センサは、デジタル化され、Ｉ２Ｃ通信を介して出力として提供され得る。いく
つかの実施形態では、センサモジュールは、ガスサンプルからの水分を収集するために使
用される水トラップ内の水位を監視することもできる。水トラップは、センサモジュール
の一部として含まれ得る。サンプルガスの乾燥は、合体フィルタ、求心渦、疎水性の膜、
化学乾燥剤、または他の手段を使用して達成され得る。センサの技法によっては、過度に
乾燥したサンプルガスがセンサ性能に影響する可能性がある。いくつかの実施形態では、
サンプルセンサを不適切な湿度のサンプルガスから保護するために、ある長さのナフィオ
ン配管をセンサの前に含めて、周囲空気からの湿度をサンプル中に引き込むことができる
。
センサモジュールからのセンサ出力の１つまたは複数は、デジタル化され、Ｉ２Ｃバス
または同等のもの（ＵＳＢ、ＲＳ２３２等）を通じて送達され得る。センサモジュールへ
の入力および出力を標準化することにより、最重要機器（すなわち、人工呼吸器）の残り
の部分に影響を与えることなく、内部構成要素（例えば、ポンプ、１つまたは複数のガス
センサ、１つまたは複数の水位センサ、および１つまたは複数の弁）をアップグレードす
ることができる。センサモジュールを利用することにより、ユーザが、センサモジュール
をアップロードグレードされた構成要素に交換することで検知技術の向上を利用すること
もできる。
ＮＯ生成装置は、典型的にはＮＯ、ＮＯ２およびＯ２を含む様々なガスを測定する。複
数のセンサを組み合わせて１つの交換可能なセンサモジュールにすることにより、センサ
が適正な場所に設置されて校正および測定の精度が損なわれないことを保証する。センサ
からマニホールドへの空気圧接続は、ユーザに代わってモジュールの製造中に行うことが
でき、それにより、部分的に設置されたセンサがシステムに漏れを導入する可能性をなく
す。漏れは、信号レベルを低下させることによってセンサ読取値に影響し得るため問題と
なる可能性があり、また腐食性のＮＯおよびＮＯ２をセンサモジュールおよび／またはＮ
Ｏ生成機器の内部に導入する可能性があり、それが電気故障につながり得る。交換すべき
個々のセンサの代わりに１つの交換品（センサモジュール全体）があるので、交換スケジ
ュールがユーザによってより容易に管理できるようになり得る。
センサモジュールと最重要機器との間に標準的なインターフェース（例えばＩ２Ｃ通信
）を確立することにより、主要な最重要機器に影響を与えることなく、センサパックの内
部をアップグレードして、新しいセンサおよび／またはポンプ技術を利用することができ
る。
いくつかの実施形態では、サンプルガス流をセンサに引き込むポンプは、センサモジュ
ール内に位置し得る。これにより、ＮＯおよびＮＯ２への長期間の曝露に適合性のある長
期用ポンプを必要とするのではなく、センサに交換できるより低コストのポンプの使用が
可能になる。サンプルポンプをセンサモジュールの中に含めることにより、ポンプが、モ
ジュール内のセンサに対して正しい速度で作動するようにプログラムされることが可能に
なる。さらに、センサパック内のサンプルガスポンプはセンサの前に配置することができ
、それにより、センサを真空圧力にさらすのではなく、陽圧で空気をセンサへと押し込む
。これは、センサの場所でサンプル圧力を大気レベル近くに維持するのを助けることがで
き、それによりセンサケースと検知要素との間の過度な圧力差分を防止する。また、漏れ
が存在するときにサンプルに周囲ガスが導入して、それによりサンプル濃度を希釈するの
を防止することができる。
いくつかの実施形態では、センサモジュールは、サンプルガス水トラップ内の水位を判
定するための水トラップセンサを含むことができる。いくつかの実施形態では、水トラッ
プは、静電容量手段を使用して液体高さを測定することができる。これらに限定されない
が、超音波、光学、浮き磁石、導電技術を含む他の手法が、水トラップ内の液体高さを判
定するために使用され得ることが理解されよう。
センサモジュール１５９０の例示的実施形態を図１２９に示す。いくつかの実施形態で
は、センサモジュール１５９０は、ＮＯ、ＮＯ２、Ｏ２、および／またはＣＯ２を測定す
るための１つまたは複数のセンサ１５９２を含む。サンプルガスは、入口１５９４を通っ
てセンサモジュール１５９０に流入することができ、水トラップ１５９６を通じて誘導さ
れることができ、それにより水がトラップに溜まることができ、サンプルガスがそこを通
過できるようにする。サンプルガスは、ガスポンプ１５９８と、センサモジュールを通る
一定の流れのサンプルガスを実現するように構成され得る流量制限装置１６００とに誘導
されることができる。いくつかの実施形態では、センサモジュールは、水トラップ、およ
びセンサモジュール内の湿度を制御する機構も含むことができる。例えば、それは、湿度
レベルがガスセンサにとって許容可能なものであることを保証するのを助けるために、ガ
スサンプルから周囲環境に、または環境からサンプル内に湿度を伝達するのを助ける、あ
る長さのナフィオン配管１６０２とすることができる。
追加的なセンサがセンサモジュールに含められることも可能である。例えば、センサモ
ジュールが、湿度、圧力、および流量測定センサも含み得る。サンプルガスが流れており
、ポンプが機能していることを確認するために、１つまたは複数の流量測定センサが使用
され得る。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の流量測定センサ、および／または
１つまたは複数の圧力センサを使用して、支配的な流れ抵抗を既知の特徴的な流れ抵抗と
比較することにより、サンプルラインがねじれや閉塞なしに適正に吸気回路に接続されて
いることを確認することができる。ガスが流れていることを保証する他の方式は、ポンプ
電流、ポンプ振動、サンプルライン圧力／真空、および／またはポンプモータエンコーダ
を調べるものである。サンプルガスは、センサモジュールを通じて押し込まれる、または
センサモジュールを通じて引き抜かれ得る。いくつかの実施形態では、センサモジュール
と同じ頻度で交換され得る低コストポンプをセンサモジュールに含めることができる。い
くつかの実施形態では、ポンプは、モジュール内でセンサの前またはセンサの後に位置し
得る。いくつかの実施形態では、ポンプは、センサモジュールではなく最重要機器内に位
置し得る。
図１３０は、サンプルガスがセンサモジュールを通して引き抜かれる、センサモジュー
ル１６１０の内部構成要素の例示的実施形態を例示している。センサモジュールは、左側
に一体化された水トラップ１６１２を含むことができる（図１３０で黒い破線の四辺形に
よって示すように）。サンプルガスは、水トラップ１６１２に流入することができ、乾燥
した空気入口１６１４を通ってナフィオン配管に入る前に乾燥され得る。ナフィオン配管
は、乾燥した校正ガスがセンサパックに導入された場合に周囲環境からの湿度を追加する
。ナフィオン配管は、マニホールドに接続する。サンプルガスは、センサマニホールド１
６１５を通って、３つのセンサ１６１６（ＮＯ２、ＮＯ、およびＯ２）の傍を流れ、ガス
出口１６１８へと流れる。いくつかの実施形態では、サンプルガスポンプ１６２０は、モ
ジュール外部のガス出口の下流に位置し、モジュールを通じてサンプルガスを引き抜く。
図１３１は、例示的な取外し可能ＮＯ生成モジュール１６３０を描いている。圧縮空気
は、上部継手からモジュールに入る。取外し可能捕集カートリッジ１６３２が、底部のモ
ジュールのＮＯ出口に挿入される。モジュールは、そのモジュールが挿入されている機器
から電力および治療設定を受け取る。
図１３２は、組み合わせたＮＯ生成およびセンサガス分析モジュール１６４０を描いて
いる。モジュールは、上部接続１６４２を通じて調達された圧縮空気を使用する。ＮＯ生
成は、モジュールが挿入されている機器によって電力供給される。ＮＯ含有ガスは、交換
可能なＮＯ２捕集器構成要素１６４４を通って底部継手から出る。サンプルガスは、右上
の継手１６４６に入り、そこでサンプルガスが水トラップ１６４８内で乾燥される。水ト
ラップのリザーバは、排水のために取外し可能である。このモジュールは、ＮＯセンサお
よびＮＯ２センサを含んでいるが、同じサンプルガスを分析するために追加的なセンサが
含まれ得る。
上記で説明したように、ＮＯ生成は患者モニタに関連付けられ得る。ＮＯ生成能力は、
患者モニタに一体化されるか、または上記のように患者モニタはＮＯ生成モジュールと共
に使用され得る。
ＮＯ生成モジュールまたはＮＯ生成能力を、これらに限定されないが患者モニタまたは
人工呼吸器を含む任意タイプの装置と一体化することは、ユーザの利益をもたらすことが
でき、それらには、これらに限定されないが、ユーザディスプレイ、警報光、スピーカ、
バックアップバッテリ、電源、ナースコールハードウェア、ハードウェアウォッチドッグ
、周囲温度、および圧力センサ等を含む共有ハードウェアに起因するコストの低減が含ま
れる。組み合わせられたディスプレイは、ユーザが現在の患者の生命兆候、換気、および
血行動態を１つの場所で見ることを可能にする。これにより、時間を節減することができ
、ユーザがデータ間の関係を評価する能力を向上させる。さらに、警報および警報設定な
らびにトレンド分析のための一貫性のある全く同じユーザインターフェースがあり、患者
データ間の関係をプロットする能力は、一体化型解決法の利益のいくつかに過ぎない。Ｎ
Ｏは心肺系の血行動態機能に直接的な影響を及ぼすため、臨床医がＮＯ投与量を制御し、
ある１つの機器からの影響を見ることが有益であり得る。患者状態に基づくＮＯ送達の閉
ループ制御が容易にされ得る。これらに限定されないが、ＳｐＯ２、ＥＴＣＯ２、呼吸数
、心拍数および他の因子が、ＮＯ生成アルゴリズムへの入力として働き得る。
いくつかの実施形態では、患者モニタを、遠隔からの閲覧および警報のために中央ステ
ーションに、および病院情報システムに接続することができ、患者の法的記録のシームレ
スなデータ統合を提供する。いくつかの実施形態では、患者モニタを人工呼吸器のエクス
ポートデータストリームにも接続して、人工呼吸器設定、ＮＯ治療アルゴリズムへの流量
および気道圧力曲線、ならびに／または患者治療記録を統合することができる
データ統合の利益の他に、一体化された装置は、空間および設置面積を低減することが
でき、これは臨床環境において非常に望ましい。危篤状態の患者の周りの空間は、最大で
１６個の輸液ポンプを含む、監視および換気機器によって占められ、そのため、設置面積
を低減できれば、ケーブルおよびチューブが減少するため、臨床環境を働きやすく、かつ
より安全にすることができる。
図１３３は、ＮＯモジュール１６５２を含む様々なモジュールと共に使用するための拡
張スロットを備えた患者モニタ１６５０の一実施形態を例示している。患者モニタは、Ａ
Ｃ電力１６５４またはＤＣ電力を壁から受け取るように構成される。患者モニタは、これ
らに限定されないが、心拍数、血圧、呼吸数、ＳｐＯ２、ｅｔＣＯ２、換気圧力、換気流
量、ＮＯガス濃度、ＮＯ２ガス濃度、およびＯ２ガス濃度を含む、内蔵監視能力１６５６
を含むことができる。ＥＫＧおよびＳｐＯ２などの標準的な機能に関する患者への様々な
接続が含まれ得る（これらの接続は図示していない）。モニタ１６５０は、すべてのデー
タ、トレンド、およびパラメータ間の関係を観察するためのディスプレイ１６５８を含む
ことができる。患者パラメータの時間履歴もディスプレイに示されることが可能であり、
一方、ＮＯ、ＮＯ２、およびＯ２のゲージが示され得る（いくつかの実施形態ではディス
プレイの一番下に）。ＮＯ、ＮＯ２、およびＯ２ガス分析センサは、患者モニタに埋め込
まれる、または別個のガス分析装置内に収容される、または拡張ドック内のモジュールの
中にあり得る（例えば図１３４に示すように）。モニタは、１つまたは複数の患者パラメ
ータについて一貫性のある警報および表示形式も提供することができ、警報の優先順位お
よび識別性を、起こり得る問題間でより一貫性のあるものにする。ガスサンプルは、患者
吸気リムから、典型的には患者Ｙコネクタの直前で引き込まれ得る。いくつかの実施形態
では、患者モニタは、サンプルガスを引き込むためのポンプ、ならびに水トラップおよび
／またはガスサンプルを用意するためのナフィオン配管を含むことができる。排気サンプ
ルガスは、室内に放出されるか、または病院真空に接続されるかのいずれかである。
図１３４は、ＮＯモジュール１６６４および１つまたは複数のガス分析モジュール１６
６２を備える患者モニタ１６６０の一実施形態を例示している。いくつかの実施形態では
、吸気ガスサンプルは、ガス分析モジュール内に引き込まれ得る。ガス分析モジュールは
、水トラップ、ある長さのナフィオン配管、ＮＯセンサ、Ｏ２センサ、ＮＯ２、センサ、
圧力センサおよび温度センサ、ならびにガスポンプを含むことができる。図１３４に示す
モジュールボックスは、図示されるように別個のハウジング内に位置することができ、ま
たは患者モニタの主要ハウジングに一体化され得る。
いくつかの実施形態では、一体化されたＮＯモジュールの解決法を用いる患者モニタを
カテーテル検査室で使用することができ、患者は、患者が酸化窒素に反応するかどうか、
また手術およびＩＣＵ内での術後中にＮＯ療法から利益を受けることができるかどうかを
判定するために、近く行われる心臓切開手術の事前検査を受ける。カテーテル検査室実装
のいくつかの実施形態では、人工呼吸器は伴わず、血行動態モニタのみがある。
図１３５は、一体化されたＮＯ生成と共に患者モニタ１６７０を利用するカテーテル検
査室設定の例示的実施形態を例示している。患者モニタは、ｅｔＣＯ２、呼吸数、ＥＫＧ
、および／または温度などの患者パラメータを受け取ることができる。患者モニタは、患
者に直接送達されるＮＯの出力を有することができる。送達は、鼻カニューレ、ＥＴチュ
ーブ、フェイスマスク、または他の手段を含む、様々な手段を通じて行われ得る。ＮＯ送
達および患者反応データは、同期して収集することができ、患者モニタ内で閲覧し、記憶
することができる。これにより、患者のＮＯへの反応を評価する能力を容易にすることが
できる。
電子ＮＯタンク
ＮＯ生成が電子ＮＯ生成タンク交換装置を使用して実現されることも可能である。この
タンク交換装置は、これらに限定されないが人工呼吸器、ＣＰＡＰ機、麻酔装置、および
患者モニタを含む、ＮＯを利用する任意の装置と共に使用され得る。いくつかの実施形態
では、タンク交換装置は、医療用ガスストリームに追加もしくは調合される、または非希
釈形態で直接患者に送達される（例えばカテーテル検査室でのテストの場合）ＮＯを生成
することができる、スタンドアロン装置の形態とすることができる。いくつかの実施形態
では、タンク交換装置は、一定の量のＮＯを一定の流量で生産することができる。タンク
交換装置は様々な機能を含むことができるが、いくつかの実施形態では、装置は、装置の
出力内で目標ＮＯ濃度を維持するために、空気流（ポンプ速度、空気圧力、流量制御装置
のオリフィス直径、流量弁のデューティサイクル）、および／またはプラズマ活動（これ
らに限定されないが、パルス幅、パルス周波数、電気電流周波数、電流レベル、プラズマ
エネルギー、主要スイッチング電圧、および／または電力を含む）を自動的に調整するよ
うに構成され得る。ＮＯ投与量制御は、ソフトウェアコントロール、電気ハードウェアコ
ントロール、または機械的コントロールを含む、各種の機構を使用して実現され得る。
いくつかの実施形態では、ＮＯ生成タンク交換装置が、生成すべきＮＯの量を知る手段
を含むことができる。ＮＯ投与量は、医療用ガス気流内の流量センサからのデータに基づ
いて計算することができ、または、タッチ画面インターフェース、上下ボタン、回転つま
み、線形ポテンショメータ、または他の手段などの様々な機構を通じてＮＯ生成器に提供
されるユーザ設定から計算することができる。ＮＯ投与量は、患者モニタ、人工呼吸器、
ＣＰＡＰ機、またはＮＯを利用する他の装置などの第２の装置からの流れデータから計算
することもできる。
ＮＯ生成タンク交換装置は、空気流を生成する手段を含むことができる。空気流は、圧
縮機、ファン、ベローズ、またはダイヤフラムポンプなどの装置から生成され得る。空気
流は圧縮ガス源から来ることがあり、その場合、ＮＯ生成装置は、流量制御装置、比例弁
などを用いて自動的に空気流を変動させる。空気流は、圧縮ガス源から来て、投与量の設
定の一部としてユーザによって調整される弁で機械的に制御され得る。比例弁は、ＮＯ生
成装置の一部とするか、またはＮＯ生成装置よりも前の空気供給内に位置し得る。
ＮＯ生成タンク交換装置の様々な他の構成要素は、ＮＯの形成のためのプラズマを生成
する１つまたは複数のスパーク間隙を含むことができる。スパーク間隙は、継続的なアー
ク発生を含むことも、間断的なアーク発生を含むこともできる。高電圧回路を使用して、
スパーク間隙で空気を絶縁破壊するのに充分な電圧を生成することができる。ＮＯ２吸収
材を備えた捕集器を設けて、ＮＯ流からＮＯ２を除去することができる。捕集器はＮＯ流
内の主流への導入より前にあることができ、または捕集器はＮＯ流内の主流への導入の後
にあり得る。
いくつかの実施形態では、Ｏ２療法が一定流量で患者に投与されることがある。ＮＯが
医療用ガス（空気、Ｏ２、その他）の一定の流れに追加されるときには、ＮＯ送達も一定
となり得る。この治療シナリオは、高速に応答する流量センサならびに高性能ポンプおよ
び流量制御装置による負荷がない、ＮＯ生成タンク交換装置などの非常に単純なＮＯ生成
装置によって対処され得る。
図１３６は、電気ＮＯ生成タンク１６８０の例示的実施形態を例示している。電力１６
８２はＡＣ源またはＤＣ源のいずれかから供給され得る。いくつかの実施形態では、空気
は、ハウジングの空気入口１６８４を通じて周囲空気から調達することができる。ＮＯは
ユニット内で生成されることができ、装置出口１６８８にある取外し可能ＮＯ２捕集器１
６８６に通すことができる。様々なユーザ調整装置が設けられ得る。例えば、空気流レベ
ル１６９０およびＮＯ投与量調整１６９２は、ユーザがＮＯ生成タンクの設定を調整する
ために提供され得る。
図１３７は、図１３６の電気ＮＯ生成タンク１６８０の内部構造の例示的実施形態を例
示している。いくつかの実施形態では、空気は、環境から調達することができ、フィルタ
１６９４およびポンプ１６９６を通る。空気はポンプを出、プラズマチャンバ１６９８を
通って流れる。プラズマ生成器は、制御装置１７００、例えばＣＰＵによって制御され、
制御装置は、ユーザ投与量および流れ設定を受け取り、それらをプラズマ生成器に送信す
る。プラズマ生成器は、電極を備えた高電圧回路から構成され得る。空気はプラズマ生成
器を通り、そこで空気中のＮ２およびＯ２の一部がＮＯおよびＮＯ２に変換される。空気
は次いで捕集器１７０２を通り、そこでＮＯ２が吸収されるが、ＮＯレベルはほぼ元のま
まとされる。ＮＯと空気の組合せが空気タンクを出る。
図１３８は、加圧ガス源１７１２に接続されることが可能な電気ＮＯ生成タンク１７１
０の例示的実施形態を例示している。典型的には、流入ガスは、空気またはＮ２とＯ２と
別の組合せである。いくつかの実施形態では、加圧空気は、フィルタ１７１４を通り（た
だしこれは空気源の純度によってはオプションとすることができる）、可変オリフィス１
７１６を通ることができる。可変オリフィスは、制御装置のＣＰＵなどの制御装置１７１
８によって制御され得るが、オリフィスの手動制御も実現され得る。可変オリフィスを使
用して、プラズマ生成器１７２２を通って流れる空気の量を制御し、それにより生成され
るＮＯの量を制御することができる。プラズマ活動（エネルギー、パルス幅、電流周波数
、電流、主要スイッチング電圧等）を変動させることによるものを含む、追加的なＮＯ生
成制御も使用され得る。ＮＯ生成器からの出力は、ＮＯ２（例えば、イリジウム電極が使
用されるときはＮＯレベルの６％〜１０％）を含有している。ＮＯ２は、タンクを出ると
きに捕集器（例えばソーダ石灰）を使用して浄化され得る。ソーダ石灰などの捕集器１７
２０は有限の寿命を有し、そのため周期的に交換することが可能な取外し可能ハウジング
にパックされる。
いくつかの実施形態では、システムは、高電圧回路内の共振周波数を周期的に探索する
ことができる。これは、システムが電源投入されたとき、患者治療の開始時、毎日、また
は何らかの他の頻度で行われ得る。回路の共振周波数を決定することで、製造、電極間隙
（摩耗および製造による）の変動、ならびに変圧器の分散を加味する。共振周波数で動作
することにより、システムは、より多くのエネルギーをもつスパークを生成することがで
き、それによりＮＯ生産を増大させる。
図１３９は、遠隔出力を備える電気ＮＯ生成タンク１７３０の例示的実施形態を例示し
ている。空気は、格子１７３２またはタンクの筐体にある他の開口を通じて環境から調達
することができる。空気は、ＨＥＰＡフィルタに通されることによってさらに処理され得
る。ＨＥＰＡフィルタは、ＮＯ２捕集カートリッジ１７３４内に含まれ得る。いくつかの
実施形態では、ＮＯを、ＮＯ生成タンクから遠隔でガスの流れに導入することができる（
例えば人工呼吸器回路）。遠隔ガス流にＮＯを送達するために、多ルーメンチューブ１７
３６、例えば３ルーメンチューブが使用され得る。２つの残りのルーメンは、差圧法を使
用して遠隔ガス流内の流れを測定するために使用され、圧力センサがＮＯ生成タンク装置
内に位置する。遠隔流量測定は、ＮＯ送達チューブの端部にある遠隔センサで行うことも
可能であり、これは空気圧接続と電気接続の両方がＮＯ生成タンクでなされることを必要
とする。
図１４０は、図１３９で説明したものなどの、組み合わされた捕集器および周囲空気フ
ィルタ１７４０（ＣＳＡＡＦ）の例示的実施形態を例示している。組み合わされた捕集器
および周囲フィルタ１７４０は、ユーザにとって交換を容易にする。ＣＳＡＡＦは、ＮＯ
＋ＮＯ２＋空気ｉｎ １７４２、ＮＯ＋空気ｏｕｔ １７４４、およびフィルタリング後
の周囲空気ｉｎ １７４６、の３つの空気圧接続を通じてＮＯ生成装置に接続することが
できる。周囲空気は、ＣＳＡＦＦの挿入端の中のＨＥＰＡフィルタを通り、内径に入るこ
とができ、そこで内部ポンプに入る。外側を向いた端部には捕集材が充填されている。Ｎ
Ｏ２含有空気が、捕集器ハウジングの一方の側部の空気圧継手に入る。ハウジング内のパ
ーティション１７４８は、ガスが、許容可能な量のＮＯ２を吸収するのに充分な経路長さ
を通ることを保証する。ＮＯと空気の組合せが反対側の空気圧継手から出て、ＮＯ出口へ
と進む。
図１４１は、単一のルーメン出力を有するＮＯ生成タンク装置１７５０の例示的実施形
態を例示している。図の装置は、患者モニタや人工呼吸器などの他の病院機器から、無線
または任意の他の手段により、治療パラメータを受け取ることができる。例示的な治療パ
ラメータには、これらに限定されないが、患者呼吸数、患者１回呼吸量、患者分時体積、
患者空気流量、人工呼吸器設定、人工呼吸器流量、人工呼吸器流トリガ、ＳｐＯ２、肺動
脈圧力、および目標ＮＯ投与量が含まれる。装置は、この情報を使用してＮＯ生成設定を
決定する。ＮＯ生成は、一定レートであっても、患者治療データ（例えば呼吸数または換
気率）と共に変動してもよい。ＮＯ出力は、チューブ１７５２で、直接患者に、または別
の医療用ガスストリームを介して間接的に送り出される。
図１４２は、遠隔流量センサを備えたＮＯ生成器１７６０の例示的実施形態を例示して
いる。流れは、ＮＯ生成器の外部にある流量センサ１７６２によって測定することができ
る。流量センサ入力は、患者吸気リム内に位置する専用の流量センサから来ることがあり
、または人工呼吸器、麻酔機、ＣＰＡＰ機、もしくは空気流を測定する他の医療装置から
来ることがある。ＮＯと空気の組合せが、捕集器構成要素１７６４を通って装置を出る。
空気は、環境からの空気、別個の圧縮空気源、または他のＯ２およびＮ２含有ガス混合物
などの各種の供給源から調達され得る。
ＮＯ療法の間、患者からの呼息ガスはＮＯおよびＮＯ２を含有している可能性がある。
これらの呼息ガスは、周辺環境に放出されて、ＮＯ２レベルを上昇させ、場合によっては
患者、介護関係者、および他の近くにいる人々の健康に危険を及ぼす可能性がある。１つ
の実施形態では、患者の呼気ガスは、環境への放出に先立ってＮＯｘが捕集される。ＮＯ
ｘの捕集は、炭素、ソーダ石灰、および他の物質によって行われ得る。１つの実施形態で
は、浄化器カートリッジを人工呼吸器の排気口に取り付けて、患者呼気ガスからＮＯｘを
除去する。１つの実施形態では、人工呼吸器排気浄化器カートリッジが、カートリッジの
耐用寿命が使い果たされたときにユーザに警告する警報機能を有する。１つの実施形態で
は、ＮＯ生成・送達装置が、人工呼吸器排気浄化器の使用を追跡し、交換を行う理由があ
るときにユーザに警告する。いくつかの実施形態では、交換スケジュールは、浄化器に関
係する有効寿命、浄化器が設置されてからの経過時間、浄化器が設置されてから患者に送
達されたＮＯｘ分子の量、または浄化材の耐用寿命に関係する他のパラメータ、のパラメ
ータのうち１つまたは複数に基づく。
人工呼吸器治療は、常に流れるバイアス流に加えて、呼吸に関連する吸気パルスを患者
に送達することを伴う。人工呼吸器の中には、バイアス流情報を即座に提示しないものが
あり、そのことが、吸気気道で送達されるＮＯおよび他の薬剤の薬剤投与量に影響し得る
。１つの実施形態では、ＮＯ生成・送達システムが、ＮＯ生成・送達装置によって検出さ
れた人工呼吸器流に関する情報をユーザに提示し、この情報には、人工呼吸器バイアス流
、ピーク気道圧力、分時体積、１回呼吸量、吸気対呼気比、人工呼吸器モード（体積制御
対圧力制御）、および換気療法に関連する他のパラメータ、の１つまたは複数が含まれる
。１つの実施形態では、ＮＯ生成・送達システムが、人工呼吸器流が許容可能範囲の外側
にある場合に警報を提供する。
１つの実施形態では、ＮＯ送達システムが、生成ガス中のＮＯおよび／またはＮＯ２濃
度を、生成ガスが患者気道に注入される前に測定する。
本明細書において引用されるすべての特許、特許出願、および公開文献は、全体が参照
によって本明細書に組み込まれる。上記で開示されたおよびその他の特徴および機能、ま
たはそれらの代替物は、多くの他の種々のシステムまたは用途に望ましいように組み合わ
せられ得ることが理解されよう。本開示への様々な代替、変更、変形、または改良が後に
当業者によって行われ得る。

Claims (17)

  1. 酸化窒素生成システムであって、
    反応ガスの流れからの酸化窒素（ＮＯ）を含有する生成ガスを生成するように構成された少なくとも１つの電極対と、
    少なくとも１つの制御装置であって、前記制御装置への入力として１つまたは複数のパラメータを使用して、前記少なくとも１つの電極対による前記生成ガス中の酸化窒素の量を調整するように構成され、前記１つまたは複数のパラメータは、前記反応ガス、前記生成ガス、および前記生成ガスが流入する医療用ガスの少なくとも１つに関する情報を収集するように構成された複数のセンサからの情報を含む、制御装置と、
    前記生成ガスから少なくとも二酸化窒素（ＮＯ２）を除去するように構成され、前記生成ガスの継続的な供給および前記生成ガスの２つ以上の治療装置への供給の少なくとも１つを保証するために用いられる、独立した交換可能な２つ以上の浄化器と、を備え、
    前記生成ガスの流量が前記医療用ガスの流量に比例する、酸化窒素生成システム。
  2. 前記２つ以上の浄化器のうちの第１の浄化器は取り外されるように構成され、前記生成ガスは前記２つ以上の浄化器のうちの第２の浄化器を通って流れるように構成される、請求項１に記載の酸化窒素生成システム。
  3. 前記２つ以上の浄化器のうちの前記第２の浄化器の下流に配置された弁をさらに備え、前記弁が前記生成ガスの継続的な送達のために前記生成ガスの流れを誘導するように構成される、請求項２に記載の酸化窒素生成システム。
  4. 前記２つ以上の浄化器のうちの第１の浄化器は、前記医療用ガスに誘導された前記生成ガスを浄化するために使用されるように構成され、前記２つ以上の浄化器のうちの第２の浄化器は、前記複数のセンサに誘導された前記生成ガスを浄化するために使用されるように構成される、請求項１に記載の酸化窒素生成システム。
  5. 前記複数のセンサが前記生成ガスを監視するように構成される、請求項４に記載の酸化窒素生成システム。
  6. 前記生成ガスは、前記２つ以上の浄化器のうちの１つを通って前記２つ以上の治療装置の少なくとも１つに誘導される前に、前記複数のセンサに誘導される、請求項１に記載の酸化窒素生成システム。
  7. 前記少なくとも１つの電極対が、第１の生成ガスを生成するように構成された第１の電極対と、第２の生成ガスを生成するように構成された第２の電極対とを備える、請求項１に記載の酸化窒素生成システム。
  8. 前記２つ以上の浄化器のうちの第１の浄化器は、第１の治療装置への前記第１の生成ガスを浄化し、前記２つ以上の浄化器のうちの第２の浄化器は、第２の治療装置への前記第２の生成ガスを浄化する、請求項７に記載の酸化窒素生成システム。
  9. 前記第１の治療装置および前記第２の治療装置は同時に使用されるように構成される、請求項８に記載の酸化窒素生成システム。
  10. 前記第１の治療装置が人工呼吸器である、請求項８に記載の酸化窒素生成システム。
  11. 前記第２の治療装置が手動呼吸装置である、請求項８に記載の酸化窒素生成システム。
  12. 前記第２の電極対による前記第２の生成ガスは、前記第１の生成ガスの生成に障害が発生した場合に前記第１の治療装置に送達されるように構成される、請求項８に記載の酸化窒素生成システム。
  13. 前記生成ガスと前記医療用ガスとの組合せにおけるＮＯの濃度が目標値である、請求項１に記載の酸化窒素生成システム。
  14. 前記２つ以上の浄化器のうちの第１の浄化器からの前記医療用ガスおよび前記生成ガスの組合せにおけるＮＯの目標値は、前記２つ以上の浄化器のうちの第２の浄化器からの前記医療用ガスおよび前記生成ガスの組合せにおけるＮＯの目標値と等しく、前記２つ以上の浄化器のうちの前記第１の浄化器から第１の治療装置のための前記２つ以上の浄化器のうちの前記第２の浄化器に移行するときに、一定のＮＯの投与量が維持されるように構成される、請求項１に記載の酸化窒素生成システム。
  15. 前記２つ以上の浄化器のうちの第１の浄化器からの前記医療用ガスおよび前記生成ガスの組合せにおけるＮＯの目標値は、前記２つ以上の浄化器のうちの第２の浄化器からの前記医療用ガスおよび前記生成ガスの組合せにおけるＮＯの目標値と等しく、第１の治療装置のための前記２つ以上の浄化器のうちの前記第１の浄化器から第２の治療装置のための前記２つ以上の浄化器のうちの前記第２の浄化器に移行するときに、一定のＮＯの投与量が維持されるように構成される、請求項１に記載の酸化窒素生成システム。
  16. 酸化窒素生成システムであって、
    反応ガスの流れからの酸化窒素（ＮＯ）を含有する生成ガスを生成するように構成された少なくとも１つの電極対と、
    少なくとも１つの制御装置であって、前記制御装置への入力として１つまたは複数のパラメータを使用して、前記少なくとも１つの電極対による前記生成ガス中の酸化窒素の量を調整するように構成され、前記１つまたは複数のパラメータは、前記反応ガス、前記生成ガス、および前記生成ガスが流入する医療用ガスの少なくとも１つに関する情報を収集するように構成された複数のセンサからの情報を含む、制御装置と、
    前記生成ガスから少なくとも二酸化窒素（ＮＯ２）を除去するように構成され、前記生成ガスの継続的な供給および前記生成ガスの２つ以上の治療装置への供給の少なくとも１つを保証するために用いられる、独立した交換可能な２つ以上の浄化器と、を備え、
    前記２つ以上の浄化器のうちの第１の浄化器からの前記医療用ガスおよび前記生成ガスの組合せにおけるＮＯの目標値は、前記２つ以上の浄化器のうちの第２の浄化器からの前記医療用ガスおよび前記生成ガスの組合せにおけるＮＯの目標値と等しく、前記２つ以上の浄化器のうちの前記第１の浄化器から第１の治療装置のための前記２つ以上の浄化器のうちの前記第２の浄化器に移行するときに、一定のＮＯの投与量が維持されるように構成される、酸化窒素生成システム。
  17. 酸化窒素生成システムであって、
    反応ガスの流れからの酸化窒素（ＮＯ）を含有する生成ガスを生成するように構成された少なくとも１つの電極対と、
    少なくとも１つの制御装置であって、前記制御装置への入力として１つまたは複数のパラメータを使用して、前記少なくとも１つの電極対による前記生成ガス中の酸化窒素の量を調整するように構成され、前記１つまたは複数のパラメータは、前記反応ガス、前記生成ガス、および前記生成ガスが流入する医療用ガスの少なくとも１つに関する情報を収集するように構成された複数のセンサからの情報を含む、制御装置と、
    前記生成ガスから少なくとも二酸化窒素（ＮＯ２）を除去するように構成され、前記生成ガスの継続的な供給および前記生成ガスの２つ以上の治療装置への供給の少なくとも１つを保証するために用いられる、独立した交換可能な２つ以上の浄化器と、を備え、
    前記２つ以上の浄化器のうちの第１の浄化器からの前記医療用ガスおよび前記生成ガスの組合せにおけるＮＯの目標値は、前記２つ以上の浄化器のうちの第２の浄化器からの前記医療用ガスおよび前記生成ガスの組合せにおけるＮＯの目標値と等しく、第１の治療装置のための前記２つ以上の浄化器のうちの前記第１の浄化器から第２の治療装置のための前記２つ以上の浄化器のうちの前記第２の浄化器に移行するときに、一定のＮＯ投与量が維持されるように構成される、酸化窒素生成システム。
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