MX2008003829A - Sistema y metodo para administrar un gas farmaceutico a un paciente - Google Patents

Abstract

Un método y sistema para suministrar un gas farmacéutico a un paciente. El método y sistema proporcionan una cantidad deseada conocida del gas farmacéutico al paciente independiente de patrón respiratorio del paciente. Los gases farmacéuticos preferidos son COy NO, ambos de los cuales se proporcionan como una concentración en un gas portador. El sistema de control de gas determina el suministro del gas farmacéutico al paciente para dar como resultado la cantidad deseada conocida (por ejemplo, en moléculas, miligramos u otras unidades cuantificadas) del gas farmacéutico que se suministra. Luego de la terminación de esa cantidad deseada conocida del gas farmacéutico sobre una pluralidad de respiraciones, el sistema puede ya sea terminar cualquier suministro posterior del gas farmacéutico o puede activar una alarma para alertar al usuario que se ha suministrado la cantidad conocida. El sistema también tiene las funciones de alarma para alertar de posibles mal funcionamientos del sistema.

Description

SISTEMA Y MÉTODO PARA ADMINISTRAR UN GAS FARMACÉUTICO A UN PACIENTE Campo de la Invención La presente invención se refiere a un método y un sistema para administrar un gas farmacéutico a un paciente, y más particularmente a un método y un sistema para introducir monóxido de carbono CO u óxido nítrico NO en un paciente, en una cantidad predeterminada. Antecedentes de la Invención La manera normal o convencional para suministrar una droga farmacéutica a un paciente es prescribir la dosis con base en la cantidad del fármaco (usualmente en peso) por unidad de peso del paciente (por ejemplo mg/Kg) con la dosis que se especifica para ser suministrada durante un periodo de tiempo o para ser repetida a intervalos de tiempo especificados. Esto permite que el usuario controle la cantidad del fármaco y asegura que la cantidad del fármaco a ser suministrada está en proporción con la talla de paciente. Esto es para reducir la variabilidad paciente a paciente en respuesta al fármaco debido a la talla del paciente, es decir, un bebe de 75g no recibirá la misma cantidad del fármaco que un adulto de 80 Kg. En los tiempos recientes, ha habido un número de gases los cuales se ha demostrado que tienen acción farmacéutica en humanos y animales. Los ejemplos incluyen Óxido Nítrico (NO) Zapol et al., US 5,485,827 y más recientemente el Monóxido de Carbono (CO) Otterbein et al., (Solicitud de Patente Norteamericana Publicada No. 2003/0219496) . En la solicitud de patente de Otterbein, el CO se describe como poseedor de una acción farmacológica en un número de condiciones medicas que incluyen ileus y enfermedad vascular. En estos casos, el gas de monóxido de carbono necesita ser suministrado a los alvéolos de los pacientes donde este puede moverse a través de la membrana alveolar y hacia el flujo sanguíneo donde su acción puede tener efecto. La dosificación usada actualmente en estos casos hace que el paciente respire una concentración especificada de CO en ppm, por un periodo de tiempo específico. La dosificación exacta para estos tratamientos es importante ya que el CO reacciona con la hemoglobina de la sangre para formar carboxihemoglobina lo cual significa que la hemoglobina ya no puede transportar el oxígeno a los tejidos del cuerpo. Si se suministra demasiado CO, el paciente puede exhibir los efectos tóxicos del CO, los cuales se conocen usualmente. Existe un margen estrecho para la administración del CO entre el nivel terapéutico y el nivel que provoca niveles de carboxihemoglobina por arriba de los niveles seguros. Hasta el momento, el CO ha sido suministrado como una concentración constante en el gas respirado por el paciente/animal por un periodo de tiempo específico. Por ejemplo, en la referencia 3 de la publicación de Otterbein (Ejemplo 2, pág. 13) la dosis terapéutica suministrada a ratones para el tratamiento del ileus fue de 250 ppm de CO por 1 hora. Sin embargo, este método para dosificar CO puede estar asociado con una gran variabilidad en la dosis real que está siendo suministrada a los alvéolos de los animales/humanos . Esta variabilidad se debe a la cantidad CO que está siendo suministrada a los animales/humanos depende de un número de variables que incluye, pero no se limitan a, el volumen de respiración pulmonar, el ritmo respiratorio, la velocidad de difusión a través de los alvéolos y la concordancia ventilación/perfusión (V/Q) . La cantidad del CO suministrado a los alvéolos de un paciente se puede determinar por medio de la ley de los gases ideales en la siguiente ecuación: N=P . V/(Ru.T) (1) Donde: N es el número de moles del gas (mol) P es la presión absoluta del gas (joule/m3) V es el volumen del gas particular (m3) Ru es la constante universal de los gases, 8.315 (joule/ (gmol. °K) T es la temperatura absoluta (°K) Si asumimos la presión atmosférica 101,315 joule/m3) y 20 °C (293 °K) como la temperatura y expresamos el volumen el mL (xl0"d m3) entonces la ecuación (1) se reduce a: N=4.16xlO"5.V (moles) (2) La Ecuación (2) se puede usar para calcular el número de moles de gas suministrados a un volumen alveolar del paciente durante un periodo de tiempo, cuando se da una concentración especificada usando la siguiente ecuación: Nco=RR-t-Cco-10"6-4.16xlO"5-Va (3) Donde : Cco es la concentración del CO (ppm) Va es el volumen alveolar (mL) RR es el ritmo respiratorio en (BMP) t es el tiempo en minutos (min) Por ejemplo, si la dosis del CO para el ileus en humanos fue de 250 ppm por una hora (60 minutos), el volumen alveolar es de 300 mL, y el ritmo respiratorio de los pacientes es de 12 respiraciones por minutos (b p) entonces la cantidad del gas de CO en moles, suministrada a los alvéolos de los pacientes durante ese periodo sería: Nco=12.60.250.10"6-4.16xl0~5.300 = 2.25 x 10"3 (moles) Esto se puede convertir a masa del fármaco suministrada (Meo) usando el pero molecular en gramos del CO, el cual es de 28, como se muestra en la siguiente ecuación: Meo = eo.28= 63X10"3 (g) = 63 (mg) (4) Sin embargo, aunque esto funciona para un conjunto de suposiciones dadas, el ritmo respiratorio espontáneo de los pacientes puede variar ampliamente quizás de 8 a 20 respiraciones por minuto dependiendo de las circunstancias y del volumen alveolar de los pacientes por respiración, también puede variar significativamente, de digamos 200 a 400 mL, dependiendo de las necesidades metabólicas. Estas variables pueden tener un efecto dramático sobre la cantidad del fármaco gaseoso que se está suministrando al paciente durante el mismo periodo de tiempo. Por ejemplo, si el ritmo respiratorio del paciente fue de 8 bpm, y el volumen alveolar fue de 200 mL, la dosis de CO suministrada a los alvéolos de los pacientes habría sido 27.8 (mg) . Del mismo modo si el ritmo respiratorio de los pacientes fue de 200 bmp y el volumen alveolar fue de 400 mL, entonces la dosis suministrada a los alvéolos de los pacientes habría sido de 139.2 (mg) que representa por lo tanto una diferencia de cincp veces la cantidad de fármaco que se esta suministrando. Esto significa, en el ejemplo del CO, que la cantidad del fármaco gaseoso que recibe un paciente, cuando se mide en gramos, podría variar substancialmente dependiendo del patrón de ventilación del paciente. Para una dosis basada en la concentración y el tiempo, el efecto de estas variables podría significar que un paciente individual recibe dosis significativamente mayores o menores del CO, en gramos, y esto podría resultar en niveles altos inseguros de carboxihemoglobina o bien en dosis demasiado bajas para ser efectivas. Aunque no todo el fármaco gaseoso suministrado a los alvéolos será absorbido por el flujo sanguíneo del cuerpo (debido a las variables tales como el rendimiento cardiaco y el coeficiente de difusión del gas) controlar la cantidad suministrada a los alvéolos elimina una fuente principal de variabilidad. Además, existe una necesidad para administrar NO a un paciente en una cantidad predeterminada, como se describe en "Cell-free hemoglobin li its nitric oxide bioavailability in sickle-cell disease", Nature Medicine, Volumen 8, Número 12, Diciembre del 2002, páginas 1383 et seq. Este documento describe el uso de NO inhalado para reaccionar con la hemoglobina libre de las células para formar metahemoglobina del plasma y reducir así la habilidad de la hemoglobina libre de las células en el plasma para consumir el NO producido de manera endógena (fig. 5, página 1386) . La cantidad de NO suministrado a la sangre del paciente necesita ser equivalente a la cantidad de la hemoglobina libre de las células que está en el plasma de los pacientes. La cantidad de NO suministrado a una muestra de pacientes con células falcifor es fue de 80 ppm de NO por 1.5 horas. Sin embargo, hubo variabilidad den la cantidad de la hemoglobina producida en los pacientes individuales, como se muestra por las barras de error en la Fig. 4b. Así, de manera similar al ejemplo del CO, una cantidad conocida de NO necesita ser suministrada a un paciente para proporcionar el efecto terapéutico deseado y de nuevo, es importante eliminar toda variabilidad de la administración a causa las diferencias en el patrón respiratorio de los pacientes individuales. Por consiguiente, sería ventajoso tener un sistema y un método para introducir gases farmacéuticos (tales como monóxido de carbono y óxido nítrico) que permita el control preciso de una cantidad conocida del gas farmacéutico a ser suministrado a los alvéolos de los pacientes, y el cual no esté sometido a cambios basados en los patrones respiratorios de los pacientes. Breve Descripción de la Invención De acuerdo con esto, la presente invención se refiere a un sistema y un método para administrar un gas farmacéutico, tal como monóxido de carbono y óxido nítrico, que permita a un especialista clínico determinar y controlar la cantidad deseada del gas a ser administrada al paciente. El método determina la cantidad deseada del gas farmacéutico a ser administrada al paciente y cuando se administra la cantidad deseada del gas farmacéutico independientemente de los patrones respiratorios de los pacientes. Si la prescripción se especifica como una cantidad total del fármaco, entonces el método termina la administración del gas farmacéutico cuando se ha administrado la cantidad total deseada al paciente. Por lo tanto, mediante el método de la presente invención, la cantidad del gas farmacéutico se administra al paciente como una cantidad deseada conocida y esa cantidad deseada conocida se puede expresar en varias unidades de medida, tales como, pero no limitadas a, el peso del fármaco en microgramos (µg) , gramos (g) , etc., las moles del fármaco en nanomoles (nM) , micromoles (µM) , milimoles (mM) , moles (M) , etc., o el volumen del fármaco, a una concentración o presión parcial conocida, en microlitros (µL) , mililitros (mL) , litros (L) , etc. La cantidad deseada del gas farmacéutico también se puede expresar como una cantidad por unidad de tiempo por un periodo de tiempo, tal como g/hora por 2 horas. La invención también incluye un sistema para administrar un gas farmacéutico, tales como monóxido de carbono u óxido nítrico, y el sistema incluye un medio de admisión que puede ser conectado a la fuente del gas farmacéutico y administrar el gas a un paciente por medio de un dispositivo del paciente. El dispositivo del paciente puede ser cualquier dispositivo que introduce de hecho el gas farmacéutico en el paciente, tal como una cánula nasal, un tubo endotraqueal, una mascara facial o los similares. También hay un sistema de control de gas que controla la introducción de la cantidad de un gas farmacéutico desde la fuente de gas a través del dispositivo del paciente. Otra vez, por lo tanto, el sistema proporciona una cantidad conocida del gas al paciente. En si, la presente invención permite que un usuario reciba una cantidad deseada del fármaco gaseoso a ser administrado a los alvéolos de un paciente que el sistema suministre entonces ese fármaco gaseoso durante varias respiraciones hasta que se ha suministrado la cantidad prescrita. Como una modalidad adicional, el sistema y el método pueden proporcionar simplemente una alarma, visual y/o audible, para indicar al usuario cuando se ha administrado al paciente la cantidad total predeterminada del gas farmacéutico, y no termina de hecho esa administración. En si, se indica al usuario que la cantidad deseada, predeterminada, administrada durante una pluralidad de respiraciones ha sido suministrada al paciente en ese momento, de tal manera que el usuario puede tomar la acción apropiada, que incluye un monitoreo más cercano del paciente. Estas y otras características y ventajas de la presente invención se volverán aparentes más fácilmente durante la siguiente descripción detallada tomada en conjunción con los dibujos de este documento. Breve Descripción de los Dibujos Las FIGS. 1 y 2 son vistas del panel frontal de un aparato para llevar a cabo la presente invención, mostrando las diferentes opciones del usuario; La FIG. 3 es una vista esquemática de la presente invención usada con un paciente que respira espontáneamente; y La FIG. 4 es una vista esquemática de la presente invención usada con un paciente que está respirando por medio de un ventilador. Descripción Detallada de la Invención En la siguiente descripción detallada, el CO se usa como el gas farmacéutico pero la descripción también puede ser valida para el NO. Refiriéndonos ahora a la Fig. 1, se muestra ahí una vista frontal de un aparato que puede ser usado para llevar a cabo la presente invención. Como se puede observar, hay un panel 10 frontal que puede ser parte del aparato que en ese panel hay perillas de ajuste de entrada las cuales permiten que el usuario ajuste y monitoree la cantidad de CO que debe ser suministrada al paciente. El medio para determinar la cantidad deseada de CO a ser administrada es por medio de una perilla 12 de ajuste de entrada con la cantidad de ajuste que se muestra en la pantalla 8 de ajuste. Las unidades mostradas en la Fig. 1 están en miligramos por kilogramo, es decir, las unidades se miden en una dosificación por kilogramo del peso corporal ideal del paciente. Junto con esas entradas hay una entrada 14 adicional por medio de la cual el usuario puede ingresar el peso corporal ideal del paciente en kilogramos, con la cantidad también desplegada en la pantalla 8 de ajuste. Con esas entradas, el usuario puede establecer la cantidad del gas farmacéutico a ser administrada al paciente, en proporción a la talla del paciente, y lo cual reduce la variabilidad paciente a paciente en respuesta al gas farmacéutico, debido a la talla del paciente, es decir, un bebe de 7 kilogramos no recibirá la misma cantidad del gas farmacéutico que un adulto de 80 kilogramos. El panel 10 frontal también tiene una pantalla 6 de monitoreo la cual puede desplegar la dosis total de CO (mg) a ser suministrada (mostrada en 16) cuando se calcula multiplicando la dosis/kg por el peso corporal ideal del paciente en kg.

Una vez que se ha establecido la cantidad del fármaco gaseoso en el dispositivo el sistema determina entonces la cantidad del gas farmacéutico que debe ser suministrada en cada respiración, y la cantidad de tiempo y/o el número de respiraciones que tomará suministrar la cantidad deseada total del fármaco. La pantalla 6 de monitoreo también puede desplegar un total de administraciones de la dosis suministrada de CO (mg) (mostrado en 17) cuando ésta se suministra al paciente, de tal manera que el usuario puede monitorear el progreso del tratamiento. Esto se puede actualizar con cada respiración cuando se suministra más gas farmacéutico . Como se establece, las unidades ilustradas en la Fig. 1 están en unidades métricas, sin embargo se puede observar que se podrían usar otras unidades de masa y volumen poner en practica la presente invención, es decir, se pueden usar onzas y pulgadas cúbicas y otros diseños como se entenderá después.

Refiriéndonos a la Fig. 2 se muestra ahí un panel 10 frontal similar para el aparato mostrado en la Fig. 1 pero que ilustra una opción de ajuste de usuario diferente. La cantidad deseada de CO a ser suministrada al paciente se prescribe como una velocidad de suministro por medio de la perilla 13 de ajuste de entrada y esta en unidades de mg/hr de CO a ser suministrados. En esta opción, el dispositivo también permite que se ajuste la longitud de tiempo (en horas) del tratamiento, por medio de una perilla 15 de ajuste de entrada. Si se requiere, el ajuste de las entradas por medio de la perilla 15 de ajuste de entrada se podría fijar a continua donde la dosis por horra corre continuamente hasta que el usuario cambia el ajuste. Con estos ajustes de entrada, el aparato puede calcular y desplegar la cantidad deseada del gas farmacéutico a ser suministrado al paciente. También, como en la Fig. 1, el panel 10 frontal también tiene una pantalla 6 de monitoreo la cual puede desplegar la dosis total del CO (mg) a ser administrada (mostrada en 16) cuando se calcula multiplicando la dosis/hr por la longitud de tiempo total (hr) . Una vez que se ha fijado la cuantiad deseada del gas farmacéutico en el dispositivo, el sistema determina entonces la cantidad de gas farmacéutico a ser suministrado en cada respiración y la cantidad de tiempo y/o el número de respiraciones que tomará suministrar la cantidad deseada del fármaco. Como antes, la pantalla 6 de monitoreo puede desplegar un total de administraciones de la dosis de CO suministrada (mg) (mostrado en 17) cuando este se suministra al paciente, de manera tal que el usuario puede monitorear el progreso del tratamiento. Esto puede ser actualizado con cada respiración cuando se suministra más gas farmacéutico.

Como se puede apreciar, las Figs. 1 y 2 ilustran dos de las muchas opciones para ajustar la cantidad deseada y la duración de la terapia con el gas farmacéutico. Estas opciones no tienen la intención de ser exhaustivas y hay otras opciones de ajuste descritas o que se pueden entender de la descripción detallada que sigue. Una vez que se ha ajustado la cantidad deseada del fármaco gaseoso en el dispositivo, el sistema de control del gas puede determinar entonces la cantidad del gas farmacéutico a ser suministrada en cada respiración y la cantidad de tiempo y/o el número respiraciones que tomará suministrar la cantidad deseada del gas farmacéutico. Hay varias técnicas diferentes que puede usar el sistema de control de gas para determinar la cantidad por respiración y hasta cuándo suministrar esa dosis, de tal manera que la se suministre la cantidad deseada del gas farmacéutico independientemente del patrón respiratorio del paciente: a) El usuario puede fijar la cantidad del gas farmacéutico a ser suministrada durante cada respiración (MCo respiración) y el sistema de control del gas calcula el número de respiraciones (nreSpiraCiones) las cuales se requerirán para suministrar la cantidad total del gas farmacéutico (MCo) es decir, ^respiraciones = Meo/ eo respiración Una vez que se ha determinado el número total de respiraciones (nreSpiraCi?ne?) requeridas, el valor se puede desplegar en el panel 12 frontal por medio de la pantalla 16, para informar al usuario del número de respiraciones. b) El usuario puede fijar el número de respiraciones (nreSpiraciones) que administrarán la cantidad total del gas farmacéutico y el sistema calcula la cantidad por respiraciones (MCo respiración) a ser suministrada. Meo respiración = Mco/H-respiraciones (mg ) ( 6 ) Una vez que se ha determinado la cantidad por respiración a ser suministrada (MCo respiración) , el valor se puede desplegar en el panel 10 frontal para informar al usuario de la cantidad. c) El usuario podría fijar la longitud de tiempo por la cual se debe suministrar el tratamiento. La cantidad por respiración estaría determinada entonces calculando la cantidad por minuto y después, monitoreando el ritmo respiratorio de los pacientes en respiraciones por minuto, la cantidad de la respiración se puede calcular. Este calculo se puede repetir hasta después de cada respiración de manera tal que cualquier cambio en el ritmo respiratorio de los pacientes no afecte la cantidad total del fármaco gaseoso que se esta suministrando . d) Si la cantidad deseada del gas farmacéutico se ingresó como una dosis por Kg del peso corporal ideal del paciente (µg/kg) junto con el peso corporal ideal del paciente (Kg) entonces la cantidad por respiración (MCo respiración) se puede determinar como una función del peso corporal ideal del paciente (IBW) , la dosis fijada por kilogramo (Mkg) y el ritmo respiratorio (RR) monitoreado del paciente o combinaciones de los mismos; eo respiración = f (IBW, Mkg, RR) y el número de respiraciones se pueden calcular entonces como; ^respiraciones = Meo/Meo respiración ' I Una vez que se ha determinado la cantidad por respiración (MCo respiración) y el número de respiraciones (nreSpiraciones) requeridas para ser suministradas, los valores pueden ser desplegados en el panel 10 frontal para informar al usuario de las cantidades que ha seleccionado el dispositivo. e) En lugar del peso corporal ideal (IBW) del paciente, se podría ingresar la altura y el sexo del paciente (lo cual es como se determina el IBW) . f) Si se ingresa en el dispositivo la cantidad deseada del gas farmacéutico por unidad de tiempo, entonces el dispositivo puede calcular la cantidad por respiración a ser suministrada al paciente, con base en el ritmo respiratorio actual monitoreado (como se determina por el detector activado por la respiración) . Esta cantidad por respiración se puede recalcular después de cada respiración cuando está disponible nueva información sobre el ritmo respiratorio para asegurar que se mantiene la cantidad por unidad de tiempo aun si el patrón respiratorio del paciente cambia a través del tiempo. g) También hay otras maneras para variar la cantidad del gas farmacéutico suministrado por respiración, para asegurar que la cantidad por unidad de tiempo se mantiene aun si cambia el ritmo respiratorio de los pacientes. Otro ejemplo es cuando el dispositivo tiene dos cantidades diferentes de suministro por respiración, una cantidad alta y una cantidad baja. El dispositivo elige cual usar con base en la cantidad calculada por unidad de tiempo, que se suministra en el último número de respiraciones. Si la cantidad por unidad de tiempo es mayor que la requerida, este utiliza la cantidad baja por respiración hasta que la situación se corrige a si misma; igualmente, si la cantidad por unidad de tiempo se está administrando en dosis bajas, entonces la unidad cambia a la cantidad alta por respiración. El dispositivo también puede tener limites programas los cuales restringen los valores máximo y mínimo que se pueden seleccionar para MCo respxración de tal manera que el sistema no selecciona inapropiadamente valores demasiado altos o demasiado bajos. Estos límites se pueden ajustar para variar ó con base en el peso corporal ideal del paciente, u otro indicador de la talla del paciente, tal como la altura del paciente, o el ritmo respiratorio del paciente. La información antes mencionada es suficiente para que el sistema de la presente invención suministre la dosis al paciente y determine la cantidad por respiración, el tiempo de administración u otros parámetros, con el fin de comenzar la administración del CO y de terminar la administración cuando la cantidad fijada por el usuario del gas farmacéutico ha sido suministrada al paciente. Volviendo ahora a la Fig. 3, se muestra ahí un esquema de un sistema de puede ser usado para poner el practica la presente invención cuando el paciente está respirando espontáneamente. Como se puede observar, hay un dispositivo 18 del paciente que suministra al paciente la dosis del gas farmacéutico desde el sistema 22 de suministro del gas 41 vía un tubo 19 que conduce el gas. Como se indica, el dispositivo 28 del paciente puede ser cualquiera de una variedad de dispositivos que dirige de hecho el gas farmacéutico al interior del paciente y puede ser una cánula nasal, una mascara, un tubo endotraqueal y los similares. Con la modalidad de la Fig. 3, hay una fuente del gas farmacéutico por medio de un tanque 20 de suministro del gas que contiene el gas farmacéutico, por lo general en un gas portador. Cuando el gas farmacéutico es monóxido de carbono, por ejemplo, el gas portador convencional disponible comercialmente es aire. El suministro del monóxido de carbono y el aire se proporciona a concentraciones de 3000 ppm, sin embargo, también son alternativas posibles concentraciones dentro del rango de 1000 a 5000 ppm en aire. En el caso del NO como el gas farmacéutico, el gas portador es nitrógeno convencional y las concentraciones disponibles varían desde 100 ppm a 1600 ppm. Por consiguiente, desde el tanque 20 de suministro, hay un manómetro 21 del tanque y un regulador 23 para reducir la presión del tanque a la presión de trabajo del sistema 22 de suministro del gas. El gas farmacéutico entra al sistema 22 de suministro del gas a través de una admisión 24 que puede proporcionan una conexión lista entre ese sistema 22 de suministro y el tanque 20 de suministro por medio de un tubo. El sistema 22 de su instro del gas tiene un filtro 25 para asegurar que ningún contaminante pueda interferir con la operación segura del sistema y un detector 27 de presión para detectar si la presión de suministro es adecuada y después incluye una válvula 26 de cierre del gas como un control del gas farmacéutico que entra al sistema 22 de suministro y para proporcionar seguridad en el caso de que el sistema 22 de suministro este sobre suministrando el gas farmacéutico al paciente. En el caso de tras sobre suministro, la válvula 26 de cierre se puede cerrar inmediatamente y suena una alarma 42 para avisar al usuario de que el sistema de suministro del gas ha sido deshabilitado. En si, la válvula 26 de cierre puede ser una válvula operada por solenoide que se opera por las señales dirigidas desde una unidad central de procesamiento que incluye un microprocesador. Corriente debajo de la válvula 26 de cierre está un sistema de control de flujo que controla el flujo del gas farmacéutico al paciente a través del dispositivo 18 del paciente. En la modalidad mostrada, el sistema de control del flujo comprende una válvula 28 de control de flujo alto y una válvula 30 de control de flujo bajo y justo corriente debajo de las válvulas 28, 30, de control de flujo alto y bajo, respectivamente, están un orificio de flujo alto y un orificio 34 de flujo bajo y el propósito y el uso de las válvulas, 28, 30, de flujo alto y bajo, y de los orificios 32, 34, de fluido alto y bajo se explicará después. Un detector 36 de flujo se ubica en el flujo del gas farmacéutico al dispositivo 18 del paciente, como se muestra, está corriente abajo del sistema de control de flujo, sin embargo, el detector 26 de flujo del gas se puede ubicar alternativamente corriente arriba del sistema de control de flujo. Enseguida, hay un detector 28 de activación del paciente. Cuando el paciente inhala durante la inspiración este crea una presión sub-atmosférica pequeña en la nariz y otras áreas donde se ubica el dispositivo 18 del paciente, y por lo tanto en el dispositivo 18 del paciente en si. El detector 38 de activación del paciente detecta esta caída de presión y proporciona una señal indicativa de inicio de la inspiración del paciente. De manera similar, cuando el paciente exhala, hay una presión positiva en el dispositivo 18 del paciente y el detector 28 de activación del paciente detecta es presión positiva y proporciona una señal indicativa del inicio de la expiración. Esto permite que el detector 38 de activación del paciente determine no sólo el ritmo respiratorio del paciente sino también los tiempos de inspiración y expiración. Finalmente, hay una CPU 40 que se comunica con el detector 28 de activación del paciente, las válvulas, 28, 30, de flujo alto y bajo, la válvula 26 de cierre del gas y otros componentes, con el fin de llevar a cabo el propósito y la intención de la presente invención. La CPU 40 puede incluir un componente de procesamiento tal como un microprocesador, para llevar a la práctica las soluciones de las ecuaciones que se usan por el sistema 22 de suministro del gas, para suministrar la cantidad predeterminada del gas farmacéutico al paciente. La CPU 40 se conecta al panel 10 frontal donde el usuario puede ingresar los ajustes y monitorear la terapia. El uso del sistema 22 de suministro de la presente invención para la respiración espontánea se puede explicar ahora. Cuando el sistema 22 de suministro detecta que la respiración ha comenzado, por medio del detector 28 de activación del paciente, hay una señal que se proporciona por la CPU 40 para suministrar una dosis del gas farmacéutico (MCo respiración) en el fluj o de gas de inspiración del paciente, preferiblemente durante el primer 1/2 del ciclo de inspiración. Esta cantidad por respiración se ha determinado con base en la cantidad deseada del gas farmacéutico que ha sido fijada en el sistema y los cálculos hechos en a) a g) descritos previamente. El volumen actual del gas suministrado durante la respiración depende de la concentración del gas farmacéutico en el gas portador que se suministra por el tanque 20 de suministro. Una concentración fuente típica (CCo) para el CO seria de 3000 ppm (rango de 500 a 5000) . El volumen del gas fuente (Vd) por respiración proporciona una dosis por respiración (MCo respiración) cuando la fuente de CO es de 3000 ppm, está dado por la siguiente ecuación, que combina las ecuaciones 2, 3, 4, y 6. Vd = Meo respiración . / ( 28 . Cco • 4 . 16x10"11 ) ( 8 ) Dado que Mco=60xl0"3 ( g) Cco=3000 (ppm) N respiraciones" o 0 U Entonces Vd=28.6 (mL) Para suministrar el volumen del gas fuente por respiración (Vd) es decir, el gas farmacéutico y el gas portador, el sistema 22 de suministro abre una válvula de control de flujo, tal como una válvula 28 de flujo alto o una válvula 30 de flujo bajo, para permitir que el gas fluya al paciente hasta que el volumen por respiración ha sido suministrado (Vd) . La presencia del orificio 32 de flujo alto y el orificio 36 de flujo baj'o limita el flujo del gas a un nivel fijo establecido durante el periodo en el cual las válvulas 28, 30 de flujo alto y bajo están abiertas, de manera tal que el sistema 22 de suministro puede determinar el periodo de tiempo que las válvulas 28, 30, de flujo alto y bajo deben estar abiertas para suministrar el volumen por respiración requerido (Vd) . También, como otra opción, el flujo puede ser determinado por el detector 36 de flujo de gas para monitorear el flujo del gas al dispositivo 18 del paciente y por lo tanto al paciente y puede cerrar la válvula, 28, 30 de control de flujo alto o bajo apropiada, cuando la cantidad predeterminada deseada el la dosis de gas farmacéutico ha sido suministrada al paciente.

Como se puede observar, para proporcionar un rango suficiente para cubrir todas la dosis posibles, el uso de varias válvulas de flujo, es decir, la válvula 28 de flujo alto y la válvula 30 de flujo bajo, junto con los varios orificios correspondientes, el orificio 32 de flujo alto y el orificio 34 de flujo bajo, se pueden usar en paralelo para proporcionar flujo 'de gas de rangos altos y bajos. Por ejemplo, el flujo del gas de flujo bajo a través de la válvula 39 de flujo bajo se podría ajustar a 1 L/min y el flujo del gas de flujo alto a través de la válvula 28 de control de flujo alto se podría fijar a 6 L/min. El rango de flujo de la válvula de flujo del gas particular se selecciona para asegurar que el volumen del gas por respiración (Vd) se pueda suministrar al paciente en al menos 1/2 del tiempo de la inspiración. Como en el ejemplo, si el paciente estuvo respirando a 12 respiraciones por minuto y tuvo una relación I : E de 1:2 entonces el tiempo de inspiración sería 1.66 segundos y la mitad seria 0.83 segundos. El tiempo (t) que toma suministrar una Vd de 28 mL se puede calcular como sigue. t=Vd.60/(Q.1000) (seg) (9) Cuando Q (el flujo del gas cuando se abre la válvula 28 de flujo alto) = 6 L/min; t=0.28 (seg) Ese tiempo por lo tanto estará dentro del 1/2 del tiempo de inspiración permitido de 0.83 segundos. El sistema 22 de suministro también puede incluir características de alarma para alertar al usuario si el sistema 22 de suministro no esta funcionando correctamente. Esas condiciones de alarma se pueden determinar por la CPU 40 y la alarma 42 se activa para alertar al usuario de la condición de falla particular. La alarma 42 puede ser audible, visual, o ambas, y las condiciones de alarma pueden ser alguna o todas las siguientes: No se detecta la respiración Presión baja del gas fuente Suministro inexacto del volumen por respiración (Vd) Sobre suministro del volumen por respiración (Vd) Sub suministro del volumen por respiración (V) Bajo ciertas condiciones, tales como cuando el sistema 22 de suministro está sobre suministrando el gas farmacéutico, la CPU 40 puede enviar señales a la válvula 26 de cierre del gas y se detiene inmediatamente todo el suministro adicional del gas farmacéutico y la alarma 42 también se activa. El uso de la alarma 42 también puede ser una alterativa a cerrar de hecho el suministro del gas farmacéutico a un paciente cuando la cantidad deseada predeterminada del gas farmacéutico ha sido suministrada completamente al paciente.

En tal caso, como una alternativa a detener el suministro adicional del gas farmacéutico al paciente, el sistema 22 de suministro puede, por medio de la CPU 40, activar la alarma 42 para alertar al usuario que la cantidad deseada predeterminada, total del gas farmacéutico ha sido suministrada. El usuario puede determinar entonces si se desactiva manualmente el sistema 22 de suministro o se continúa la administración del gas farmacéutico bajo un control más atento del estado del paciente. Volviendo ahora a la Fig. 4, se muestra ahí una vista esquemática de un sistema 44 de suministro de gas usado en conjunción con un paciente que está siendo ventilado por un ventilador 46. En la modalidad de la Fig. 4 otra vez hay un tanque 20 de suministro que incluye un regulador 23 de gas convencional y un manómetro 21 para suministrar el gas farmacéutico junto con el gas portador a una admisión 24 en el sistema 44 de suministro del gas. Resumiendo brevemente los componentes de la modalidad de la Fig. 4, ya que estos son básicamente los mismos componentes que se describen con respecto a la modalidad de la Fig. 3, puede haber ahí un filtro y un detector 27 de presión en el sistema 44 de suministro del gas. Otra vez, hay una válvula 26 de cierre para controlar el flujo total del gas farmacéutico a través del sistema 44 de suministro del gas.

Las válvulas 28 y 30 de control del flujo alto y bajo controlan el flujo del gas farmacéutico a trabes del sistema 44 de suministro del gas y, las válvulas 28, 30, de flujo alto y bajo operan como se describe con respecto a la modalidad de la Fig. 3, con los orificios, 32, 34, de flujo alto y bajo, ubicados corriente abajo de las válvulas de control de flujo.

Otra vez, hay un detector 36 de flujo del gas y un detector 66 de activación del paciente los cuales se comunican con la CPU 40. Con esta modalidad, sin embargo, el gas farmacéutico se transporta a través de un tubo 70 de descarga a un dispositivo 72 del paciente que también recibe el gas de respiración del ventilador 46. En si, el ventilador 46 suministra un flujo de gas a través del limbo o miembro 74 aspirador y el gas de regresa al ventilador 46 a través del miembro 76 de expiración. El flujo del gas desde el ventilador 46 se complementa por lo tanto con el flujo de gas farmacéutico desde el sistema 44 de suministro del gas donde el gas se mezcla en o cerca del dispositivo 72 del paciente para la introducción en el paciente 78. Ya que todo el gas farmacéutico se suministrará aun al paciente a través de la pluralidad de respiraciones, básicamente la CPU 40 puede llevar a cabo algunas determinaciones de los flujos y los similares como se explicar con respecto a la modalidad de la Fig. 3. La diferencia principal entre esta modalidad de la Fig. 4, y aquella mostrada en la Fig. 3 es que el detector 66 de activación del paciente se diseña para operar en una manera que funcione con un ventilador 46. Por ejemplo, cuando el ventilador 46 proporciona el flujo del gas a un paciente durante la inspiración, esto provoca una presión positiva en el circuito de la respiración. La presión positiva se conduce a través del tubo 70 de descarga y se detecta por el detector 66 de activación del paciente y se reconoce como el inicio de la inspiración. Esto es el opuesta a la modalidad de la Fig. 3 donde el paciente respira espontáneamente y se genera una presión negativa durante la inspiración en el dispositivo 28 del paciente; esta presión negativa se conduce al detector 38 de activación del paciente de la Fig. 3, y se reconoce como el inicio de la inspiración. Como se puede apreciar, el detector 38 de activación del paciente de la Fig. 2 y el detector de activación del paciente de la Fig. 4 podrían ser el mismo detector y el sistema 44 de suministro de gas se puede ajustar para funcionar con un ventilador o un paciente que respira espontáneamente . Aquellas personas experimentadas en la técnica reconocerás fácilmente las numerosas adaptaciones y modificaciones las cuales se puede hacer al sistema de suministro del gas farmacéutico y al método para suministrar un gas farmacéutico de la presente invención, el cual resultará en un método y un sistema mejorados para introducir una cantidad deseada conocida de un gas farmacéutico en un paciente, aun todas las cuales están dentro del ámbito y el espíritu de la presente invención como se define en las siguientes reivindicaciones. Por consiguiente, la invención se debe limitar sólo por las siguientes reivindicaciones y sus equivalentes .

Claims (7)

1. REIVINDICACIONES 1. Un sistema para administrar monóxido de carbono (CO) u óxido nítrico (NO) a un paciente, el sistema caracterizado porque comprende : un medio de admisión para conectar una fuente de gas CO o NO; un medio de salida para conectarlo a un dispositivo del paciente para introducir un gas en los plumones de un paciente; medios para determinar la cantidad deseada del gas de CO o de NO a ser suministrada a un paciente, a durante una pluralidad de respiraciones; y un sistema de control del gas para suministrar la cantidad deseada del gas de CO o de NO independientemente de el patrón respiratorio del paciente.
2. 2. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque, el sistema de control del gas incluye una unidad central de procesamiento (CPU) , en donde la CPU controla la cantidad del gas suministrada durante una o más respiraciones del paciente, con base en una concentración conocida del gas de CO o de NO en el gas portador, hasta que se ha suministrado la cantidad deseada del gas.
3. 3. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque el medio para determinar la cantidad deseada de gas es un control de ajuste en unidades de (a) masa, (b) masa por unidad de tiempo, (c) moles, (d) moles por unidad de tiempo, (e) masa por unidad de peso corporal ideal por unidad de tiempo y una entrada del pero corporal ideal, (f) masa por unidad del peso corporal ideal y una entrada del pero corporal ideal o (g) masa por unidad de tiempo y una entrada de la longitud de tiempo para el tratamiento.
4. 4. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque, el sistema de control del gas incluye un detector del paciente que determina el ritmo respiratorio de un paciente y en donde el sistema de control del gas incluye una unidad central de procesamiento (CPU) que calcula la cantidad del gas a ser suministrada por respiración, con base en la cantidad deseada del gas, la concentración del gas de CO o de NO en el gas portador y al menos uno de: el ritmo respiratorio del paciente y la longitud de tiempo del tratamiento.
5. 5. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque, el sistema de control del gas incluye un detector de activación del paciente que detecta el inicio de in ciclo de inspiración de un paciente y en donde el sistema suministra la cantidad de gas a ser suministrada por respiración en la primera mitad del tiempo de la inspiración, cuando el detector de activación del paciente indica el inicio del ciclo de la inspiración.
6. 6. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque, incluye además un dispositivo de alarma en donde dicho sistema de control del gas activa dicho dispositivo de alarma cuando dicha cantidad deseada del gas de CO o de NO ha sido suministrada a un paciente.
7. 7. Un método para determinar la cantidad de gas de monóxido de carbono (CO) u óxido nítrico (NO) a ser administrada a un paciente como una composición en un gas portador, por medio de inhalación, de tal manera que la administración sea dependiente del patrón respiratorio del paciente, caracterizado porque, comprende los pasos de: determinar la cantidad deseada del gas de CO o de NO a ser administrada al paciente, determinando la cantidad deseada en unidades de (a) masa, (b) masa por unidad de tiempo, (c) moles, (d) moles por unidad de tiempo, (e) masa por unidad de peso corporal ideal por unidad de tiempo y una entrada del pero corporal ideal, (f) masa por unidad de peso corporal ideal y una entrada del pero corporal ideal o (g) masa por unidad de tiempo; medir el ritmo respiratorio del paciente y determinar el volumen de la composición de gas a ser suministrado por respiración; medir el flujo del gas al paciente durante una respiración, de tal manera que la administración de la composición del gas basada en el flujo medido del gas al paciente, se puede terminar cuando se ha suministrado la cantidad deseada para esa respiración; y a partir de la concentración del CO o el NO en el gas portador, la cantidad administrada por respiración y el patrón respiratorio del paciente, determinar el punto de terminación en el tiempo donde se ha administrado el volumen deseado de CO o NO, de tal manera que la administración pueda ser terminada.