[发明专利]用于将高浓度NO与吸入疗法气体一起扩散的装置和方法

说明书

本发明的系统和方法可使高浓度NO能够通过扩散装置递送到呼吸机呼吸回路中，而不会生成不希望的大量NO₂。

技术领域

本发明的原理和实施方案总体涉及一种用于将一氧化氮(NO)与施用于患者以进行吸入疗法的其他气体合并的装置。

背景

已经显示许多气体对人类和动物具有药理作用。一种这样的气体是一氧化氮(NO)，其在吸入时用于扩张肺中的血管、改善血液的氧合作用并降低肺动脉高压。在用于各种肺部病状(诸如急性肺血管收缩、高血压和血栓栓塞或吸入性损伤)的吸入疗法领域中，治疗包括了使用从气瓶供应的治疗气体NO。更具体地说，用于吸入疗法的这种气态NO是从装有NO的高压气瓶供应到患者。例如，这种方法公开在标题为“一氧化氮递送系统(NitricOxide Delivery System)”的美国专利号：5,558,083中，所述专利内容以引用的方式整体并入本文。

一般来说，吸入一氧化氮(INO)疗法涉及将设定剂量下的一定浓度的NO递送到机械通气的患者。这种类型(环绕式)的NO递送系统能够感测机械呼吸机的吸气分支中的新鲜气流，并且通过注入器模件将来自源气瓶的NO比率式地(ratio-metrically)递送到呼吸机的吸气分支中以达到规定的患者剂量。

典型地说，NO源(例如，来自源气瓶)的浓度可以是约800ppm NO。如以上所论述的，800ppm下的这种NO源气体可成比例地递送(例如，比率式地递送)到新鲜气流中，使得新鲜气流中NO的浓度为约5至80ppm。

尽管INO疗法具有许多益处，但已经发现，当将NO递送到新鲜气流中时，通过与新鲜气流中的O₂反应可生成二氧化氮(NO₂)(毒性气体)。更具体地说，二氧化氮的形成与NO浓度的平方乘以O₂的浓度成比例。

NO转化成NO₂的动力学和速率方程由下式给出：

2NO→N₂O₂

N₂O₂+O₂→2NO₂

由此，得出NO₂的形成速率＝k[NO]²[O₂]，其中k以L·mol^-1·s^-1为单位，或者以气体的分压为单位。

因此，产生的NO₂量(ppm NO₂)与NO浓度的平方相关，并与氧化浓度和时间呈线性关系。

有鉴于此，从低浓度NO源(例如，100ppm、400ppm和800ppm NO气瓶)递送到呼吸机呼吸回路中的NO可能不会导致不希望的大量NO₂，例如1ppm；然而，按照以上动力学，使用从高浓度源(例如，2000ppm、5000ppm和10,000ppm NO气瓶)递送到呼吸机呼吸回路中的NO预期会生成不可接受量的毒性NO₂，例如当提供40ppm NO剂量和60％的O₂一起时生成1ppm的NO₂。理论上，对于相同的NO疗法剂量，来自5000ppm源气体的NO₂的形成速率可达到800ppm源的39倍。

有人试图使用不同的技术来解决这个问题；然而，这些技术可能无法在特定系统中起作用，可能无法在递送高浓度NO时起作用，可能完全不起作用，或者可能无法解决NO₂生成的实际原因和/或先前不了解的NO₂生成的潜在因素。因此，存在对减少NO₂生成的系统和方法的需要，所述系统和方法能够在特定系统中起作用，解决NO₂生成的实际原因和/或先前不了解的潜在因素。

概述