用于生成和输送一氧化氮的系统和方法

相关申请

本申请要求享有2021年3月11日提交的美国临时申请No.63/159,981、2021年5月27日提交的美国临时申请No.63/194,145和2021年11月19日提交的美国临时申请No.63/264,336以及2022年3月11提交的美国实用新型专利申请No.17/693,279的权益和优先权，并且这些申请中的每个的全部内容由此通过参考引入本文。

联邦政府资助的研究或开发

本发明是在由美国国立卫生研究院(NIH)授予的拨款号R44TR001704下在政府资助下完成的。政府对本发明拥有某些权利。

技术领域

本公开涉及用于生成一氧化氮的系统和方法。

背景技术

一氧化氮(NO)已经被发现可以多种方式来用于治疗疾病，尤其是心脏疾病和呼吸疾病。先前用于产生NO且将该NO气体输送到患者的系统具有许多缺点。例如，基于箱的系统需要高浓度的NO气体的箱，并且当治疗重新开始时需要用新鲜的NO净化氧化的NO，或者在呼吸之间最大限度地减少输送系统NO气体暴露于空气中。由NO

发明内容

本公开涉及用于生成和/或输送一氧化氮的系统和方法。

在一些方面中，本公开提供一种一氧化氮生成系统，所述一氧化氮生成系统包括：等离子体室，所述等离子体室被配置为电离包括氮和氧的反应气体以形成包括一氧化氮(NO)的产物气体；洗涤器，所述洗涤器在所述等离子体室的下游并且具有至少部分地容纳NO

在一些实施例中，通过所述等离子体室的反应气体流速是连续的。在一些实施例中，通过所述等离子体室的反应气体流速是恒定值。在一些实施例中，通过所述等离子体室的反应气体流速是间歇的。在一些实施例中，所述等离子体室内的压力等于或低于大气压。

在一些实施例中，所述系统还可以包括用于测量所述洗涤器中的压力的压力传感器。在一些实施例中，所述系统还可以包括控制器，所述控制器被配置为通过调制所述等离子体室中的等离子体来调控所述产物气体中的NO的量，所述控制器利用所述洗涤器中的压力测量来确定离开所述洗涤器的所述产物气体的流速。

在一些实施例中，所述产物气体被间歇地输送。在一些实施例中，产物气体输送流速逐脉冲地变化。在一些实施例中，产物气体输送流速在脉冲内变化。在一些实施例中，所述洗涤器中的所述产物气体的质量是至少单个NO脉冲的质量。

在一些实施例中，所述洗涤器与所述流量控制器之间的所述容积小于5ml。在一些实施例中，所述洗涤器与所述流量控制器之间的所述容积小于10ml。

在一些实施例中，所述系统包括平行流动路径，所述平行流动路径包括加压的不含NOx的气体。在一些实施例中，被加压的反应气体被用于将NO脉冲推送到患者并且净化所述系统内的气动通路(pathway)及NO和NO

在一些实施例中，所述产物气体被配置为积聚，使得由于所述洗涤器中的压力所导致的氧化增加被由于所述洗涤器中的压力和停留时间的增加中的一者或多者所引起的洗涤改进所抵消。

在一些实施例中，所述系统包括控制器，所述控制器被配置为计算所述系统内的NO损失的估计量，所述系统内的所述NO损失是由于NO的氧化和在所述产物气体与所述系统的部件之间的相互作用中的至少一者所导致的。在一些实施例中，所述控制器被配置为在预期到由所述控制器计算出的所述NO损失的估计量的情况下控制所述等离子体室以过度产生NO。

在一些实施例中，进入所述洗涤器的产物气体流速与离开所述洗涤器的产物气体流速不同。在一些实施例中，在所述泵与所述流量控制器(包括所述洗涤器)之间的气体质量大于待输送到输送装置的气体脉冲质量。

提供一种一氧化氮生成系统，所述一氧化氮生成系统包括：等离子体室，所述等离子体室被配置为电离包括氮和氧的反应气体以形成包括一氧化氮(NO)的产物气体；洗涤器，所述洗涤器在所述等离子体室的下游并且具有至少部分地容纳NO

在一些实施例中，通过所述等离子体室的反应气体流速是连续的。在一些实施例中，通过所述等离子体室的反应气体流速是恒定值。在一些实施例中，通过所述等离子体室的反应气体流速是间歇的。在一些实施例中，所述等离子体室内的压力等于或低于大气压。

在一些实施例中，所述系统包括用于测量所述洗涤器中的压力的压力传感器。在一些实施例中，所述系统包括控制器，所述控制器被配置为通过调制所述等离子体室中的等离子体来调控所述产物气体中的NO的量，所述控制器利用所述洗涤器中的压力测量来确定离开所述洗涤器的所述产物气体的流速。

在一些实施例中，所述产物气体被间歇地输送。在一些实施例中，产物气体输送流速逐脉冲地变化。在一些实施例中，产物气体输送流速在脉冲内变化。在一些实施例中，所述洗涤器中的所述产物气体的质量是至少单个NO脉冲的质量。

附图说明

在以下的详细描述中，通过示例性实施例的非限制性示例参照所提及的多个附图进一步描述了本公开，其中，贯穿附图的若干视图，相同的附图标记表示相似的部分，并且其中：

图1示出了NO生成系统的示例性实施例；

图2描绘了NO生成和输送系统的实施例；

图3描绘了示例性线性NO生成装置架构；

图4描绘了具有三通阀的NO生成装置的实施例，所述三通阀可以将泵送的气体引导到装置外壳中；

图5描绘了具有加压储器的线性NO生成装置架构的实施例；

图6示出了具有再循环架构的NO生成和输送系统的实施例；

图7描绘了具有内部再循环回路的示例性NO生成架构；

图8描绘了用于操作NO生成系统以用于脉动的NO输送的示例性时序；

图9描绘了一种示例性架构，其使得能够在呼吸检测之前通过洗涤器建立流动；

图10示出了NO生成装置的实施例，其中气体从治疗控制器循环到输送装置并且返回到该控制器；

图11A描绘了具有在患者颈部的底部处的交叉点的套管的实施例；

图11B描绘了具有位于患者耳朵处的交叉部的套管的实施例；

图11C描绘了具有位于患者鼻子处的交叉部的套管的实施例；

图12描绘了NO生成系统的实施例，所述NO生成系统利用独立的泵以用于旁路和洗涤器流动路径；

图13呈现了在各种压力下离开碱石灰洗涤器的气体中的NO

图14A描绘了旁路气体储器的示例性实施例，所述旁路气体储器借助在气体储器的出口处的流量控制器由泵填充；

图14B描绘了具有减压阀的旁路储器的示例性实施例；

图14C描绘了具有主动控制阀的旁路储器的示例性实施例；

图15描绘了加压洗涤器架构的实施例；

图16描绘了具有等离子体室的架构的示例性实施例，所述等离子体室位于泵之前，使得等离子体室内的压力是恒定的且是低的；

图17示出了来自电NO生成装置的示例性实验NO生产数据的曲线图，所述电NO生成装置以1.5slpm的反应气体流量和各种等离子体占空比操作；

图18A描绘了对于终止NO脉冲较慢的系统的性能的示例性图；

图18B描绘了可以更快速地终止NO脉冲的系统的性能的示例性图；

图19描绘了具有旁路设计的示例性加压洗涤器；

图20描绘了具有用于旁路和洗涤器通路的分离的泵的示例性旁路架构；

图21描绘了具有对聚集器加压的一个或多个泵的示例性NO系统；

图22描绘了具有离开产物气体洗涤器的气动流动路径的加压洗涤器/加压旁路设计的实施例；

图23描绘了用于加压洗涤器/加压旁路系统的示例性时序的图；

图24描绘了示例性NO生成和输送装置的外部；

图25描绘了在去除GCC的情况下的示例性NO生成和输送装置；

图26描绘了在打开外壳的情况下的示例性NO生成和输送装置；

图27描绘了图26中所示的NO装置的示例性内部部件；

图28描绘了用于非固定的NO生成装置的示例性用户接口；

图29示出了来自洗涤器的流动和来自旁路通道的流动重叠的示例性图；

图30描绘了示例性加压洗涤器/加压净化系统的性能的图；

图31示出了在呼吸的较大部分上散布NO的方法的示例性图；

图32A描绘了NO发生器的实施例，其中NO路径和旁路路径在装置内相交；

图32B描绘了NO发生器的实施例，其中通过旁路和NO通道的流动在NO发生器内保持独立并且并入输送装置内；

图32C描绘了NO发生器的实施例，其中NO管线和净化管线在控制器中是独立的，并且NO管线使用输送装置中的洗涤器被洗涤；

图33A描绘了显示对于终止向患者输送NO较慢的系统的示例性图；

图33B描绘了对于切断NO流动较慢的系统的示例性图，所述系统可以在吸入事件中更早地关闭NO流动以防止对肺部的非目标部分给予剂量(dosing)；

图33C描绘了可以快速地终止NO团块(bolus)的系统的示例性图；

图34描绘了显示延长NO脉冲的示例性方法的图；

图35描绘了来自利用加压洗涤器、加压旁路架构的NO脉冲装置的示例性数据的图；

图36描绘了显示将NO的团块释放到输送装置中的示例性图；

图37描绘了脉冲输送方法的示例的图，所述脉冲输送方法改变NO脉冲流速，以便改进一次换气量(tidal volume)的给予剂量部分内的NO浓度的一致性；

图38描绘了实施例的示例性图，其中套管被同时流动的NO气体和净化气体充注(primed)；

图39A描绘了在吸入内尽可能快地输送NO脉冲的示例性图；

图39B描绘了显示在通过输送系统输送NO脉冲之前出现的延迟的示例性图；

图40描绘了用净化气体对流地冷却等离子体室的NO生成系统的示例性设计；

图41描绘了具有加压洗涤器的NO生成系统的实施例，所述加压洗涤器具有与单个泵一起工作的加压旁路架构；

图42描绘了NO生成系统的示例性实施例，由此单个泵532连续地运行；

图43描绘了推/拉架构的示例性实施例，所述推/拉架构包括具有分流器的外部再循环回路以产生内部再循环回路；

图44描绘了开环的推/拉架构的示例性实施例；

图45描绘了脉动的NO输送装置的示例性实施例；

图46描绘了具有加压洗涤器的NO生成系统的实施例，所述加压洗涤器具有加压旁路架构；

图47描绘了显示以6mg/h的给予剂量速率对患者进行一分钟的示例性治疗的示例性图；

图48A示出了目标肺内浓度与实际肺浓度的示例性图；

图48B描绘了随着时间推移的患者呼吸的示例性图；

图48C描绘了示例性给予剂量方案，由此气体输送系统对当前呼吸给予剂量，就好像当前呼吸是先前呼吸一样；

图49描绘了吸入持续时间与呼吸周期之间的关系的示例性图；

图50是描绘了脉冲持续时间与呼吸频率之间的关系的示例性图；

图51描绘了显示从加压洗涤器NO输送系统输送NO和NO

图52描绘了具有净化特征的基于箱的NO输送系统的示例性实施例；

图53A、图53B和图53C描绘了借助系统进行脉冲排队的示例，所述系统基于从吸入结束起的延迟在输送装置内使NO脉冲排队；

图54A描绘了用不含NO的气体填充的输送系统的实施例；

图54B描绘了用含有NO的气体填充套管的NO控制器的实施例；

图54C描绘了一个实施例，其中通过用惰性的、不含NO的气体将NO气体推动通过输送装置而将NO的团块输送到患者；

图55描绘了利用净化气体的压缩气体罐640和NO气体的压缩空气罐的系统的实施例；

图56描绘了NO生成系统，其利用通过热交换器的净化气体流以在产物气体离开等离子体室之后将热量从产物气体中抽出；

图57示出了NO生成系统的实施例，所述NO生成系统通过利用净化气体的产物气体冷却来管理温度；

图58描绘了管理产物气体内的温度的NO生成系统的实施例；

图59呈现了显示NO氧化实验数据的示例性图；

图60描绘了具有可去除筒的NO发生器的示例性实施例，所述可去除筒制备反应气体并且洗涤和过滤产物气体；

图61描绘了具有加压洗涤器和加压旁路架构的NO生成装置的示例性实施例，所述加压洗涤器和加压旁路架构具有用于每个支腿的独立气体入口；

图62描绘了仅包括洗涤器、过滤器和干燥剂的示例性一次性部件；

图63描绘了筒设计的示例性实施例，其中输送装置直接地连接到筒；

图64描绘了筒的示例性实施例，所述筒在洗涤器与输送装置连接部之间具有弹性体管段；

图65描绘了系统和筒的实施例，所述系统和筒使用由控制器内的致动器致动的在筒内的针座阀；

图66描绘了筒的示例性实施例，所述筒具有到控制器的电连接和用于控制离开洗涤器的流动的电动阀；

图67A和图67B描绘了筒的示例性实施例，其中洗涤器壳体中的端盖用作阀壳体；

图68描绘了筒的实施例，其中来自控制器侧的致动器可以加压在隔膜或挡板阀上以控制离开洗涤器的产物气体的流动；

图69描绘了减小用于GCC的插入力的GCC的实施例；

图70A和图70B描绘了GCC的示例性实施例，所述GCC用于促进具有多个气动连接部的GCC的安装；

图71描绘了定位在患者头部上的示例性输送装置；

图72A描绘了长尖头放置工具的实施例；

图72B描绘了长尖头放置工具的实施例；

图73A描绘了示例性套管，所述示例性套管在控制器与沿管道长度的连结点之间具有三个管腔；

图73B描绘了用于合并NO管腔和呼吸检测管腔的输送装置的示例性实施例；

图74A和图74B示出了双管腔套管的剖视图和双管腔套管的侧剖视图；

图75A至图75E描绘了在气体输送尖头的端部内和/或固定到气体输送尖头的端部的各种混合元件设计；

图76描绘了首先通向NO装置的鼻套管的示例性实施例；

图77描绘了输送装置的示例性实施例，所述输送装置包括作为面罩的一部分的近侧洗涤器和/或微粒过滤器；

图78描绘了利用NO

图79描绘了示例性多管腔NO和氧气输送装置870的剖视图；

图80A描绘了具有平行狭缝的示例性高比表面积输送装置；

图80B描绘了具有多个环和辐条的高比表面积输送装置，所述多个环或辐条通过挤压创造多个管腔；

图80C描绘了用于借助多个等效管腔洗涤的高比表面积输送装置的实施例；

图81描绘了具有在中心中的氧气输送管腔和围绕周边的多个NO输送管腔的输送装置的示例性实施例；

图82描绘了组合的NO发生器和加湿装置的示例性实施例；

图83描绘了组合的NO发生器和加湿器的示例性实施例；

图84A、图84B和图84C描绘了EMG呼吸检测装置的示例性实施例；

图85描绘了具有氧气穿过部的NO发生器的实施例；

图86描绘了使用氧气输送管腔来用于呼吸检测的NO生成系统的示例性实施例；

图87描绘了具有氧气通流的NO发生器的实施例；

图88A描绘了至少部分地干燥气体的颗粒状干燥剂室的实施例；

图88B描绘了干燥剂室的实施例，所述干燥剂室具有迫使气流穿过干燥剂材料的实心非穿孔挡板；

图89A和图89B描绘了气体调节筒(GCC)的实施例；

图90示出了气体调节筒的横截面的示例性实施例；

图91示出了在NO

图92A示出了正放置在气隙中的附加洗涤器片状材料的实施例；

图92B描绘了用洗涤器材料填充的洗涤器壳体的实施例；

图92C描绘了具有锥形或圆锥入口和/或出口几何形状的示例性洗涤器室；

图92D描绘了利用颗粒状洗涤器材料的示例性洗涤器室；

图93描绘了GCC的实施例的水平剖视图；

图94描绘了在已洗涤的产物气体和净化气体输送路径的位置处的GCC的示例性实施例的剖视图；

图95描绘了示例性气体输送套管，其利用套管管道作为光管来发送和接收光学信息；

图96描绘了光学测量/气体输送装置与气体源的示例性连接；

图97A描绘了用于与伴随的氧气输送一起使用的NO生成装置的示例性实施例；

图97B描绘了与氧气输送装置同时操作的NO输送装置的示例性实施例；

图98A描绘了具有反应气体预调节级的示例性NO发生器；

图98B描绘了具有干燥剂级的NO生成装置，所述干燥剂级将反应气体干燥到极低的湿度水平；

图99A描绘了NO生成系统，其借助三通阀将已干燥的反应气体和环境气体的混合物混合到目标湿度水平；

图99B描绘了装置的示例性实施例，其中所有反应气体在流到等离子体室之前流过干燥剂级；

图100描绘了对进入等离子体室的所有反应气体进行干燥的示例性旁路架构系统；

图101描绘了具有用于净化气体的固定混合比的示例性旁路架构系统；

图102是表示对于气体的特定含水量而言湿度变化的气体的露点作为压力和湿度的函数的示例性图；

图103描绘了在入口处具有可变混合级的示例性旁路架构设计；

图104描绘了示例性查找表，其中在10psi的最大内部压力下操作的NO生成系统和/或输送系统可以用于防止在系统内冷凝；

图105A描绘了连接到吸入支路(limb)的患者端部的示例性NO装置；

图105B描绘了独立于伴随的治疗来操作的示例性NO生成系统；

图106描绘了用于NO输送的示例性ET管；

图107描绘了用于NO输送的示例性ET管，其在壁中具有用于呼吸检测的快速温度传感器；

图108A描绘了连接到通气回路的NO生成装置的实施例；

图108B描绘了NO生成装置的实施例，其具有位于患者Y形或ET接头处的加压洗涤器；

图109A和图109B示出了NO生成系统的示例性实施例，其证明NO可以被引入到吸入支路内的各个位置处；

图110描绘了示例性NO注射器设计，其与患者Y形接头和呼吸机管道相接合；

图111描绘了包括气体采样端口的示例性NO注射设计；

图112描绘了NO注射设计的示例性实施例，其中NO通过NO管腔被引入到Y形接头的患者腿部；

图113A描绘了具有用于NO输送的专用管腔的双管腔吸入管线的实施例；

图113B描绘了双管腔挤压物的实施例，其中一个管腔使吸入气体流动并且另一个管腔输送NO；

图114A描绘了显示使用NO系统随着时间推移的流速和NO输送的示例性图，所述NO系统将NO连续地输送到吸入支路；

图114B描绘了显示随着时间推移的流速和NO输送的示例性图，其中仅吸入的吸入气体的体积被给予剂量；

图114C描绘了显示随着时间推移的流速和NO输送的示例性图，其中NO被引入到呼吸的前半部分；

图114D描绘了显示随着时间推移的流速和NO输送的示例性图，其中NO被输送到吸入体积的后半部分；

图115描绘了与袋子一起使用的NO生成和/或输送装置的实施例；

图116描绘了NO生成装置的实施例，其利用位于袋子/面罩组件中的远程传感器来检测吸入事件；

图117描绘了NO装置的实施例，由此吸入气体流过NO装置；

图118描绘了与手动复苏系统一起使用的NO装置的实施例；

图119描绘了具有双管腔尖头和气体过滤的双管腔套管的示例性实施例；

图120A描绘了由形成三个间隙的三对平行电极构成的电极阵列的示例性实施例；

图120B描绘了具有形成4个间隙的5个电极的电极阵列的示例性实施例；和

图120C描绘了具有形成4个间隙的5个电极的电极阵列的示例性实施例。

尽管上述附图阐述了当前公开的实施例，但是也可预料到其它实施例，如本讨论中所描述的。本公开通过代表性而非限制性的方式呈现了说明性实施例。本领域的技术人员可以设想到落入当前公开的实施例的原理的范围和精神内的许多其它修改方案和实施例。

具体实施方式

本公开涉及用于一氧化氮(NO)输送的系统和方法，其用于在各种应用中使用，例如，医院房间内，急诊室内，医生办公室内，门诊部内，以及医院外设施如便携式或者非固定的装置。NO生成和/或输送系统可以采用许多形式，包括但不限于被配置为与利用产物气体的现有医学装置一起工作的装置、孤立的(非固定的)装置，可以与现有医学装置集成的模块、一种或多种类型的筒(其可以执行NO系统的各种功能)、吸气器和电子NO箱。NO生成系统使用反应气体，其包括但不限于环境空气，来产生富含NO的产物气体。

NO生成装置可以与任何可以利用NO的装置一起使用或者被集成到任何可以利用NO的装置中，所述任何可以利用NO的装置包括但不限于呼吸机、复苏仪器、麻醉装置、除颤器、心室辅助装置(VAD)、持续气道正压通气(CPAP)机、双水平气道正压通气(BiPAP)机、非侵入式正压呼吸机(NIPPV)、鼻套管应用、加热高流量鼻套管应用、喷雾器、体外膜肺氧合(ECMO)、心肺旁路系统、自动化CPR系统、氧气输送系统、氧气浓缩器、氧气生成系统和自动化体外除颤器AED、MRI以及患者监护仪。另外，用于所产生的一氧化氮的目的地可以是与任何医学装置相关联的任何类型的输送装置，包括但不限于鼻套管、手动通气装置、面罩、吸入器、勺状导管、气管内(ET)管、局部施用器、CPAP吸入支路、呼吸机吸入支路或其它输送电路部件。NO生成能力可以被集成到这些装置中的任何装置中，或者这些装置可以与如本文所述的NO生成装置一起使用。在一些实施例中，系统是便携式的，用于在医院外使用。在一些实施例中，系统与氧气发生器或氧气浓缩器一起用作伴随的治疗并且增加一氧化氮产生。

接受NO治疗的患者可以被连续地给予剂量，或者可以被不连续地给予剂量。连续的给予剂量通常被规定为吸入气体中的NO的浓度(例如，20ppm的NO)。在一些实施例中，连续的给予剂量通常促使向整个肺部和气道输送一致浓度的NO。在一些实施例中，不连续的给予剂量可以涉及用于呼吸的子集的NO输送(例如，每隔一次呼吸)。不连续的给予剂量的其它实施例涉及将NO输送到吸入体积的一部分(例如，对呼吸的前1/2部分给予剂量)。间歇的给予剂量通常以每单位时间的NO质量(例如，6mg/h)来规定。剂量因临床适应症而异。通常以150ppm或更高(例如，1000ppm)的稀释后NO浓度输送到整个呼吸来治疗感染，而可以以80ppm或更低的稀释后NO浓度输送到呼吸的一部分来看到血液动力学/氧合益处。即使是接受1ppm至2ppm的稀释后NO浓度的患者，他们的肺部内的组织NO浓度也增加了一个数量级以上。

用于生成NO的反应气体由氮气和含氧化合物(例如，N

这些架构中的任何一个都可以用NO

还将应理解，本文所述的任何气动控制都可以由微处理器、FPGA或任何其它类型的控制器来引导，例如，包括如下文所述的治疗控制器。

许多架构都描述了三通阀，这是一种在一个方向上或在另一个方向上引导流动的手段。应当理解，这些附图意味着引导气流的任何等效手段。例如，一个或多个二元阀(binary valve)或比例阀可以用于相同的目的。将应理解，在本文献中在控制和传感的上下文中使用的“流”包括“质量流”和“体积流”，除非另有规定以外。

图1示出了NO生成系统10的示例性实施例，所述NO生成系统10包括用于反应气体入口12和输送到等离子体室22的部件。等离子体室22包括在其中的一个或多个电极24，其被配置为使用高电压电路28来由反应气体生产含有期望量的NO的产物气体32。系统包括与等离子体发生器28和一个或多个电极24电通信的控制器30，所述一个或多个电极24被配置为使用一个或多个控制参数来控制产物气体32中的NO的浓度，所述一个或多个控制参数涉及系统内的条件和/或与用于将产物气体输送到患者的分离装置有关的条件和/或与接收产物气体的患者有关的条件和/或与反应气体有关的条件。在一些实施例中，等离子体发生器电路是高电压电路，其横过电极间隙产生电势差。在一些实施例中，等离子体发生器电路是无线电频率(RF，如微波)功率发生器，其将RF功率送到一个或多个RF电极。在一些实施例中，RF功率在约13.56MHz下操作，并且功率是50W至100W，但是其它频率和/或功率范围可以依据电极设计、生产目标和反应气体条件而是高效的。在一些实施例中，RF功率在约2.45GHz下操作，用于改进N

在一些实施例中，NO系统气动路径包括泵，所述泵推送空气穿过歧管36。该歧管被配置有一种或多种阀；三通阀、二通阀、检查阀和/或比例孔口。治疗控制器30控制泵的流量、等离子体中的功率和放电后气体流的方向。通过配置阀，治疗控制器30可以将气体引导到手工呼吸通路、呼吸机通路或气体传感器室，用于直接测量产物气体中的NO、NO

由NO生成系统在等离子体室22中产生的富含NO的产物气体32形式的输出物可以被引导到呼吸或其它装置以用于输送到患者，或者可以被引导到为用于NO生成系统的自测试或校正所设置的多个部件。在一些实施例中，系统以两种方式将气体收集到样本：1)从患者附近的患者吸入回路收集气体，并且使气体穿过样本管线48、过滤器50和水阱52，或者2)在气体离开等离子体室时将气体从气动回路直接地分流。在一些实施例中，在产物气体被洗涤之后但在稀释到患者空气流之前，产物气体用分流阀44分流到气体传感器。在一些实施例中，从装置附近的和/或在稀释后的装置内的吸入空气流收集产物气体。在装置的气体分析部分内，产物气体穿过一个或多个传感器来测量其中的各种气体的温度、湿度、浓度、压力和流速中的一个或多个。

图2描绘了NO生成和输送系统60的实施例。反应气体62通过气体过滤器64进入系统。泵66用于驱动气体穿过系统。系统是否包括泵可以取决于反应气体供给的压力。如果反应气体是加压的，则可以不需要泵。如果反应气体处于常压下或者穿过一个或多个流动限制部件，则需要泵或者其它器件来使反应气体运动通过系统。泵后的储器68削弱了来自泵的压力和/或流动的快速变化。在储器与流量控制器70耦接的情况下，当储器被加压时，储器使得系统能够为等离子体室72提供比泵66的流速大的流速。这能够使用更小、更轻、更安静和更高效的泵。等离子体室72内的电极74是通过等离子体生成电路78供能的，所述等离子体生成电路78基于从治疗控制器80接收的期望的治疗条件而产生了高电压输入。用户接口76从用户接收期望的治疗条件(剂量、治疗模式等)，并且将它们与主控板105通信。主控板105向治疗控制器80转送目标剂量和监测来自气体分析传感器包104的所测量的NO浓度。主控板105监测系统的误差条件并且根据需要产生警报。反应气体62当穿过等离子体室72时转化成产物气体82，并且部分地转化成一氧化氮和二氧化氮。通常由一个或多个阀(例如，比例阀、二通阀和三通阀)构成的高度补偿器84任选地用于在等离子体室72内提供背压，用于额外地控制一氧化氮生产。产物气体根据需要穿过歧管86，以便到达过滤器-清除器-过滤器88组件，其去除了产物气体中的二氧化氮和/或微粒。从过滤器-清除器-过滤器88，产物气体被直接地引入到患者治疗流，或者通过通气筒90被间接地引入到患者治疗流。在一些实施例中，通气筒90包括流量传感器92，其测量治疗流93。来自流量传感器92的治疗流测量充当经由治疗控制器80向反应气体流量控制器70的输入。在产物气体82被引入到治疗流之后，产物气体82穿过吸入管道。在患者附近，使用接头96将来自吸入流的吸入气体的一小部分推过样本管线98、过滤器100、水阱102和水选择性渗透膜管道(例如，Nafion管道)来制备气体样本和将其送到气体传感器104。样本气体离开气体分析传感器包104到环境空气中。在一些实施例中，系统60可以任选地将气体通过分流阀94和分流气体路径95直接地引导到气体传感器包和以及引导到系统之外。在包括分流阀94的一些实施例中，歧管86包括阀(未示出)，以便当分流阀94打开时阻隔流体流到过滤器-清除器-过滤器。

在一些实施例中，用于便携式和紧凑型一氧化氮(NO)生成的系统和方法可以被嵌入其它治疗装置中或被单独使用。便携式NO生成装置允许在任何位置或设施中生成NO和将其输送到患者，这是由于装置是足够小的和轻量的，以在任何地方处(包括在患者家中或在旅行期间)移动和使用该装置。非固定的NO生成系统的尺寸和便携性允许患者在医院内或在医院外的活动中使用系统，并且通过呼吸气体输送装置就获得NO输送的好处，而不必在医院、诊所或其它医疗设施中获得。在一些实施例中，非固定的NO生成系统可以包括控制器和一次性筒。筒可以包含微粒过滤器和/或清除剂，用于制备用于NO生成的气体和/或用于在患者吸入之前洗涤和/或过滤输出气体。存储装置、磁条、RFID、光学可读图像(例如，条形码)或在筒中/筒上的其它特征可以向控制器提供筒信息(例如，洗涤器类型，诸如松散介质、装填(packed)介质或片状材料)、洗涤器化学成分(例如，配料、比率)、洗涤器死区容积、洗涤器流动阻力、批号、序列号、制造日期、制造商识别码、有效期、是否已经使用了筒(二元)、是否已经安装了筒(二元)、第一次安装的日期等。在一些实施例中，NO生成装置可以通过用已知的洗涤器出口流将已知的气体流泵送到洗涤器中并且通过分析洗涤器内的压力水平来量化洗涤器死区容积。通常，洗涤器出口流量控制器是关闭的，以便在该操作中出口流为零。通过监测由已知的入口流引起的洗涤器内的压力增大，NO生成装置可以计算死区容积。这使得NO生成装置能够区分各种尺寸的洗涤器。

在一些实施例中，NO生成装置可以通过了解死区容积和分析当洗涤器减压时的压力衰减来识别洗涤器材料形式(例如，片状与粒状)。当死区容积保持不变时，更紧密装填的洗涤器材料引起较慢的压力衰减。在一些实施例中，NO生成装置将输出流量控制器设定在特定的占空比处，并且测量使洗涤器减压的时间，以便确定洗涤器的流动阻力。这使得NO生成装置能够区分各种类型的洗涤器。例如，当与松散填充的颗粒状洗涤器或片状洗涤器相比时，装填的碱石灰洗涤器具有更高的流动阻力，并且将更慢地释放气体加压的气体，导致压力衰减更慢。NO生成装置可以与各种类型的洗涤器兼容。在一些实施例中，NO生成装置表征洗涤器死区容积和流动限制中的一者或多者，并且自动地调节洗涤器压力和流量控制器(开度和定时)，以在特定的时间段内输送目标量的NO。

在一些实施例中，系统可以利用氧气浓缩器以通过更高的反应气体氧气浓度来增加一氧化氮产生，通过更低的产物气体中的氧气水平来降低NO

架构

NO生成装置的架构对装置的性能和物理特性有重大影响。受架构选择影响的参数包括但不限于NO/NO

线性架构

图3描绘了线性NO生成装置架构110，其具有串联的泵112、流量控制器114、等离子体室116和洗涤器118。在装置的端部处的压力传感器120用于检测患者吸入。系统可以连续地或以脉动模式产生一氧化氮。在一个模式中，泵活动是连续的，并且等离子体活动是间歇的。在一些实施例中，呼吸检测通过独立的管腔被测量，以防止NO和/或空气流与呼吸检测测量(例如，压力)之间的干扰。

各种类型的泵可以用于该架构和所提及的其它架构，包括但不限于隔膜、螺丝、涡旋、压电、齿轮、活塞、离心泵和蠕动泵。在一些实施例中，流量控制器是二元阀。在一些实施例中，流量控制器是比例阀。在一些实施例中，流量控制器是质量流量控制器。在一些实施例中，在脉宽调制器件中使用二元阀来改变通过系统的流动。将应理解，所公开的泵和控制器可以与本文公开的任何NO系统一起使用。

线性系统的益处来自于简单性，只需较少的部件。该系统也可以是重量轻的。

在一些实施例中，所有生成的NO都流到患者。

起动和停止泵可以是能源密集型的。因此，在一些实施例中，泵可以连续地运行。NO生成可以在连续的气体流中是间歇性的。也能够是仅所生成的NO的一部分被引导至患者。在一些实施例中，泵更加连续地运行。在一些实施例中，当流动不需要流到患者时，泵送流被引导到其它地方。该流动可以用于各种目的。在一些实施例中，泵送流用于冷却一氧化氮发生器的装置外壳130。图4描绘了比例阀是三通阀132的实施例，所述三通阀132可以将泵送的气体引导到设备外壳130中。冷却气体可以通过冷却流出口134离开外壳，如图4所示。在一些实施例中，冷却气体含有NO。在一些实施例中，冷却气体不含NO。在冷却气体含有NO的实施例中，在气体释放到外壳中以用于冷却、气体释放到大气中或者两者兼有之前，气体可以任选地地洗涤掉NO、NO

具有加压空气储器的线性架构

图5描绘了具有加压储器142的线性架构140的实施例。泵144在两次呼吸之间用空气填充储器140至由储器压力传感器(Pr)146测量的目标压力。当待输送NO脉冲时，流量控制器148打开以将加压空气通过等离子体室150和洗涤器152释放到患者身上。由于储器内的压力升高，这种架构能够实现更快的NO脉冲输送。在一些实施例中，流量控制器是比例阀，所述比例阀改变孔口尺寸以在储器中的压力呈指数衰减时实现通过系统的更恒定的流速。具有通过等离子体室的恒定流速可以促进等离子体室内的NO产生控制。在一些实施例中，气体通路中的流量传感器(未示出)为比例阀位置提供反馈，以确保通过等离子体室的精确流量控制。在一些实施例中，泵速度被选择为使得泵可以连续地运行，以实现储器内的期望压力和累积的脉冲流动。连续的泵操作可以节省能量消耗和降低泵的声学噪音。在一些实施例中，泵间歇地运行，当储器压力较低时泵开启，并且当储器压力达到阈值时泵关闭。

在一些实施例中，加压空气储器系统可以在呼吸之间净化整个系统，以防止系统内形成NO

如图4和图5所示，线性架构对洗涤器部件的流动限制敏感。根据设计，气体流在呼吸检测之后开始，要求通过洗涤器的流动尽可能快地从零上升到目标水平。限制性洗涤器材料和设计可以促使NO生成与脉冲输送之间延迟100ms或更长时间。当利用线性架构时，较低流动限制洗涤器设计(例如，片状材料洗涤器或颗粒状洗涤器)可以在一定程度上减少脉冲输送时间。

内部再循环架构

系统的一些实施例可以包括内部再循环回路。

图6示出了具有再循环架构的NO生成和输送系统160的实施例，所述再循环架构允许将产物气体的一部分注入吸入流中并且将产物气体的一部分引导到其它地方。反应气体进入系统并且穿过气体调节器162，所述气体调节器162包含微粒过滤器、VOC洗涤器(例如，活性炭)、干燥剂(例如，分子筛、硅胶)和NO

图7描绘了具有内部再循环回路的示例性一氧化氮生成架构200。在一些实施例中，在呼吸检测之前在回路内生成NO。这种方法可以允许更快的脉冲传输到患者，这是由于当检测到呼吸时在系统中已经存在NO并且已经建立了通过洗涤器的流动。因此，NO输送涉及NO流动的重定向，而不是建立通过洗涤器的流动，从而消除与洗涤器的流动阻力和容积相关联的延迟。通过在回路中产生NO和使NO在回路中流动，监测和检测患者输送装置内的呼吸的能力不受影响。

反应气体(通常为空气)可以通过阀(例如，入口阀202)进入系统。反应气体可以在到达再循环阀210(例如，三通阀)之前穿过等离子体室204、泵206和洗涤器208。应当理解，三通阀可以是实现期望的流量控制的阀的任何组合(例如，二元阀和其它流量控制器)。空气在与已经通过三通阀离开系统的产物气体的量成比例的情况下被动地进入系统。

当气体围绕回路动时，三通阀可以被配置为通过流动限制将气体返回到回路。在一些实施例中，流动限制是固定值。在一些实施例中，流动限制是可变的。在一个示例性实施例中，三通阀是二元阀，并且固定的流动限制被选择为匹配患者输送气体通路的流动限制。在另一个示例性实施例中，三通阀是可变的，并且在返回路径上提供可变量的气体流动。在一些实施例中，流动限制被调节为使得泵上的载荷是连续的。通过匹配和/或操纵气体通路的每个支腿的流动限制，在流动从再循环转换到患者输送时，通过等离子体室的流速可以保持恒定，从而能够在不需要反应气体流速补偿的情况下改进对NO生成的控制。在回路内的流动限制可以通过例如孔口来实现。

当NO生成和输送系统确定是输送NO的时间时，装置控制器将气动架构从再循环状态转换为患者输送状态。这是通过调节三通阀(或等效物)输送产物气体来实现的，而不是将产物气体返回到装置来实现的。在产物气体离开系统时，存在通过系统的持续的产物气体流。在产物气体曾经通过气动通路返回的情况下，现在新鲜的反应气体进入回路以支持连续的气体流通过系统。在NO脉冲大于再循环回路的内部容积的情况下，随着新鲜的反应气体穿过等离子体室，该新鲜的反应气体可以转化为额外的NO。当已经为团块产生足够的NO时，装置控制器关闭等离子体室内的等离子体，而同时继续操作泵。该额外泵送的反应气体穿过回路和患者输送装置，以净化包括NO的输送装置的系统，由此缓解呼吸之间的NO

应当注意到，当装置从再循环转换为开环患者输送时，三通阀与入口之间的气体体积淤塞。在系统的该部分内的任何NO将氧化，形成一些NO

在一些实施例中，再循环回路的容积等于NO脉冲的体积，以便当脉冲被输送时，再循环回路中的整个容积被新鲜的气体代替。在该固定脉冲体积的实施例中，系统通过改变再循环回路内的NO的浓度来改变输送到患者的剂量。回路内的NO的浓度可以通过改变等离子体参数(频率、占空比、AC波形、能量、电流等)和或等离子体持续时间(在下一次吸入事件之前开启等离子体的时间量)来改变。例如，放电频率在1Hz到1000Hz的范围内，占空比从0.005％变化至100％，电流从10mA变化至1000mA，并且能量从0.1mJ变化至10000mJ。

各种因素可以影响通过再循环回路架构的流速。在一些实施例中，通过再循环回路的流速是基于等离子体室设计来选择的，但是也会受到患者输送装置的影响。对于具有在NO生成点与患者之间的较长物理距离和/或较大直径的较长和/或较大容积的患者输送装置(例如，套管、勺状导管或其它输送结构)而言，较高的流速会是必要的，以便实现传输到患者的可接受的传输时间。到患者的流速通常由于患者舒适度的阈值而受限制。在一些实施例中，通过系统的流速被限制为15lpm以防止患者不适。当NO和O

通过输送装置的流速可以在各个NO脉冲内变化。在一些实施例中，使用双流速方法，其中快速的流速用于用NO充注输送装置，随后缓慢的NO流速用于输送NO和净化输送装置。快速充注流速在1slpm至15slpm的数量级上，而脉冲输送流速可以在0.05slpm至15slppm的范围内。在一些实施例中，在NO患者输送期间(在输送装置的端部之外)的NO流速在整个输送持续时间内变化。例如，在一个实施例中，NO脉冲的流速以与吸入流速成比例(或近似成比例)的速率输送。在一些实施例中，NO生成装置内的控制器(例如，微处理器)根据系统架构以各种方式改变通过输送装置的流速。在一些实施例中，通过改变泵速度来改变流速。在一些实施例中，储器内的压力变化以改变气体流速。在一些实施例中，一个或多个阀的开度变化以控制气体流速。在某些情况下，随着NO离开系统，控制器直接地改变NO的流速。在一些实施例中，控制器直接地改变净化气体的流速，所述净化气体以受控的速率间接地推出NO气体。

碱石灰洗涤器被制造有含水量(例如，按重量计算15％至20％)。二氧化氮是水溶性的，并且被碱石灰中的高碱性氢氧化物中和。随着产物气体穿过碱石灰洗涤器，由于产物气体的温暖和干燥，碱石灰内的含水量可以蒸发到正穿过的气体中。当碱石灰内的含水量过低时，NO

由于气体已经流过洗涤器的事实(这通常带来较大的流动限制)，再循环架构也可以对快速呼吸做出迅速反应。对于较慢的呼吸而言，通过将三通阀配置到患者输送位置，可以使用与线性架构系统相同的架构来输送脉冲。这种方法可以通过使系统能够在较慢的流速和压力下操作来节省功率。

图8描绘了用于操作NO生成系统以用于脉动的NO输送的示例性时序。首先打开泵和等离子体。泵和等离子体的定时可以包括以下各项中的一项或多项的函数：呼吸频率、先前吸气开始定时、先前吸气峰值流速定时、先前吸气结束定时、先前呼气结束定时、输送装置净化完成以及其它因素。当呼吸检测发生时，三通阀(再循环阀)切换以沿输送装置(例如，套管)发送NO。进气阀打开，同时允许补充空气进入系统(附图中未示出)。NO沿输送装置行进，在约20ms至150ms内到达患者的鼻子。一旦已经生成期望量的NO，等离子体室就关闭，但是泵一直持续到所有NO都已经输送到患者为止。一旦所有NO已经被输送到患者，套管就已经用空气净化。在一些系统中，作为安全手段，通过输送系统发送额外的空气。然后，泵关闭，再循环阀变为闭环位置，并且进气阀关闭。脉冲输送子系统保持在空闲状态，直到再次对再循环回路充注的时间为止。虽然该输送系统净化方法被显示为具有再循环架构，但是借助许多架构设计可以实现将NO发送到输送系统中且随后反应气体的团块净化输送系统的方法，包括具有加压洗涤器/加压旁路方法或线性架构。

流动偏转架构

如上所述，通过洗涤器建立流动会花费相当长的时间，长达数百毫秒。例如，在一个实施例中，从上游泵开启的时间开始，洗涤器下游的流速从零增大到3ppm花费250ms。建立通过洗涤器的目标流速所花费的时间量与通过洗涤器的初始流速、上游流速、上游压力、洗涤器内的空隙空间、洗涤器几何形状和洗涤器流动限制有关。会能够的是建立洗涤器流动的时间可以超过对于NO脉冲输送可用的窗口。图9描绘了示例性架构220，其使得能够在呼吸检测之前通过洗涤器建立流动。反应气体流过等离子体室222、泵224和洗涤器226，并且由三通阀228(或等效物)引导，所述三通阀228(或等效物)将气体引导回到环境或引导到用于冷却的装置中。一旦期望脉冲输送(例如，在呼吸检测时)，则等离子体室被打开，并且三通阀被定位成引导流动朝向患者。在一些实施例中，等离子体在较早的时间开启，并且过量的NO从系统释放，从而消除了对洗涤器充注的延迟，所述延迟花费120ms以上。在已经产生期望量的NO加上任何排出的NO之后，等离子体室关闭，并且流动继续沿输送装置进行，以从输送装置净化掉含有NO的团块状气体。在输送装置被净化之后(通常基于时间)之后，三通阀返回以引导反应气体流离开远离患者。在一些实施例中，远离患者引导的流动在释放之前被洗涤掉NO和/或NO

外部再循环架构

恒定浓度回路

在一些实施例中，如图10所示，NO气体从治疗控制器230循环到输送装置232和返回到控制器230。气体输送装置包括用于使含有NO的气体朝向患者流动的管腔和用于使含有NOx气体远离患者流动的单独管腔。这两个管腔可以在位于患者附近的连结部处接合。在一些实施例中，输送系统232(例如，套管或面罩)可去除地连接到控制器。在一些实施例中，额外的管腔可以用于氧气输送、呼吸检测和冗余NO输送。在该实施例中，系统包括气动通路，其可以使连续的含有NO气体流循环到患者和返回。这允许将新鲜的加压NO定位在患者附近，从而减少从呼吸检测至NO到达患者之间的时间。

在一些实施例中，NO控制器在再循环回路内的连结部处保持恒定的NO浓度。等离子体活动被控制为向新鲜的反应气体中给予NO剂量以及使NO取代因氧化和与洗涤器相互作用而损失的NO。在一些实施例中，NO传感器被包括在再循环回路中以监测NO浓度并且用作进入等离子体控制中的输入。在NO浓度需要增大的情况下，等离子体室开始产生更多的NO，并且回路内的浓度需要一个或多个循环才能均匀化到新的浓度。在一些实施例中，在再循环回路内测量NO

再循环回路内的流速可以与患者流速相同，或者也可以大大超过患者流速。对于减少的NO氧化和吸入的NO

在一些实施例中，使用额外的排气三通阀来释放再循环回路的内容物。在一些实施例中，所释放的气体在释放之前穿过洗涤器(例如，NOx洗涤器)，以防止可能伤害患者、护理人员和附近其它生物的环境污染。当再循环回路内的浓度需要降低时，可以同时使用排气阀和进气阀。在这种情况下，随着循环气体的一部分通过排气阀释放，再循环回路内的内容物可以与源自于进气阀的可变量的新鲜空气混合。在治疗期间的任何时候和在治疗结束时，再循环回路可以通过完全地打开进气阀和排气阀并且通过操作泵来净化NO和NO

用于脉冲输送的外部再循环

在一些实施例中，外部再循环架构与推/拉方法一起使用，以产生脉动的NO并且将其迅速地输送到患者。当是输送NO脉冲的时候时(通常在呼吸检测触发信号之后)，系统打开泵和等离子体室以将脉冲沿套管发送到患者。通过利用闭环进出套管，NO脉冲可以更快地穿过套管行进到交叉点。当NO脉冲到达交叉点时，三通阀可以开始供应新鲜的补充气体以替换NO脉冲的体积。这种方法使系统在呼吸之间没有任何NO，从而降低形成NO

具有外部再循环设计的脉冲生成和输送提供如下好处，即，除了推动脉冲通过套管以外，还将气体牵引通过再循环回路而进行更快的脉冲输送。较低的传输时间可以减少在洗涤器与患者之间发生的NO氧化，从而降低吸入的NO

套管中可以有多种位置，其中流入NO路径和流出NO路径可以相交。在一些实施例中，交叉部是简单的开放式管道连接。在一些实施例中，沿一个或多个管腔的流动借助阀被阻隔。图11A描绘了套管240的实施例，所述套管240具有在患者颈部的底部处的交叉点。NO进入患者和NO离开(远离)患者管腔如由具有方向箭头的实线描绘。任选的氧气管腔如由虚线描绘。在一些实施例中，套管242可以包括位于患者耳朵处的交叉部，如图11B中的示例性实施例所示。在一些实施例中，套管244可以包括位于患者鼻子处的交叉部，如图11C所示的示例性实施例中所示。在一些实施例中，呼吸检测传感器和阀的组合位于颈部的底部、耳朵或鼻子处。离患者鼻子越近，NO行进的距离越短，并且NO输送的速度也越快。

在一些实施例中，含有NO的气体在离开输送系统(鼻尖头、面罩、ET管等)之前对NO

在一些实施例中，控制器将再循环回路内循环的NO的浓度保持恒定，并且基于输送到患者的NO产物气体的量调制剂量。在一些实施例中，输送的气体的量由接近患者的阀的定时、产物气体的流速和NO产物气体的浓度中的一者或多者来控制。在一些实施例中，NO生成装置控制器工作以维持在外部回路内循环的恒定的NO浓度。在一些实施例中，靠近患者的微型阀不需要与生成装置进行数据/信号通信，这是由于微型阀与电池、处理器和压力传感器组合，所述电池、处理器和压力传感器可以通过调节阀/脉冲定时来检测呼吸和控制NO脉冲定时，而与NO发生器的操作无关。在一些实施例中，与NO输送同时地，通过靠近患者的微型阀将代替离开系统的NO的补充空气引入到再循环回路。在一些实施例中，补充空气被引入到NO发生器内的回路。在一些实施例中，当系统内的压力由于输送的气体的损失而下降时，补充空气被引入到系统。在一些实施例中，使补充反应气体(例如，空气)流入系统中是被动的，其中气体从较高压力(例如，环境压力)流到较低压力(例如，真空)。在一些实施例(未示出)中，补充反应气体被主动地泵送到NO生成系统中。

在一些实施例中，NO返回管腔包括用于洗涤返回气体中的NO和/或NO

加压洗涤器架构

随着患者呼吸频率的增加，吸入时间(t

在一些实施例中，NO通过NO系统250、洗涤器生成，并且在输送到患者之前被储存在储器252内，如图12所示。在存在氧气的情况下NO将氧化，形成NO

通过短暂地储存和加压NO，洗涤器不必为每个脉冲用NO充注，这可以花费数百毫秒。这也允许等离子体反应气体流速和通过输送装置至患者的流速进行解耦。将它们进行解耦，从某种意义上说，它们不必是相似的或等效的。如果平均流速是相等的，则泵可以在较低水平下连续地运行，从而降低噪音和振动。如果流速是不匹配的，则储器目标压力被较早地实现，系统刚好在输送时达到储器压力，或者系统在下一次呼吸之前将没有及时地达到目标压力。较早地实现目标储器压力可以通过任何数量的方式进行管理，包括要求泵关闭一段时间或减慢泵速度，或者从储器释放过多的加压气体(例如，经由减压阀通过NOx洗涤器)。在一些实施例中，NO生成系统利用一系列可接受的目标储器压力。这使得当需要较低量的NO时系统能够在较低的压力下操作。这也减小了系统将无法达到输送所需的压力的机会。

储器(例如，净化气体或产物气体)内的压力在一定范围内(例如，2psi至20psi)操作。在一个示例中，当检测呼吸时，储器处于10psi。气体的脉冲从储器输送，并且储器压力降低到较低的压力(例如，8psi)。连续操作的泵将更多的气体推入储器中，从而增大压力。在一种情况下，患者迅速连续地呼吸，并且在输送另一个气体脉冲的时间之前压力仅达到9.5psi。在这种情况下，随着脉冲输送，储器压力从9.5psi下降到7.5psi。压力和储器容积被选择为在没有过多压力损失的情况下为呼吸频率的变化提供充足的余量。

如果患者呼吸频率减慢并且较晚发生随后的呼吸，则连续的泵操作可以促使储器内的压力达到高于10psi的目标。在一些实施例中，NO生成系统在压力的顶端上也具有余量。例如，依据泵速率和患者呼吸频率，一个实施例将在8psi与12psi之间的储器压力下操作。该操作压力的范围可以由控制器基于患者剂量、患者呼吸频率、输送系统几何形状和其它因素中的一者或多者来设定。

控制器通过调节离开储器的气体脉冲的流速和持续时间来确保向呼吸输送气体(例如，NO)的目标摩尔数。治疗控制器可以通过使用储器压力作为计算的流量控制器设置的输入来实现离开储器的目标流速。快速呼吸频率没有耗尽储器的压力，这是由于当在给定的时间量内为更多的呼吸给予剂量时，需要更小的NO脉冲。因此，通过系统的NO的质量流速保持在目标水平(例如，6mg/h)，但是将在多次呼吸中被可变化地解析。

在一些实施例中，脉冲终止时的储器压力是呼吸频率、产物气体流动和储器容积的函数，但不是起始压力的函数。在这些实施例中，脉冲体积将自然地随着产物流速或储器容积的误差和呼吸频率而波动。然而，由于通过系统的产物气体中的NO的质量流速是恒定的并且被控制以产生目标剂量(mg/h)，因此脉冲体积中的任何偏差主要影响呼吸之间的NO的脉冲浓度或分布，而不是平均输送剂量。在一些实施例中，脉冲终止压力没有随着呼吸频率变化并且引起峰值压力变化。例如，以5PSI的最小压力为目标的控制器可以在每分钟40次呼吸下自然地达到6PSI的峰值压力并且在每分钟8次呼吸下自然地达到10PSI的峰值压力。这种方法的一个好处在于，它将永远不超过在呼吸频率的预计范围内的系统的峰值操作压力。

在一些实施例中，如果在当前呼吸间隔(例如，瞬时呼吸周期，平均呼吸周期)下以标称产物气体流速对标称储器容积进行再充填，则控制器通过放电至将引起再充填至设定点的压力来控制到目标峰值储器压力设定点。在一个示例中，以10psi为目标的控制器在每分钟40次呼吸下放电至9psi并且在每分钟8次呼吸下放电至5PSI。如果在该示例中填充储器的产物气体流速具有-10％的误差，则储器将在每分钟8次呼吸下在5PSI和9.5PSI之间操作，以标称脉冲浓度的111％输送标称脉冲体积的90％，从而输送100％的目标剂量。如果呼吸频率改变，则当系统获取新的目标储器压力时，输送到一次或多次后续呼吸的脉冲将太大或太小。随着呼吸频率在平均值附近变化，个体呼吸剂量的任何误差随着时间的推移平均为零。这种方法的一个好处在于，可获得更高的压力来为每个脉冲对输送装置充注。

NO的输送需要最小可接受压力，以满足脉冲输送要求。在一些系统中，气体储器内的压力明显高于最小可接受压力(即，存在有用于满足压力要求的较高余量)。通过在更高的压力下操作，脉动的NO生成系统可以在变化的呼吸频率存在的情况下继续对每次呼吸给予剂量。例如，在患者每分钟呼吸12次呼吸时，在最小可接受压力下操作的系统将需要长达5秒(60/12)处于压力下来进行下一次呼吸。在较高压力下操作的系统具有储备的加压的产物气体，并且在呼吸频率增大的情况下可以立即给予随后的呼吸剂量。在可用的气体体积下也可以具有类似的好处。当给定的气体脉冲离开储器时，较大容积内的压力降低较小。因此，在压力下的较大气体储器通过较少地受到离开储器的气体脉冲的影响而为解决呼吸频率的变化提供了较大的余量。加压储器系统的一些实施例在压力的上端处也具有余量，以及防止对储器过度加压或者当呼吸频率降低时不得不关闭泵。

当等离子体室内的流速和压力恒定时，可以实现更严格的NO生成控制。在等离子体室之后放置的泵将等离子体室与储器内的可变压力分离。该方法还使得能够在更长的时间量内制成NO，减小了在一些实施例中所需的泵的尺寸并且允许电极在更低的生产水平下操作以延长电极寿命。更小的泵更轻、更安静和耗电更少(引起更长的电池寿命)。

另一个好处在于，这种方法还使得加压NO能够在吸入周期中的离散时间点处释放为团块状。在一些实施例中，NO储器包括NO

对NO

在加压NO装置的一些实施例中，NO储器内的空隙空间至少保持用于单个NO脉冲的产物气体的量。在各种装置实施例中，根据NO浓度、产物气体中的氧浓度、装置的便携性程度和产物气体流速，该空隙空间可以在10ml至5000ml的范围内。加压洗涤器内的NO浓度可以从0.1ppm变化高达至10000ppm。进入储器/洗涤器容积中的产物气体流速取决于治疗要求，并且可以从50ml/min变化至15lpm。用产物气体加压的额外容积通过在脉冲的持续时间内保持较高的储器压力来减少脉冲输送时间(即，随着脉冲输送，储器内的压力衰减较慢)。在一些实施例中，储器至少部分地用NO

在一些实施例中，NO储器的洗涤器填充部分至少保持用于单个NO脉冲的产物气体的量。这确保了整个产物气体脉冲在呼吸之间具有足够的时间与洗涤器相互作用，促使NO

离开加压储器的气体必须克服流动阻力，该阻力来自流量控制器、输送装置和其它气体流动路径部件。在治疗控制器的指导下，在储器的出口处的流量控制器提供可变的流动阻力。阻力的变化是调制离开储器的气体流的一种手段。例如，如果阻力为10kPa/slpm、脉冲体积为40sml并且脉冲输送持续时间为400ms，则脉冲需要6lpm(40sml/400ms)的平均流速。为了实现通过系统的6lpm的平均流动，压力要求为60kPa(6lpm*10kPa/slpm)的平均值，并且平均流动阻力要求为10kPa/slpm。因此，储器中的压力的压力开始于60kPa以上的压力，并且结束于60kPa以下的压力。压力下的死区容积的量确定针对给定的脉冲体积将发生的气体脉冲期间的峰值和最小压力。流量控制器(例如，突开阀)可以在脉冲期间被调节，以改变流动阻力，从而实现受控的脉冲流动轮廓。在一些实施例中，期望恒定的流速脉冲流动轮廓。在一些实施例中，脉冲流动轮廓与典型的吸入流动轮廓相匹配。在连续地填充储器的系统(即，泵始终开启)中，降压曲线的斜率将是较小的(即，较慢的)。调节下游阻力的能力使系统能够在各种启动条件下实现相同的脉冲轮廓。在一些实施例中，洗涤器后流量控制器在NO脉冲期间改变其有效孔口尺寸，以考虑洗涤器内的压力衰减并且实现目标NO脉冲流速。通过输送装置的目标NO流速依据剂量、治疗、NO浓度、输送装置、吸入流和其它因素中的一者或多者而从数十ml/min变化到数十lpm。

一些加压洗涤器系统包括加压的非NO气体的源，用于将NO脉冲推动通过输送系统并且从输送系统净化NO。净化气体储器和净化流量控制器内的压力可以被类似地操纵，以便随着储器中的压力衰减以及NO脉冲横穿输送装置的患者端部和从输送装置的患者端部驱排而改变NO脉冲的流速。

NO氧化和损失的计算

在一些实施例中，NO生成系统计算预计在等离子体室与患者之间将损失的NO的量，并且将NO过度产生了补偿的量。NO会由于与O

-d[NO]/dt＝2*e^(K/T)*[NO]^2*[O2]

其中，[NO]和[O

在一些实施例中，氧化损失是基于洗涤器中的当前压力计算的。然后，生成的NO的量被相应地调节。从等离子体室到洗涤器的距离可能表明，使用这种方法，NO流的浓度将发生相位移位，但是我们已经发现，停留时间足以使NO扩散，使得浓度变均衡。这是幸运的，这是由于随着NO团块横穿洗涤器，将难以逐秒地预测实际的氧化损失和所得到的浓度。

NO的非氧化损失用基于NO输送系统的特征的等式进行量化。在一些实施例中，该等式考虑到气体温度、气体压力、气体含水量、时间、洗涤器类型、洗涤器化学性质、洗涤器几何形状、洗涤的死区容积、非洗涤器死区容积、呼吸频率、NO浓度、NO

反应气体流速

随着加压洗涤器和/或储器的压力增大，泵载荷增加，这会减慢泵的速度。在向泵施加恒定压力的情况下，随着储器用压力填充，速度将减慢。这继而可以减缓通过等离子体室和加压储器的反应气体的流速，从而影响NO的产生和/或由于氧化而导致的NO损失。

在一些实施例中，流量传感器测量反应气体和/或产物气体的流动，并且控制器可以被配置为改变等离子体参数(例如，频率、占空比、抖动、电流和/或电压)，以补偿流动差异。这可以基于数学函数、查找表或其它手段。例如，NO生成系统可以被表征为在一系列反应气体流速和生产水平上生成NO。在一些实施例中，控制器从用户/医生/药剂师接收目标剂量水平，并且计算对于每次呼吸所需的脉冲浓度和/或NO摩尔数来作为剂量水平、呼吸频率、一次换气量与剂量的目标子集、湿度、温度和其它因素的函数。在一些实施例中，针对每次呼吸来计算浓度。在其它实施例中，每两次或更多次呼吸更新一次浓度。然后，系统确定对于产生目标生产水平所需的等离子体参数(例如，频率、持续时间、AC波形、抖动、电压)来作为生产水平、反应气体流速、等离子体室中的压力、反应气体中的湿度水平、反应气体中的氧气水平、反应气体的温度、洗涤器类型、输送系统类型、洗涤器老化、预计NO损失和电极老化中的一者或多者的函数。等离子体参数的确定可以通过数学等式、查找表或其它手段来产生。

在一些实施例中，泵速度基于反应气体流速的测量而变化，以便保持恒定的反应气体流速。

在一些实施例中，使用用于反应气体流动的代理者(proxy)(例如，泵速度)来测量反应气体流速。在一些实施例中，经由编码器(例如，光学)或转速表来测量泵速度。在一些实施例中，通过观察与加载和卸载泵隔膜的载荷变化有关的马达电流中的波纹频率来确定泵速度。在一些实施例中，基于无刷马达的换向频率来确定泵速度。在一些实施例中，基于如由加速度计或麦克风所测量的泵的振动来确定泵速度。振动与泵马达和/或泵压头的转速有关。在一些实施例中，借助合适的传感器基于与泵隔膜的操作有关的流动或压力的波纹来确定泵速度。在一些实施例中，基于系统的先前特征，通过大气压力与等离子体室压力之间的差异来测量等离子体室内的反应气体流速。在一些实施例中，通过使用系统内的两个点之间的压力增量(delta)的代理者来测量反应气体流速，其中两个点之间具有已知的气动阻力。

在治疗控制器的指导下，由于向患者输送不同体积的产物气体，储器(例如，旁路或洗涤器)中的压力可以随时间变化。在一些实施例中，基于测量的储器压力值以及泵速度和泵压头对比流速的预定校准来改变泵速度。能够通过在压头增大时更用力地驱动泵(即，向泵马达提供更多的电流)来以这种方式保持恒定的流动。这也允许通过将给定设定泵速度的储器内的预计压力变化率(dp/dt)与测量的dp/dt进行比较来检查泵和压力传感器两者针对彼此的性能。可替代地，一些实施例基于储器压力变化率(dp/dt)来比较预计的质量流速和计算的质量流速，以确保保持目标流速。使用理想气体定律(即，PV/RT＝n)、压力、温度和已知的死区容积，可以在两个时间点处计算摩尔数(n)，以确定时间点之间的质量变化(即，质量流速)。这种方法的另一个特征在于，该方法可以用于检测在系统和/或阻隔的反应气体入口内的气动泄漏。

在一些实施例中，泵具有转速表(例如，编码器)。控制器监测泵速度或每单位时间的储器压力变化(dp/dt)，作为闭环泵速度控制的输入。该解决方案经常与流速传感器组合使用。可替代地，流量传感器可以用作反馈回路的输入。泵速度、流速和储器dp/dt之间的不匹配可以用于检测部件故障。在一些实施例中，质量流被直接地测量或被计算为体积流速、温度和压力的函数。

在一些实施例中，固定体积内的相对于时间的压力变化率可以用于推导进入压力容器的气体的流速。在一些实施例中，洗涤器储器中的压力变化率用于计算反应气体流速并且用作泵速度控制器的输入。这种相同的方法可以用于计算离开系统的产物气体或净化气体的流速作为相应储器的dp/dt的函数。

在一些实施例中，控制器调制泵电压，以在储器和/或环境压力变化时保持恒定的反应气体流动。在一些实施例中，使用具有以上识别的泵速度和/或流速测量中的一个或多个的闭环控制作为反馈来调控流动。在一些实施例中，使用泵流动的前馈模型作为速度、压力、电压、电流和功率中的一个或多个的函数来调控流动。

在一些实施例中，控制器调制泵电压，以在泵载荷变化时保持恒定的泵送速率(例如，转速，RPM)。保持恒定的泵速度引起用于装置的更无害的噪音和振动。在一些实施例中，使用具有以上识别的泵速度测量中的一个或多个的闭环控制作为反馈来调控RPM。在一些实施例中，使用泵速度的开环前馈模型作为速度、压力、电压、电流和功率中的一个或多个的函数来调控RPM。在一些实施例中，前馈控制和闭环控制的组合用于最大化控制器的准确度和响应时间。加压洗涤器架构可以在较低水平下连续地产生NO的情况下、在较高水平下间歇地产生NO的情况下和/或在两者情况的组合情况下操作，以实现对患者的目标NO剂量。在一些实施例中，通过改变具有固定持续时间的放电频率来实现恒定的低生产水平(例如，＜200ppm.slpm)。在一些实施例中，通过具有固定的频率但具有变化的占空比的放电来实现恒定的低水平NO产生。在一些实施例中，根据需要使用抖动方法生成NO。尽管当NO连续地产生(即，连续的一系列放电)时在噪音、振动和功耗方面可以有优势，但是积聚在洗涤器内的NO将老化更长的时间。在一些实施例中，尽可能晚地在洗涤器储器内生成和加压NO以最小化NO氧化。

患者的呼吸频率可以随时间变化。连续的NO发生器将在每单位时间内产生目标数量的NO mg，所述目标数量的NO mg将分布在多次呼吸中。当呼吸之间有长时间的停顿时，连续的NO生成系统会超过NO储器和/或旁路储器内的压力极限。在一些实施例中，一个或多个储器包括减压阀，以从储器释放过量的气体和保持目标压力。在一些实施例中，减压阀是被动的(例如，爆脱阀)，而其它实施例利用基于储器内的压力控制的主动控制阀(例如，背压调整器)。从储器排出的净化气体和/或含有NO的气体可以被直接地释放到周围环境中。在一些实施例中，排出的含有NO的气体在释放之前对NO和/或NO

连续的泵操作在功耗和噪音产生方面有好处。旁路储器(即，净化气体储器)存在挑战，这是由于呼吸之间的时间(呼吸周期)可以改变，使得在快速呼吸频率期间在下一个输送装置净化脉冲之前难以选择将充分地填充旁路储器的单个泵速度，并且当呼吸频率较低时难以防止呼吸之间过度加压储器。图14A描绘了旁路气体储器270的示例性实施例，所述旁路气体储器270借助在储器的出口处的流量控制器274由泵272填充。该附图的顶部处的临界孔口连续地从储器释放气体，以防止储器被过度加压。例如，孔口的大小被设定为在10psi的压力下释放140ml/min。图14B描绘了具有减压阀的旁路储器280的示例性实施例。减压阀的开启压力被设定为等于或高于目标净化气体压力并且低于会损坏储器、流量控制器、泵或其它部件的压力水平。图14C描绘了具有主动控制阀292的旁路储器290的示例性实施例，所述主动控制阀292使用控制器296基于来自压力传感器294的储器中的压力测量来打开和关闭。在一些实施例中，NO输送系统将延长净化气体脉冲，以在一个或多个长呼吸周期之后将净化气体储器压力降低到标称水平。在另一个实施例(未示出)中，泵速度随着压力接近最大压力而减慢。这种方法可以防止泵停止，从而缓解泵失速、降低感知的噪音水平和提高泵的寿命。

在一些实施例中，NO发生器可以允许储器在呼吸之间在延长的停顿期间填充到较高的压力。然后，当发生下一次呼吸时，系统释放比平常脉冲更长的脉冲，以保持给予剂量的运行速率(例如，mg/h)并且将储器压力返回到目标水平。尽管在吸入量内的脉冲放置中有一些差别，但是这种方法可以允许将全部所产生的NO输送到患者。当储器压力达到特定阈值时，一些实施例停止泵和等离子体操作。

洗涤器/隔离材料

在一些实施例中，通过用NO

在一些实施例中，洗涤器(例如，洗涤器介质和空隙空间)的尺寸由对于延长洗涤器的使用寿命所需的洗涤材料的量确定。在一些实施例中，通过对于输送NO脉冲所需的加压气体的量来选择设计中的空隙空间。在一些实施例中，洗涤器的尺寸由对于洗涤器在其使用寿命内在极端干燥的条件下不变干所需的固有含水量来确定。在一些实施例中，洗涤器内的空隙空间可以保持NO产物气体以用于多个NO脉冲(即，多次呼吸)。这使得生成系统能够利用较小的泵连续地流动。额外的停留时间改善了产物气体的NO

NO生成系统的有效内部死区容积包括在洗涤器下游的阀与泵之间的气动部件中的所有容积。这可以包括但不限于接头、气动通路、泵中的死区容积、洗涤器空隙空间和在阀的洗涤器侧上的死区容积。

重要的是最小化洗涤器后死区容积(即，在洗涤器介质与下游阀/流量控制器之间的容积)，这是由于在该空间内的气体在压力下具有较高浓度而无法被洗涤。在该区域中的死区容积越大，通过该区域的传输时间越长，并且NO脉冲之间的NO

在一些实施例中，洗涤器的空隙空间被设计为以下各项中的一项或多项的函数：所需的脉冲定时、目标洗涤器储器压力、洗涤器使用寿命和可接受的吸入NO

吸入的NO

图15描绘了加压洗涤器架构300的实施例。泵302供应反应气体并且使其穿过等离子体室304，在该处等离子体活动将氮和氧转化为一氧化氮。气体进入洗涤器壳体306中。洗涤器下游的流量控制器308当关闭时防止气体流动，从而导致产物气体积聚在洗涤器内。呼吸检测传感器309检测患者吸入，并且控制器(未示出)打开流量控制器以释放一氧化氮脉冲。在一些实施例中，流量控制器是比例阀。这可以是有益的，这是由于尽管来自储器上游的压力变化，一氧化氮脉冲流速也可以被控制。在一些实施例中，通过输送系统的NO脉冲流速被控制为恒定水平(例如，5slpm)。在一些实施例中，流量控制器由二元阀构成。当使用二元阀时，脉冲流动将随储器压力呈指数衰减。在一些实施例中，泵和等离子体室连续地操作以在输送点处保持一致的NO性质。等离子体操作点是自动变化的，以考虑由于洗涤器内的压力随呼吸频率变化而变化所引起的NO氧化速率变化。例如，如果两次呼吸之间有较长的停顿，则更大量的NO将因氧化而损失，并且等离子体活动(例如，占空比)增大。连续的NO生产可以是有利的，这是由于可以使用更小(更轻)的泵。而且，与间歇运行的较大泵相比，连续的操作产生更小的噪音和振动。

在一些实施例中，当洗涤器基于洗涤器/等离子体室处的压力测量达到目标压力时，泵关闭。根据洗涤器壳体内的压力、套管的流动限制和输送装置(例如，套管)的容积，通过输送装置的脉冲传输时间可以是非常快的(～10ms)。在一些实施例中，NO脉冲从输送装置(例如，套管)的一个端部行进到另一个端部花费大致50ms。应当理解，脉冲行进时间可以变化，但是应当短到足以基于吸入事件内的目标窗口和呼吸频率将NO输送到患者。例如，示例性的快速呼吸频率可以是500ms的吸入事件，因此NO气体的行进时间应当使得其可以及时到达患者，以便在吸入事件的目标部分期间待吸入NO。脉冲传输时间越快，脉冲在到达脉冲传输窗口的端部之前的时间就越长。对于给定的患者剂量水平和脉冲流速，使脉冲尽可能长能够利用更低的NO浓度，继而降低吸入的NO

仍然考虑图15中所示的装置，随着洗涤器加压，等离子体室内的压力增大。这改变了电极之间反应气体分子的量，需要更高的电压才能分解(含有N

图16描绘了架构310的示例性实施例，其中等离子体室312位于泵314之前，使得等离子体室内的压力恒定的且低的(接近于大气压)。这可以消除由于洗涤器填充而引起的压力补偿的需要，但是会仍然需要补偿由于天气或海拔引起的大气压差异。在大气压显著地影响NO产生并且需要补偿的情况下，NO生成系统可以测量环境空气压力和/或等离子体室压力，并且改变等离子体参数以实现目标生产水平，而不管压力变化。例如，在一些实施例中，控制器可以测量到，等离子体室低于大气压，并且通过增加放电的占空比来做出响应以延长等离子体和产生目标量的NO。占空比的增加水平基于等离子体室压力变化对代表性系统中的NO产生的影响的特征由等式、查找表或类似方法确定。在一些实施例中，质量流量传感器测量进入等离子体室的反应气体的质量流，并且控制器可以相应地用等离子体参数进行补偿，以产生目标NO生产水平。在一些实施例中，控制器可以利用等离子体室(未示出)下游的NO传感器以用于NO生产的闭环控制，以便控制环境条件(湿度、压力、温度)对NO产生的影响。在反应/产物气体的流速未知的情况下，流量传感器与NO传感器结合使用以测量NO产生(例如，ppm.slpm)。

反应气体的含水量也可以影响NO的产生。图17示出了来自电NO生成装置的示例性实验NO生产数据的曲线图，所述电NO生成装置以1.5slpm的反应气体流量和各种等离子体占空比操作。系统在20℃下用7％RH的反应气体进行校准，并且在各种湿度水平下扫过多个占空比。可以看出，在低NO生产水平下，湿度对NO产生的影响相对较小。随着占空比(连同等离子体室的温度)增加，湿度的影响也增加。湿度补偿方法测量反应气体中的湿度或含水量，并且调节占空比以产生目标量的NO。对于用干燥气体校准的系统，这涉及充分地增大放电脉冲，以便弥补以其它方式损失的产生。如果在具有特定湿度的环境中待使用系统，则可以有益的是用在该湿度下的反应气体校准单元以改进准确度并且潜在地消除对湿度补偿和/或反应气体湿度管理的需要。在一些实施例中，湿度损失算法被存储为查找表。在一些实施例中，湿度补偿因子是从基于先前特征数据的等式导出的。在示例中，用0g/m

在一些实施例中，在NO脉冲释放之后，输送系统继续将含有一氧化氮的气体保留在其中。在一些实施例中，输送系统包括洗涤材料，以去除呼吸之间在输送系统内形成的任何NO

加压洗涤器架构可以向患者产生快速NO脉冲输送。这是由于存在阱上的已洗涤的加压NO以及阱上的加压旁路气体，所述阱上的已洗涤的加压NO可以在呼吸检测的几毫秒内释放到套管中，所述阱上的加压旁路气体将NO脉冲完全地推动通过输送装置。根据输送装置的几何形状，这种方法可以在例如10ms至20ms内向患者输送NO脉冲。有助于NO脉冲输送定时的因素是洗涤器压力、洗涤器空隙空间、输送装置长度、输送系统横截面积、输送系统死区容积、输送系统流动限制和/或过滤器的存在/不存在。

NO脉冲的后缘的突然终止对于肺部的特定区域的准确给予剂量是较为重要的。在输送装置内始终有NO的实施例中，NO的向前流动可以被阻止，但是除非在患者附近存在流量控制装置以外，NO将在呼吸之间渗入患者体内。NO输送装置(其包括接近患者的阀以阻止或重定向NO流动)可以为NO输送脉冲提供干净的终止。可替代地，非NO气体的净化流动可以将NO脉冲推送到患者，并且干净地终止NO脉冲。NO脉冲的突然终止使得NO输送系统能够输送NO，直到输送到吸入事件的特定点，而没有超过该时间点输送NO。例如，一种系统被编程为向500ms的吸入事件的前半部分(即，125ms的脉冲)输送NO但需要40ms来终止NO脉冲，该系统实际上必须输送85ms的脉冲，使得脉冲的后缘在125ms的时限之前完成。相比之下，一种系统可以在5ms内终止NO脉冲并且在脉冲终止之前一直将NO持续地输送120ms到吸入事件中。假定吸入流速本身是脉动的并且最大流速发生在呼吸中期，由于缓慢的脉冲终止而不得不较早终止NO脉冲的系统会导致其中吸入流速为最大值的呼吸中间部分的剂量不足。图18A描绘了缓慢终止NO脉冲的一种系统的示例性性能。为了防止NO输送到吸入体积的不期望部分，系统较早地开始终止NO脉冲。图18B描绘了一种系统的示例性性能，所述系统可以更快速地终止NO脉冲，并且从而在更长的时间段内以目标NO输送速率进行输送，同时仍然仅在输送窗口内输送NO。

输送到患者的剂量可以通过改变以下各项中的一项或多项变化，即：泵流速、等离子体占空比、储器峰值压力、储器浓度、脉冲持续时间、脉冲流速和洗涤器空隙空间。在一些实施例中，NO产物气体在生产之后被稀释。这可以降低浓度，从而降低NO氧化速率。在一些实施例中，洗涤器储器用含有NO的产物气体和未改变的反应气体的混合物填充。未改变的反应气体可以在等离子体关闭的情况下通过等离子体室供应或者从系统内的另一条流动路径供应。产物气体的稀释可以使得NO生成系统能够输送这样的产物气体浓度，即，所述产物气体浓度将由于低端生产限制而无法以其它方式得到。

具有旁路的单泵的加压洗涤器

在一些实施例中，加压洗涤器用于为NO脉冲提供NO的充填。用于非产物气体的第二流动路径用于将NO脉冲推动通过套管并且在呼吸之间用不含NO的气体净化套管。这使得能够在呼吸之间对套管进行净化，以最小化NO的老化，而不必净化洗涤器。净化洗涤器花费时间和气体体积，这可以影响可以由NO生成和/或输送系统支持的NO剂量和呼吸频率的范围。图19描绘了具有旁路设计的示例性加压洗涤器。在该实施例中，反应气体穿过等离子体室320而进入泵322中。三通阀324(或等效物)将流动引导至洗涤器326或旁路通道328。当反应气体传送到洗涤器时，等离子体室开启。当反应气体传送到旁路通道时，等离子体室关闭。在一些实施例中，等离子体室在改变三通阀的状态之前关闭一段时间，以提供足够的时间从等离子体室清除NO并且将所有NO输送到洗涤器路径。

当检测呼吸时，洗涤器下游的阀打开以释放NO的脉冲。在一些实施例中，通过关闭洗涤器下游的阀和打开旁路阀来控制NO脉冲的结束。由泵提供流过旁路通道的流动。旁路流将NO团块沿套管推送到患者。在NO已经清除套管之后，泵可以恢复用NO填充洗涤器。在一些实施例中，泵连续地运行。在一些实施例中，泵在洗涤器填充与旁路流之间的循环中的某一点处暂停操作。在一些实施例中，泵在旁路流之后和在洗涤器填充之前暂停操作。泵的操作取决于泵的尺寸和流速，而较小的泵预计在更多的时间内运行。中小型泵(3lpm或更小)是有利的，这是由于它们消耗更小的功率并且产生更少的声学噪音和振动。在一些实施例中，需要更大的泵(>3lpm)来为旁路流产生足够的流动以按时输送NO脉冲。

具有旁路的双泵的加压洗涤器

图20描绘了具有用于旁路和洗涤器通路的分离的泵330、332的示例性旁路架构。这种设计可以允许独立地设定泵的尺寸和控制泵，用于获得最佳性能。洗涤器上游的阀和洗涤器下游的阀使得系统能够在泵的关闭期间保持洗涤器内的压力而没有静压作用在停止的泵上。该架构可以借助简单的反馈回路简化控制系统，所述简单的反馈回路对洗涤器加压并且触发洗涤器下游阀以响应于呼吸检测和定时/压力而打开。上部泵提供气体流以在从洗涤器释放NO脉冲结束时沿输送系统推动NO脉冲。在一些实施例中，产物气体通路以恒定的速率流动，而旁路流是间歇性的，仅当需要旁路流来向患者输送NO脉冲时才操作。

在一些实施例中，反应气体和净化气体是相同的。例如，反应气体和净化气体两者均可以是大气空气。在一些实施例中，反应气体和净化气体是不同的。例如，两种气体之间的湿度水平可以是不同的。在一些实施例中，例如，反应气体湿度被控制为改进对NO生成的控制。在一些实施例中，反应气体被完全地或几乎完全地干燥以用于可预测的NO产生和/或防止系统内的水冷凝。在一些实施例中，净化气体被完全地干燥。在一些实施例中，净化气体被干燥到其将不在系统内冷凝的水平。净化气体的任何额外的干燥都是以干燥剂的额外质量和/或干燥气体的能量消耗为代价的。在一些实施例中，反应气体和旁路/净化气体的化学成分是不同的。例如，反应气体中的氮/氧比可以是50/50以提高NO的产生，并且净化气体的氮/氧气比可以与大气空气相同。在一些实施例中，净化气体具有较高水平的N

对输送装置(例如，套管)的净化涉及用不含NO的气体置换输送装置内的含有NO的气体。为了净化整个输送装置，在相同的压力下，净化气体团块的体积必须大于输送装置的内部容积。在一些实施例中，如图12所示，旁路气体被积聚在净化气体储器252中。离开净化气储器的流动通常由二元阀、比例阀或其它类型的流量控制器控制。流量控制器被激活以开启净化过程。在一些实施例中，流动在设定的时间量内是活动的，所述设定的时间量对于气体以由气动设计所规定的流速完成输送系统的净化来说是足够的。在一些实施例中，当储器压力达到目标最小值时，流动被主动地停止(例如，关闭阀)。这种基于压力的方法可以考虑到由于扭结、扭曲、制造差别和其它因素所导致的输送装置流动限制的差别。这些相同的脉冲流动控制方法适用于NO团块。

空气压缩机架构

在一些实施例中，旁路架构中的流动路径从系统中的共用储器供应气体。图21描绘了这种示例性系统340，其具有对聚集器加压的一个或多个泵。在一些实施例中，泵流速被设定为使得泵可以连续地运行，从而匹配来自两个流动路径的气体的需求。泵的连续运行在声级、泵总质量和功率消耗方面提供优势。当泵连续地操作时，声级得到改善。可以减少泵总质量，这是由于单个泵而不是两个独立的泵向两个通道提供所需的气流。类似地，当被适当地设定尺寸时，单个泵比两个单独的泵会需要更少的功率。

在一些实施例中，通过等离子体室的流动由流量控制器控制。在一些实施例中，流动被控制为处于恒定的流速下以用于生成NO。在NO生成结束时，相当于等离子体室的死区容积和通向流量控制器的流动路径的额外气流被流入洗涤器中，以防止NO进入旁路气体流。旁路流由单独的流量控制器控制，所述单独的流量控制器由来自聚集器的压力驱动。

加压洗涤器，加压旁路(PSPB)架构：双泵

图12描绘了NO生成系统的实施例，所述NO生成系统利用独立的泵以用于旁路和洗涤器流动路径。来自等离子体室254的产物气体被收集在洗涤器256中，并且旁路气体被收集在储器252中，所述洗涤器256和所述储器252中的每个都具有相应的压力传感器258、260(分别为P

洗涤器在两次呼吸之间用NO填充。当呼吸检测发生时，洗涤器下游的流量控制器开启NO气体的流动。根据所需的流量分辨率和流量范围，流量控制器可以由多种类型的流量控制器装置构成，所述多种类型的流量控制器装置包括但不限于一个或多个二元阀、质量流量控制器或一个或多个比例阀。NO脉冲形状(即，持续时间和流动轮廓)与NO洗涤器浓度、阀正时、洗涤器内的流动限制、洗涤器压力、洗涤器内的空隙空间和泵流速有关，但不限于NO洗涤器浓度、阀正时、洗涤器内的流动限制、洗涤器压力、洗涤器内的空隙空间和泵流速。NO脉冲的后缘的形状由旁路流设定，所述旁路流与旁路储器压力、输送系统死区容积和旁路泵流速有关。NO脉冲可以依据控制方案和治疗参数而引起洗涤器的部分或完全减压。加压旁路的使用使系统能够更快地推动NO脉冲通过套管，从而创建方形NO脉冲形状的更多部分。能够以更锋利的后缘终止脉冲使脉冲能够在不期望的时间处(在呼吸后期或甚至在已经停止吸入后)在不给予剂量的情况下保持NO质量流速(浓度*流速)更长的时间，从而允许在给定的患者剂量下对肺部进行越广泛的治疗，NO的浓度越低。

图22描绘了加压洗涤器/加压旁路设计350的实施例，其具有离开产物气体洗涤器352的气动流动路径。流动路径通向用于分析产物气体的一个或多个气体传感器354。通过传感器流动路径的流速是被动的(例如，临界孔口)或是被主动控制的(例如，流量控制器)。在一些实施例中，使用测量NO浓度的传感器。在一些实施例中，测量用于NO测量中的补偿的流速。NO测量可以用作对NO生产控制算法的反馈，以补偿系统内的NO氧化、反应气体性质、洗涤器老化、NO损失和其它影响的变化。在一些实施例中，采样气体在采样之后被引入进入的反应气体流(图22中的流动路径A)。在一些实施例中，采样气体返回到大气(图22中的流动路径B)。在一些实施例中，采样气体在引入大气之前针对NO和NO

图23描绘了用于加压洗涤器/加压旁路系统的示例性时序的图。从上到下，绘制了若干参数。顶部曲线描绘了吸入流速，其中吸气为正值并且呼气为负值。暗矩形描绘了与吸入流相比向患者(输送系统的近侧端部)输送NO脉冲的定时和相对流速。下面的下一条曲线描绘了产物气体泵，所述产物气体泵牵引反应气体通过等离子体室。在所示的实施例中，产物气体泵(其被标记为“洗涤泵”)在恒定水平下连续地操作。在其它实施例中，产物气体泵间歇地操作。例如，产物气体泵可以一直操作到洗涤器储器压力达到阈值并且继而停止为止。在一些实施例中，用以特定压力为目标的比例积分微分(PID)控制器来控制气体泵速度。在一些实施例中，气体泵在其接近目标压力时减慢其泵送速度，但不完全停止。这可以帮助泵在克服阻力泵送的同时重新起动。

下面的下一条曲线示出洗涤器压力。随着时间的推移，洗涤器用NO填充。当释放阀打开时，洗涤器内的压力降低，如由下面的下一条曲线所示。在所示的实施例中，洗涤器内的压力在脉冲结束之前不降低到零表压。在其它实施例中，压力在每个脉冲结束时达到零。脉冲结束时的压力与洗涤器/储器的容积、洗涤器/储器的压力、脉冲的持续时间以及输送装置的流动限制有关。

在所描述的实施例中，等离子体活动是连续的。这并不是说等离子体本身是连续的。依据所需的NO产生水平，以特定频率和/或占空比对等离子体进行脉冲处理，以产生目标水平的一氧化氮。通常，当有气流通过等离子体室时，等离子体通常是活动的。应当注意到，一氧化氮产生的目标水平大于目标患者剂量，以便考虑系统内的预计氧化和损失。

下面的下一条曲线描绘了连续开启的旁路气体泵。在一些实施例(未示出)中，泵开启的时间足以对旁路储器加压并且继而关闭。在下一条曲线中描绘了旁路储器内的压力，其中压力增加到目标水平(例如，10psi)。当旁路阀打开时，气体离开旁路气体储器以将输送系统内的NO推送到患者。在旁路气体以比由泵提供的速率更快的速率离开储器时，旁路储器内的压力降低。当旁路气体阀关闭时，旁路气体储器的流出停止。这通常是在经过足够长的时间后完成的，所述足够长的时间是输送装置已经净化掉含有NO的气体的时间加上一些安全余量(如图所示)。在实践中，还可以基于旁路储器内的压力达到特定最小压力或压力增量来确定阀关闭时间。这有助于确保特定体积的气体已经离开固定容积的储器以置换输送系统内的气体体积，并且帮助克服会由于输送系统的流动限制的差别所导致的净化时间的差别，所述输送系统的流动限制的差别可以由于折曲、扭结、制造差别和其它因素而出现。

图24描绘了示例性NO生成和输送装置360的外部。该装置被容纳在外壳中，所述外壳可以承受流体进入、跌落冲击和电磁干扰屏蔽。外壳具有用户接口362、可去除电池364、可去除气体调节筒(GCC)366、肩带附接点368和用于去除GCC的释放按钮370。

图25描绘了在去除了GCC 382的情况下的示例性NO生成和输送装置380。GCC通过在对准特征部384(例如，鸭尾槽)上滑动来与装置几何形状配准(register)。气动连接部386在安装GCC时被配准。当完全地就座时，保持特征部388将GCC锁定在适当位置中。该示例性设计包括到GCC的五个气动连接部，两个气动连接部用于经调节的(例如，干燥的、过滤的、VOC洗涤的)反应气体进入NO装置(一个到等离子体室并且另一个到旁路泵)，一个气动连接部用于产物气体流出到洗涤器，一个气动连接部用于产物气体从洗涤器返回，以及一个气动连接部用于将NO/净化气体传送到输送装置。在一些实施例(未示出)中，经调节的反应气体通过一个气动接头离开GCC，并且从该气动接头分叉成等离子体室和旁路泵通路。

图26描绘了在外壳打开的情况下的示例性NO生成和输送装置390。用户接口板392在用户接口的下方被安装在装置的顶部上。用户接口板与用于通知警报的扬声器394、用于在电力系统故障时发出警报的压电蜂鸣器396、一个或多个指示器LEDS以及用于接收用户输入的麦克风398相接合。在一些实施例中，用户接口板包括专用处理器以用于驱动用户接口和与治疗控制器交互。这种特定的设计利用加压旁路流以在NO脉冲之间净化输送系统。必要的旁路储器容积通过彼此流体连通的两个储器400、402来实现。控制板404(例如，用户接口板或治疗控制板)包括电路以用于NO生成控制、泵控制、一个或多个传感器、传感器信号调节、警报处理、电源管理、数据采集、无线通信(例如，天线)、用于数据存储的存储器以及用于运行装置软件的一个或多个处理单元。筒释放按钮406可以用于释放GCC。歧管408可以提供将反应气体、产物气体和旁路气体路由通过系统的气动通路。比例阀410用于如根据准确和及时的患者剂量的需要来成形NO气体和旁路气体流。压力传感器412用于监测等离子体室压力、洗涤器压力、旁路储器压力和输送装置压力(用于呼吸检测和/或扭结检测)。

图27描绘了在图26中所示的系统的相对侧上的装置390的内部部件。装置的顶部具有用户接口。在旁路储器400的下方是高电压(HV)壳体414，其包封高电压变压器416和等离子体室418。在一些实施例中，高电压壳体用硅树脂、环氧树脂或类似材料封装，以防止在等离子体室外侧的漏电和击穿。在一些实施例中，高电压电路在谐振频率下操作。一些系统能够测量谐振频率。谐振频率的偏移可以指示高电压部件(例如，变压器)的故障。电池座充420接收可更换的、可再充电的电池409(如图26所示)。系统包括当通过电源插座430连接到外部电源时对电池充电的电源电路。系统还包括内部电池(未示出)，所述内部电池在更换电池期间保持系统接通并且在卸下主电池时发出警报。系统还包括肩带环422、用于GCC的气动连接部424、泵426和比例阀428。在一些实施例中，装置外壳由金属、聚合物和金属涂覆的聚合物中的一种或多种制成。

图28描绘了用于非固定的NO生成装置的示例性用户接口440。所描绘的每个特征部都有带灯的背景光。例如，当NO治疗有效时，诸如“eNO”符号的治疗指示器441被点亮。警报静音按钮442临时地取消警报声音(例如，2分钟)。电池状态指示器444指示是否安装了电池(当安装了电池时为绿色，而当电池已卸下时为红色)。分段环充当电荷指示器446，以通过点亮1个到4个分段来指示电荷水平。在一些实施例中，光围绕圆圈从一个分段移动到另一个分段，以指示正在进行充电。服务指示器448当点亮时指示需要服务。当检测到呼吸时，呼吸检测指示器450点亮。筒状态指示器452描绘了气体调节筒的状态。在一些实施例中，筒状态指示器分别点亮绿色、黄色或红色以指示OK、警告或故障。在一些实施例中，GCC的壳由筒状态指示灯(其类似于光管)照亮，以提供额外的照亮表面。

图23描绘了顺序流动的NO气体和净化气体。在该应用中，脉冲的浓度是洗涤器内的浓度减去在脉冲通过输送系统传输期间发生的任何NO损失。在一些实施例(未示出)中，洗涤器内的NO浓度由传感器测量。在一些实施例中，洗涤器内的NO浓度作为反应气体性质(O

该架构允许产生更高的瞬时流动来给输送装置充注。这在减少NO输送时间、在呼吸中更早给予剂量的能力以及由于更短的传输时间而降低NO氧化方面提供了好处。在一些实施例中，通过在充注期间更多地打开流量控制器来实现快速充注流动。在其它实施例中，当NO和净化气体同时地流动时，实现充注。输送装置的快速充注可以是有益的，这是由于它缩短了呼吸检测与NO输送之间的时间，使吸入事件的较早部分能够被给予剂量。随着输送装置被充注，输送装置的内容物(通常是净化气体或空气)被推送到患者并且用全浓度或稀释的产物气体代替。

加压洗涤器/加压旁路架构的又一个特性在于，当流入系统中的流入量(反应气体)和平均流出量(NO+空气团块)平衡时，该加压洗涤器/加压旁路架构可以使两个泵能够连续地运行。这种架构对等离子体室和洗涤器的死区容积也不敏感，如由于输送到患者的NO的量仅仅是浓度和从洗涤器释放的量的函数，所以等离子体室和洗涤器的死区容积与剂量体积有关。

在图29所示的示例性实施例中，来自洗涤器的流动和来自旁路通道的流动重叠(即，同时地发生)了一段时间。例如，图29示出了与图12的加压洗涤器/加压旁路架构有关的性能的示例性图。当两个流动重叠时，它们的流量总和保持在安全阈值和患者舒适阈值以下。在一些实施例中，流量总和等于5lpm。重叠流动提供了以下好处：1)加压洗涤器通道内的有限NO充填量在较长的时间段内分散，对吸入体积的较大部分给予剂量，2)由于流速保持较高，所以NO的传输时间保持最小。这帮助最大限度地减少NO氧化和NO

可以借助比例阀、质量流量控制器、针阀或在每个气室的出口处的其它流量控制装置来控制离开加压洗涤器和加压储器的流动。当使用二元阀时，压力可以随时间衰减，并且流速可以随时间呈指数衰减。图30描绘了示例性加压洗涤器/加压净化系统的性能的图。曲线460表示洗涤器阀打开(开度＝1)和关闭以将NO引入输送装置。曲线462表示净化气体储器阀打开以将NO推到输送装置的端部。曲线464描绘了输送装置内的流动。可以看出，随着压力在相应的储器内衰减，通过输送装置的流动衰减。曲线466描绘了NO脉冲到达患者处。在NO脉冲后的额外的净化气体流动确保输送装置在呼吸之间已经清除了NO和NO

当使用比例阀时，随着时间的推移，离开洗涤器的流速可以被控制到特定的流速。在一个示例性实施例中，NO输送系统被设计成以特定的流速输送不同浓度的气体。通过以正确的量混合来自洗涤器的产物气体和净化气体来实现这一点，以在特定的流速下实现NO的特定浓度。在一些实施例中，例如，离开加压洗涤器和旁路储器两者的流量均为都是5lpm的目标流速的一半(例如，分别为2.5lpm和2.5lpm)。一旦已经将目标量的NO输送到输送装置，含有NO的气体流动停止并且旁路气体流动继续将含有NO的气体推送到患者。在一些实施例中，旁路气体流动以低于目标流速的流速(例如，目标流速的一般)继续。在一些实施例中，在停止向输送装置输送NO之后，旁路气体流速增大到目标气体流量。这种方法提供了将NO脉冲的最后部分尽可能快地推动通过输送装置，以最大限度地减少传输时间和有关的NO氧化。在一些实施例中，通过流量传感器(未示出)测量正被控制的气体的流速。在一些实施例中，气体的流速是从相应的储器(即，洗涤器储器，净化储器)压力的变化率来计算的。

将NO扩散到呼吸的较大部分上的另一种方法是在患者呼吸中多次在NO气流与旁路流之间交替，如图31所示的示例性图所示。一旦检测到呼吸，就会从洗涤器释放NO产物气体的团块。随后是旁路气体的团块。目的是将NO输送分散在吸入体积的较大部分上，期望NO团块在输送过程中和在患者体内将扩散到净化气体中。图中示出的团块大小相同，但是他们也可以不同。在净化气体团块小于输送装置的容积的情况下，最终的净化气体团块更大，这是由于最终的净化气体团块将从输送装置彻底地推出NO。

旁路气体和NO气体的混合点可以处于NO发生器内或处于输送装置内，如图32A和图32B所示。图32A描绘了NO发生器470的实施例，其中NO路径和旁路路径在装置内相交。该实施例利用三通阀，所述三通阀提供较少的阀的好处。在一些实施例中，三通阀是比例阀，而在其它实施例中每条路径都是二元的(打开/关闭)。图32B描绘了NO发生器472的实施例，其中通过旁路通道和NO通道的流动在NO发生器内保持独立并且在输送装置473内合并。图32C描绘了NO发生器474的实施例，其中NO管线和净化管线在控制器中是独立的并且使用输送装置478中的洗涤器476洗涤NO管线。

图33A、图33B和图33C描绘了用于相同的吸入流动模式的示例性NO脉冲轮廓。每个NO脉冲都以相同的流速输送，如在y轴上所指示的。对于这些示例性场景，期望的是仅在吸入体积的前三分之二(66％)期间输送NO。出于该说明的目的，在图33A、图33B和图33C中所描绘的场景中的每个都具有相同的呼吸检测和通过输送系统的NO传输时间。图33A描绘了一种系统，所述系统在终止向患者输送NO方面是缓慢的。这代表了图3中所示的线性系统的性能，其中一旦NO被关闭，反应气体就通过洗涤器和输送装置行进到患者以净化系统，耗时数百毫秒。由于供NO穿过系统的时间量较长，在NO生成停止后的时间量内，NO继续以降低的浓度达到患者。在一些场景中，NO输送定时超过了目标定时窗口，并且在呼吸中的较晚期给予剂量，潜在地对一些患者的肺部的不健康部分给予剂量。

图33B描绘了一种对于关闭NO流动来说缓慢的系统如何可以在吸入事件中较早地关闭以防止对肺部的非目标(即，不健康)部分给予剂量。在该附图中NO的阴影面积较小，这表示在作为时间函数输送的脉冲内的NO分子。为了向患者输送与图33A中的摩尔数相同的摩尔数，NO的浓度必须更高。这种更高的浓度通过NO脉冲的更暗的阴影来描绘。更高的浓度增大由NO氧化为NO

图33C描绘了可以快速地终止NO团块的系统，例如，加压洗涤器/加压旁路系统。NO脉冲通过关闭在洗涤器的出口处的阀而迅速地终止，并且加压旁路气体将该脉冲后缘通过输送装置快速地推送到患者。这种方法使得NO系统能够在目标吸入窗口的较大部分以目标浓度输送NO。这种方法还使得NO系统能够输送更低浓度的产物气体，这是由于可以输送更大体积的NO，如由图33C中的NO矩形对比图33B的梯形脉冲形状所示。如上所述，较低浓度的NO相对于NO氧化和吸入的NO

图34描绘了显示延长NO脉冲的另一个示例性方法的图。在检测呼吸时，在NO路径的出口处的流量控制器释放较高初始流速以充注套管并且使NO团块的前缘到达输送装置的近侧(患者)端部(点A)。在已经将大致等效于输送装置的容积的体积引入输送装置中之后，流量控制器部分地关闭以减慢NO通过输送装置到达患者的流速(点B)。这种较慢的流速高效地延展了向患者输送NO脉冲的持续时间。通过完全地关闭NO流量控制器(点C)并且使旁路/净化气体以相同的流速流过输送系统(点D)来管理NO脉冲的后缘。在这样做的过程中，NO气体以恒定的速率被推动通过输送装置，直到NO气体已经全部地离开输送装置的近侧端部为止，此时净化气体流动被关闭。在一些实施例中，净化气体在较短的时间量内保持打开较久，以确保输送装置被净化(E点)。这种方法可适用于加压洗涤器/加压旁路架构，但是可以提供这些脉冲轮廓的任何其它架构都可以是可适用的。图35呈现了来自利用加压洗涤器、加压旁路架构的NO脉冲装置的实际示例性数据。实线表示通过输送套管的气体流动。虚线表示进入套管中的累积的气体流动(合并的NO和净化气体)。在检测呼吸时，NO气体以较快流速从洗涤器释放，直到套管被充注为止。然后，NO流速减慢，如可以参见实线值的减小和虚线中的斜率变化。在脉冲输送的中途，目标量的NO已经被输送到输送系统。净化气体开始从旁路储器流动。流动数据中的涟漪指示从一个流源到另一个流源的转换。旁路气体推动NO气体通过套管的剩余部分并且继而停止。该特定示例是在400毫秒的目标NO脉冲长度和20bpm的患者呼吸频率下生成的。

在一些应用中，例如，在较高呼吸频率下，NO脉冲的体积可以小于输送装置的容积。如图36所示，NO的团块被释放到输送装置中(点A)。呼吸检测与NO释放之间的任何延迟(无论是有意的还是系统所固有的)并没有在图36中描绘。虽然如与输送装置的容积有关的团块的体积可以变化，但是在该示例中所释放的团块的体积仅为输送装置的容积的1/2。系统以较快速率(点B)释放净化气体，以将NO团块推进到输送装置的近侧端部，但不从输送装置中排出。然后，净化气体流速减慢(点C)，以便计量以缓慢速率从输送系统的端部出来的NO，从而在吸气的较大部分上引入NO。图34和图36中所示的NO脉冲对呼吸的较大部分给予剂量。这种方法对肺部的较大部分给予剂量，例如，这对于在低氧环境条件下寻求性能增强的健康患者来说是有利的。

患者吸入具有起始点、吸入流速的斜坡、最大吸入流速以及吸入流速回零的下降。在一些实施例中，吸入流动曲线的形状已经被建模为正弦波、矩形或梯形的正部分。当恒定浓度的NO被引入到变化的吸入流速时，吸入中的NO浓度将变化。图37描绘了一种脉冲输送方法的示例，所述脉冲输送方法改变NO脉冲流速，以便改进一次换气量的给予剂量部分内的NO浓度的一致性。NO在点A处被引入输送装置。NO在点B处被净化气体推动通过输送装置。离开输送装置的NO的流速在点C处变化。

图38描绘了示例性实施例，其中套管被同时流动的NO气体和净化气体充注(点A)。这具有将NO稀释到目标浓度并且由于较高的流速而使充注输送装置所需的时间最小化的效果。稀释和减少传输时间两者提供了减少NO氧化的益处，从而减少吸入的NO

当NO流动和旁路流动同时地发生时，会必要的是控制两种流动中的一者或两者的流速，以确保组合的流速不超过流速阈值(例如，患者舒适度阈值)。同样重要的是，来自一个储器的流动不抑制来自另一个储器的流动。在一些实施例中，流量控制器位于每个储器(旁路和洗涤器)的出口处，以确保适当的流动。在一些实施例中，利用单向阀来确保来自一条路径的流动不流入另一条通道中。单向阀的示例是止回阀、鸭嘴阀、球窝阀、质量流量控制器等。

用于将NO脉冲放置在吸入体积的目标子集内的另一种方法是延迟NO脉冲输送。NO脉冲到达患者多早通常受到对于检测呼吸、释放NO和/或沿输送系统长度输送NO所花费的时间限制。在一些实施例中，期望的是进一步延迟NO引入到患者。这种延迟可以被设计为将NO放置在肺部中的特定位置内和/或治疗吸入体积的较大子集。在一些实施例中，延迟的脉冲与呼吸的较高速度部分重叠，所述呼吸的较高速度部分对应于更有弹性的健康的肺部。图39A和图39B描绘了具有相同的吸入轮廓但不同的脉冲定时的示例性场景的图。图39A描绘了紧接在呼吸检测和传输时间之后在吸入内尽快输送NO脉冲。图39B描绘了在NO脉冲通过输送系统输送之前发生的延迟。尽管能够在施加定时延迟之前通过输送系统部分地发送NO脉冲，但是这涉及在输送系统内的较长时间的NO老化并且会引起较高的NO

在一些实施例中，脉冲延迟的幅度是动态的。在一些实施例中，脉冲延迟与呼吸频率有关联。在一些实施例中，在一系列n次先前呼吸中测量呼吸频率。在一些实施例中，脉冲持续时间是如由NO输送系统测量的呼吸频率的函数，其中较短的持续时间用于较快的呼吸频率并且较长的持续时间用于较慢的呼吸频率。脉冲输送延迟与呼吸频率之间的关系可以在查找表或等式中获取，并且该关系被NO输送系统控制器用来确定用于输送的每个NO脉冲的延迟持续时间。

在一个示例性实施例中，NO输送系统的目的是将100毫秒的NO脉冲输送到呼吸的中间。这种类型的方法可以用于对肺部和/或气道的特定区域给予剂量。该示例性系统平均需要50毫秒来检测呼吸，并且另外需要20毫秒来将NO从装置输送到患者。因此，70毫秒的延迟与输送的每个脉冲相关联。对于诸如每分钟40次呼吸的快速呼吸频率，吸入持续时间为0.5秒，并且中点发生在进入呼吸后的125毫秒。假设输送NO脉冲花费70毫秒，则系统不增加额外的延迟，使得脉冲输送在70毫秒处开始，并且一直持续到170毫秒为止，从而在大约125毫秒处跨越吸入的中点。随着呼吸频率的减慢，吸入事件通常更长。例如，当呼吸频率为每分钟12次呼吸时，吸入事件可以持续一秒钟以上。以70ms的延迟尽可能快地输送NO将使整个NO脉冲早于中间呼吸目标。因此，在较慢的呼吸频率下，在这种场景下，NO脉冲被延迟以在适当的时间开始，所述适当的时间使得脉冲能够跨越呼吸的中点。在呼吸持续1秒的示例中，呼吸的中点为500毫秒。NO输送的目标开始时间是进入呼吸后的450秒。考虑到输送时间(20秒)和呼吸检测时间(50秒)，NO脉冲应当在380毫秒的延迟后释放。在该示例中，对于在每分钟12次呼吸至每分钟40次呼吸的范围内的呼吸频率，延迟将被计算如下：D＝-26.5*RR+1061，其中D＝以毫秒为单位的延迟，RR＝以每分钟呼吸次数为单位的呼吸频率。对于超过或小于规定的呼吸频率范围的呼吸频率，将分别没有延迟或有380毫秒的延迟。

用于NO脉冲的流速可以借助流量传感器直接地测量或者通过比较流动限制之前和之后的压力来测量。在一些实施例中，洗涤器压力和储器压力与流量控制器下游的压力(流动限制的一种形式)进行比较，其中NO气体和旁路气体合并。下游压力传感器通常是呼吸检测传感器的补充，这是由于呼吸检测传感器通常具有较低的范围并且将在NO脉冲事件期间饱和(即，栏杆(rail))。在一些实施例中，比较洗涤器之前和之后的压力以确定通过洗涤器的流速。上游压力与下游压力之间的差异与流量控制器设置(例如，孔口尺寸)结合可以用于确定通过流量控制器的流速。在一些实施例中，洗涤器/储器内的压力和流量控制器设置用于模拟流入套管中的流动。在许多情况下，通过输送装置的流动限制被认为是恒定的，但是在不同的输送装置之间会有所不同。在一些实施例中，NO装置控制器可以感测输送装置的类型并且相应地调节压力增量与气体流速的关系。在一些实施例中，已知容积(例如，洗涤器或旁路储器)中的压力变化率可以用于确定气体流速。NO流速对于充注输送装置和/或将NO脉冲定位在输送装置内的特定位置中是必要的。流速乘以时间来计算体积。将该体积与已知的输送装置容积进行比较，以了解输送装置容积的多少已经被NO脉冲置换和/或NO脉冲的前缘位于输送装置内的何处。当NO脉冲相对于输送装置的容积较小并且NO脉冲将被定位在输送装置的近侧端部(即，患者)处时，已知体积的净化气体可以使用相同的方法来用于将NO体积沿输送装置推动已知的距离。

图40描绘了NO生成系统500的示例性设计，所述NO生成系统500借助净化气体对流地冷却等离子体室。如图40所示，等离子体室502至少部分地由净化气体流动导管覆盖。在一些实施例中，等离子体室上的散热片增加了热传递。在一些实施例中，等离子体室的出口端口是金属的以增加热传输。在一些实施例中，净化气体流动的方向与产物气体流动的方向相反，使得最冷温度的净化气体可以用于最大化热交换。在一些实施例中，净化气体的流动路径具有导电层或完全由导电材料构成，使得所述净化气体的流动路径可以用作法拉第笼以屏蔽系统的其它部分和/或外部装置和用户免受电磁干扰。在一些实施例中，在用净化气体填充的等离子体室周围的容积用作用于净化气体的加压储器504。在一些实施例中(未示出)，净化气体在穿过泵并且被加压之前流过等离子体室。

加压洗涤器、加压旁路架构：单个泵

图41描绘了具有加压洗涤器的NO生成系统510的实施例，所述加压洗涤器具有与单个泵一起工作的加压旁路架构。该实施例提供了潜在的重量和功率节省。在一些实施例中，泵512首先根据由旁路储器压力传感器516测量的储器压力Pbr将旁路储器514填充到目标压力。可以首先对旁路储器进行填充，这是由于与将随时间氧化而形成NO

在一些实施例中(如图41所示)，泵继续运行，将气体引导出气动系统(图中标记为“排气”)。在一些实施例中，在一些实施例中该释放的气体用于冷却NO生成装置的外壳。当呼吸检测发生时，下游洗涤器阀522打开以释放洗涤器压力来输送NO。然后，下游洗涤器阀522关闭，并且下游旁路阀524打开以释放旁路气体来将NO脉冲沿输送系统推送到患者。然后，旁路下游阀被关闭，以便可以用气体重新填充旁路储器。下游阀可以是各种类型的流量控制装置，包括但不限于二元阀、比例阀或质量流量控制器。

图42描绘了NO生成系统530的示例性实施例，借此单个泵532连续地运行，从而同时地提供旁路通路和NO生成通路。这种方法不同于图41中所描述的方法，其中泵连续地运行，但是顺序地向两条流动路径提供气体。每个支腿上的流量控制器都确保流动与每个支腿的比例都符合所需的比例。该实施例提供的优点在于使用单个泵而不是两个泵，从而降低质量、尺寸和噪音。在一些实施例中，流量控制器是简单的固定孔口。

推/拉架构

图43描绘了推/拉架构540的示例性实施例，所述推/拉架构540包括具有分流器的外部再循环回路以创建内部再循环回路。推/拉架构被设计为通过在NO脉冲被朝向患者推送时降低NO脉冲下游的压力来更快地输送NO脉冲通过输送系统。在一种操作模式中，在NO输送到患者之前，在内部再循环回路内产生NO。在三通阀542上方的任选的流动限制544(例如，临界孔口)可以用于将流动限制与输送装置相匹配，以便当系统从再循环变为NO输送时帮助维持通过等离子体室546的恒定流速。在NO脉冲输送的时间处(通常在呼吸检测之后)，NO流动从内部分流器流动变为沿输送装置的外部回路流动(“推”)。这种方法可以允许用于以下目的：1)在呼吸检测的时间处已经建立了新鲜的加压NO的流动，消除了与通过洗涤器建立流动相关联的延迟，以及2)套管内的返回流动除了在更快的传输时间推动脉冲以外，还帮助沿套管牵引NO脉冲(“拉”)。当NO脉冲到达输送装置内的交叉点时，可以通过拨动三通阀548来停止返回流动，以允许新鲜空气进入系统中，迫使NO流动朝向患者行进并且补充气体以进入系统。在一些实施例中，三通阀和/或新鲜空气源是输送装置的一部分。由NO脉冲到达交叉点的定时可以基于系统的特征，并且是气体流速和通路容积的函数。该特征对于特定的NO发生器/输送系统组合来说通常是独特的。在一些实施例中，NO控制器被编程为具有系统的时序特征。在系统的患者端部处的止回阀550防止返回管线从患者端部拉入空气。

在一些实施例中，用于推/拉架构的典型操作顺序如下：步骤1)在内部再循环回路中产生NO；步骤2)在检测呼吸时，将NO推送到患者，而同时将气体通过套管中的返回管腔拉回；以及步骤3)当NO脉冲靠近流出管腔和返回管腔的交叉点时，将源气体改变为来自外部源，从而阻隔被牵引的气体流动。在一些实施例中，步骤3的定时基于对在NO生成装置与交叉点之间的输送装置的气体流速和容积的理解。例如，NO控制器可以标记从由NO开始沿输送装置行进的点开始的时间。在一些实施例中，NO脉冲到达返回点所花费的时间量被计算为在三通阀542(点A)与返回点552(点B)之间的输送系统的容积除以产物气体流速。在一些实施例中，从阀542到返回点552的时间量对于处于不同的产物气体流速下的系统而言是表征的。在一些实施例中，系统仅以单一产物气体流速操作，并且对于每种类型的输送装置而言传输时间基于系统特征是已知的。

图44描绘了开环的推/拉架构560的示例性实施例。第二泵用于沿输送装置牵引脉冲。从输送装置返回的气体可以被排放到大气中，这是由于该气体不含有NO/NO

图45描绘了脉动的NO输送装置570的示例性实施例，所述NO输送装置570包括等离子体室572、泵574、洗涤器576以及具有出流管腔和回流管腔的套管578。在该实施例中，NO可以作为脉冲产生并且在呼吸检测之前朝向患者发送。NO被生成并且朝向患者发送到输送装置中。气体沿输送装置流动到交叉点并且朝向控制器回流。先前在输送装置内的空气被驱排出三通阀580。一旦检测呼吸，三通阀就重新引导流量，使得两个管腔都连接到泵并且流向患者。在一些实施例中，加压洗涤器和/或储器用于帮助推进气体。该实施例允许NO脉冲在呼吸检测的时间处更接近患者，但是在呼吸之间的整个持续时间内不老化。在某些情况下，在NO脉冲到达交叉点之前检测呼吸。在某些情况下，NO脉冲经过交叉点并且在呼吸检测之前返回到控制器。这两种情况(以及两者之间的任何情况)都是可接受的，这是由于套管的两个NO管腔都在流动朝向患者流动以将NO输送到患者的情况下清空。

在一些实施例中，随着NO被输送到患者，输送装置管腔中的流量比可以基于NO的位置以及将每个管腔中的所有NO送到患者体内需要多少流量而变化。例如，如果在呼吸检测的时间处所有NO脉冲都已经经过交叉点，则可以通过返回管腔输送更大量的流动，以加快NO输送到患者。通过管腔的实际流量比将是基于对输送装置长度、体积和流速的理解，以了解NO脉冲在输送装置内所处的位置。在一些实施例中，流出管腔与患者之间的流速比率由每个管腔中的流量控制器(未示出)控制。

具有分离的干燥剂室的加压旁路

图46描绘了具有加压洗涤器的NO生成系统590的实施例，所述加压洗涤器具有加压旁路架构。反应气体(例如，环境空气)进入系统并且经过热交换器592，所述热交换器592冷却等离子体室和/或产物气体。空气流动穿过洗涤器594(例如，活性炭、高锰酸钾、分子筛中的一种或多种)以去除污染物(例如，VOC)，并且继而分离成3个分离的流动路径：未干燥的旁路流动路径、干燥的旁路流动路径和干燥的反应气体流动路径。未干燥的旁路流动路径上的固定孔口平衡了通过旁路干燥剂室的流动，以提供在升高的压力下将不在系统内产生冷凝水的气体混合物。在两个旁路气体流动合并之后，它们被过滤并且穿过泵，所述泵将对储器596加压。从储器流出的气体由储器下游的流量控制器(例如，阀)控制。与旁路储器流体连通的压力传感器向系统控制器提供压力测量。旁路储器内的压力被监测，并且可以依据治疗剂量、呼吸频率、输送装置和其它因素而改变。在一些实施例中，泵将储器填充到特定压力，并且继而停止填充储器。在储器压力部分地或全部地释放之后，泵再次起动以在储器内产生压力。在一些实施例中，泵速度被调制到与所需的NO气体的输出流动相匹配的水平，使得泵可以连续地运行。

继续参照图46，空气还穿过干燥剂室，所述干燥剂室被设计为从进入的空气去除水。在一些实施例中，将所有的水从空气去除。在一些实施例中，所去除的量足以防止系统内的冷凝，但是不能完全去除水。然后，气体穿过微粒过滤器并且相对湿度传感器测量湿度。在一些实施例中，利用相对湿度来检测干燥剂是否按要求发挥作用。如果湿度没有达到目标，则系统可以提醒用户更换干燥剂和/或移动到更干燥的环境中。在一些实施例中，湿度测量被用作NO生成控制器的输入。湿度对NO产生造成的影响可以高达40％。当反应气体的湿度是已知时，NO发生器可以改变等离子体参数，以弥补由于湿度造成的生产损失。然后，反应气体穿过等离子体室，在该处反应气体被等离子体室内的等离子体被加热，并且N

这种NO+空气(也被称为产物气体)穿过泵并且收集在用NO

图46还示出了来自可去除地连接到NO发生器的氧源的流动。氧气流穿过NO发生器，并且进行一个或多个测量：例如，压力，流速。氧气流在NO出口点附近离开NO发生器，以促进将NO和氧气流运载到患者的双管腔输送装置的连接。与NO和/或氧气连接部流体连通的一个或多个压力传感器感测套管内的压力波动，以用于输入到呼吸检测方法中。当通过输送装置的流动受阻时，这些相同的压力传感器可以用于检测输送装置的扭结或其它类型的部分或完全阻塞。这些压力传感器还可以用于基于脉冲输送期间的低于预计的返回流动限制(如由当输送脉冲时推动脉冲所需的较低压力水平和/或储器内的较快压力衰减所指示的)来检测输送装置的不存在或不完全连接。输送装置连接部总体上被设计(例如，键控)为防止NO和氧气管腔的反向连接。在一些设计中，当NO脉冲通过氧气管腔而不是NO管腔发送时，由于背压降低，NO输送装置可以检测到反向连接。如果输送装置丢失或安装不正确，则NO输送系统可以用警报向用户提醒该问题。

加压洗涤器或加压净化气体储器内的衰变率(或其缺乏)可以用于检测输送装置中的阻塞或扭结。与储器流体连通的压力传感器也可以用于通过用流速表征压力随时间的变化率来量化进入和/或离开储器的气体的流速。

剂量控制

在一些实施例中，给予患者的NO的剂量基本上是每单位时间输送到患者的NO分子的摩尔数。NO以与患者吸气同步的脉冲形式输送。将NO脉冲化具有多种益处，包括但不限于节能、针对肺部的特定部位、最大限度地减少NO/NO

在一些实施例中，在NO生成和/或NO输送之前，控制器监测一系列呼吸的定时并且计算平均呼吸频率。然后，控制器基于目标患者剂量和平均呼吸频率来计算和/或查找每次呼吸的NO质量。在确定每次呼吸给予剂量的起始点之后，控制器根据呼吸频率开始给予剂量。用移动的平均值跟踪呼吸频率，并且每次呼吸的剂量随时间而变化以保持目标给予剂量运行速率。在一些实施例中，呼吸频率被计算为加权平均值，其中将更多的权重应用于更近期的呼吸。NO浓度、NO摩尔数、储器压力、流速、NO脉冲持续时间和净化压力中的一者或多者可以随每个脉冲而变化，以保持目标给予剂量速率。

在一些实施例中，NO生成系统基于规定的剂量(例如，6mg/h)确定目标NO产生速率(例如，ppm.lpm或μl/min)。控制器基于系统的测量(例如，温度、压力、湿度)、反应气体流速和用于以ppm-lpm为单位的生产的查找表来设定等离子体活动(例如，占空比)。低流速的变化基本不影响生产率，因此NO生成系统的一些实施例不补偿基于流速的产物气体内的浓度的变化。这些系统仅考虑到由于通过系统的传输时间的改变所导致的NO损失的可变性，所述通过系统的传输时间的改变是由于呼吸频率的变化所导致的。总的来说，在这些系统中，呼吸频率实际上并不影响NO的生产设置，系统只是使用呼吸周期(呼吸频率的倒数)来确定释放多少NO。

图47描绘了显示以6mg/h(即，100ug/min)的给予剂量速率对患者进行一分钟的示例性治疗的示例性图。X轴是跨越1分钟的时间。Y轴表示以微克为单位的输送的NO质量和以每分钟呼吸次数为单位(BPM)的呼吸频率。累积的剂量(虚线600)随着NO脉冲的输送而随时间线性地增加，使得在60秒内已经输送了100ug的NO。基于一个或多个最近的呼吸周期计算每次呼吸的瞬时呼吸频率(线602)。在该示例中，瞬时呼吸频率是基于单次呼吸的持续时间，并且在每分钟10次呼吸到每分钟30次呼吸之间变化。输送的NO的量(线604)与瞬时呼吸频率成反比。换句话说，输送到特定呼吸的NO摩尔数与自上次呼吸以来的时间量成比例。每次呼吸的NO输送的这种变化适应了呼吸周期的变化，以保持准确的给予剂量速率。在恒定浓度的NO系统中，通过改变NO脉冲的流速和持续时间(即，脉冲体积)来改变输送的NO质量。在一些实施例中，例如，较长的呼吸周期与较长的NO脉冲相关联。

图48A、图48B和图48C描绘了显示以特定肺内浓度为目标的脉冲气体(例如，NO)给予剂量策略的实施例的图。图48A示出了目标肺内浓度(直线、水平虚线)与实际肺部浓度(较短的斜线)。图48B描绘了随时间推移的患者呼吸。深色区域表示吸气，并且浅色区域表示呼气以及呼吸之间的任何停顿。应当注意到，吸入的持续时间因呼吸而异。气体输送装置不知道当前吸入事件何时将结束。气体输送装置也不知道下一次吸入事件何时将发生。装置可以确定用于一次或多次先前呼吸的呼吸周期和吸入持续时间，并且可以使用该信息来预测关于后续吸入事件的注射脉冲定时。在一些实施例中，关于先前呼吸的数据被存储在装置存储器中。图48C示出了给予剂量方案，由此气体输送系统对当前呼吸给予剂量，就好像当前呼吸是先前呼吸一样。在较暗区域期间输送剂量。可以通过气体浓度、气体流速和脉冲持续时间中的一者或多者来实现用于特定呼吸的更高水平的给予剂量。在一个实施例中，医用气体浓度和流速是恒定的，并且唯一的变量是气体脉冲持续时间。从一次呼吸的吸入事件到后续呼吸的气体输送定时的箭头突出显示系统剂量活动是患者的落后一次呼吸。在所描绘的示例中，第二次吸入事件和第三次吸入事件具有相似的持续时间。因此，用于第三次呼吸的NO剂量是对所需的NO量的准确预测。这种准确性被反映在第三次呼吸期间的肺内浓度曲线图中的水平区域中。在另一个实施例中，气体输送系统确定用于当前呼吸的剂量(即，NO的浓度、持续时间、摩尔数中的一者或多者)作为一次或多次先前呼吸的呼吸周期和/或吸入持续时间的函数。这样，系统在给予剂量时总是落后一次呼吸，但是可以将肺内NO浓度保持在可接受的水平内。在其它实施例中，气体输送装置在特定吸入后的两次或多次呼吸持续地输送相对应的剂量。

在某些情况下，无法检测呼吸。可以通过延长一个或多个后续脉冲和/或增加一个或多个后续脉冲的浓度来弥补错过的呼吸。脉冲NO含量的这些增加受到储器的容积和装置的NO生产能力的限制。

吸入的持续时间是呼吸周期的一小部分。对多个患者呼吸轮廓和患者的观察已经表明，用于给定的呼吸周期(或呼吸频率)的吸入持续时间在给定的患者的呼吸频率范围内是非常可重复的。图49描绘了吸入持续时间(y轴)和呼吸周期(x轴)之间的示例性关系。在一些实施例中，该关系在呼吸持续时间上是线性的，其中吸入持续时间是呼吸周期的41％。可以使用这种关系的更复杂的回归，但是对于给定的患者，线性近似通常是足够的。在治疗特定患者时，药物输送装置可以预测对患者给予剂量的最佳时期和最佳量。最佳周期因患者而异，并且也因疾病类型和状态而异。

在一些实施例中，可以为诊所中的给定患者在将患者带着装置送回家之前确定吸入持续时间与呼吸周期之间的关系。在一些实施例中，装置利用在一系列呼吸中感测到的吸入定时、呼气的开始和呼气的结束来建立特定患者的吸入持续时间与呼吸持续时间之间的关系。这种关系继而被存储在系统存储器中，并且在治疗期间被使用。在一些实施例中，利用新数据周期性地更新关系。

在一些实施例中，系统基于如由呼吸频率预测的预计吸入持续时间来计算NO脉冲宽度。在一些实施例中，NO输送系统利用呼吸周期与吸入周期之间的数学关系和/或模型。NO脉冲宽度是吸入周期的函数。在一个具体实施例中，NO脉冲宽度是呼吸频率的线性函数。在一些实施例中，关系/模型的参数(例如，系数、指数等)在每次连续呼吸时被更新。这使得NO输送系统能够在患者呼吸变化时调节到患者呼吸模式，所述患者呼吸变化是由于患者环境、患者活动、输送装置与患者的接口(例如，鼻尖头插入水平)和患者状况而引起的。在一些实施例中，在治疗开始时，在NO的实际输送开始之前，系统针对一次或多次呼吸执行上述计算。

脉冲NO或任何治疗性气体可以在整个吸入事件期间或在部分吸入期间被输送。在一些实施例中，根据患者状况，可以有利的是对呼吸的初始部分给予剂量而不对呼吸的后一部分给予剂量。这是由于一些健康状况促使肺部的最不健康区域最后用空气填充。在用NO对肺部的不健康区域给予剂量可以促进一区域中的血液流动，所述一区域在氧气吸收方面没有那么有效并且在某些情况下使肺内分流恶化。在一些实施例中，NO生成系统在吸入事件的前1/3(时间和/或体积)内输送NO脉冲。在一些实施例中，NO脉冲例如在吸入的前1/2内输送。在一些实施例中，NO或治疗性气体脉冲可以以较慢的流速在较长的时间段内分散(脉冲拉伸)，以便与吸入事件的更多部分重叠，并且将NO或治疗性气体输送到肺部的更多部分中。在一些实施例中，可以选择相同的脉冲持续时间以对应于每一次吸入呼吸，例如，250毫秒，从而对整个呼吸给予剂量。

在呼吸早期输送NO脉冲可以提供为改善通气/输注(V/Q)匹配，以优化患有特定肺部疾病病况的患者的氧合。其它患者(例如，肺部感染的那些患者)可以受益于横过吸入的更大部分的氧气和/或NO输送，对肺部、气道和呼吸道的较晚募集(later-recruited)区域给予剂量。一个问题在于，对于单个患者来说，了解有多少吸入体积对于肺部是通气良好的并且有多少吸入体积对于肺部是通气不良的是具有挑战性的。如果V/Q比率>1的肺部区域被血管舒张并且V/Q比率向1.0的值移动，则这是有益的。然而，如果V/Q降低到1.0以下或者较低V/Q的区域进一步扩张，则患者的氧合将恶化。

朝向吸入结束所吸入的气体行进到患者解剖死区(对成年人来说约为150ml的容积)中，但是不行进到肺泡容积中。示例性患者可以具有500ml的一次换气量和150ml的解剖死区(其占一次换气量的30％)。在实践中，依据患者的大小和一次换气量，解剖死区占一次换气量的20％至40％。一种估计解剖死区的方法是将解剖死区计算为每磅理想体重1ml。依据呼吸频率，解剖死区内的停留时间最多为几秒，并且解剖死区内的NO摄取是不完全的。由此可知，被给予剂量到解剖死区中的NO与所形成的任何NO

在一些实施例中，氧气生成/输送系统和/或NO生成/输送体系可以使针对每个患者的输送的气体脉冲的持续时间、体积、剂量、流速轮廓、浓度和定时个性化。在一些实施例中，患者SpO

在一些实施例中，装置设置是在诊所中与患者一起配置的。装置自动地或通过手动控制扫过脉冲个性化参数(例如，NO摩尔数、持续时间和延迟)，以实现最佳SpO

在一些实施例中，NO脉冲由持续时间、流速和浓度限定。脉冲的体积等于平均流量和脉冲持续时间的数学乘积。这种体积的气体在具有特定传输时间的有限持续时间内输送有限数量的NO分子。在一些实施例中，脉冲气体和净化气体以患者能够容忍的最大组合速率输送，以最大限度地减少传输时间和NO氧化为NO

对于一些患者应用，如肺部疾病(例如，ILD、COPD)，最好对仍参与气体交换的肺部给予剂量。NO脉冲的终止应当是在吸入不参与气体交换的患病最严重的肺部和解剖死区中(没有额外的临床益处)之前和/或是在基于对患病最严重的肺部给予剂量开始降低患者的SpO

在一些实施例中，医用气体脉冲的持续时间是基于对患者呼吸模式的评估。先前吸入事件持续时间的移动平均值用于表征当前患者呼吸模式，并且将医用气体(NO、氧气或其它)施加到吸入量的目标范围。吸入的持续时间被确定为由吸入开始与吸入结束之间的时间差。在一个实施例中，吸入事件的开始和结束被检测为吸入压力信号的过零点。在一个实施例中，医用气体输送装置检测每次呼吸的吸入开始和吸入结束，以便计算吸入持续时间并且继而保持吸入持续时间的移动平均值。然后，装置控制器确定医用气体脉冲延迟和脉冲持续时间，以便对吸入体积的一部分给予最佳剂量。在一些实施例中，被给予剂量的吸入体积的量是吸入体积的30％至60％。

在一些实施例中，输送装置内的压力测量与吸入流动测量相关联，以定制用于特定患者和输送系统的NO输送治疗。在一些实施例中，鼻腔和口腔呼吸被分离地表征。在其它实施例中，这种表征是针对不同水平的鼻套管插入进行的。通过将输送装置压力校准为用于吸入流速的代理者，NO输送系统可以估计吸入流速并且将该流速积分到吸入体积中。在一些实施例中，基于吸入流速、呼吸频率和一次换气量来定制NO脉冲体积、流速、延迟和浓度，以改善剂量准确性和在呼吸道内的目标区域内的放置。

在一些实施例中，NO输送装置同时地输送来自加压洗涤器的气体流动和旁路流动，使系统能够在更长的时间段内分散NO脉冲。这种方法可以是有利的，这是由于这种方法能够在吸入事件的较大持续时间内将NO输送到患者，从而对吸入的气体体积的较大部分给予剂量。通过使旁路气体与含有NO的气体同时流动，可以较早地稀释NO气体，并且将传输时间减到最小，这两者都有助于将NO氧化和吸入的NO

在一些实施例中，在单个吸入事件期间，NO作为多个离散脉冲被引入到输送系统中，以将NO剂量分散在呼吸的较大部分上。在一个实施例中，离散NO脉冲与通过输送系统的稀释和/或旁路流动合并，所述稀释和/或旁路流动在整个吸入事件中可以是连续的(图29)。在一些实施例中，旁路流动是脉冲式的，与NO脉冲是不同相的，以在输送系统内产生NO脉冲串(图31)。

图35描绘了脉冲伸长方法，借此医用气体(在这种情况下为NO)以快速速率流动来充注输送装置。当已知浓度的NO的目标体积(NO质量)已经从洗涤器驱排时，来自洗涤器的NO气体的流动结束。然后，医用气体的流速减慢以将脉冲的定时拉伸到目标持续时间(在这种情况下为400毫秒)。净化气体以相同的流速流动以用于连续的输送医用气体，直到输送系统内的医用气体已经全部输送完毕为止。虚线描绘了在一个气体脉冲期间输送到患者的医用气体的累积体积，而实线描绘了输送系统内的气体流速。在输送装置被充注时，气体流速更高，并且累积体积的斜率更陡。在医用气体开始离开输送系统并且进入患者体内时，系统内的流速减慢，如由实线值的减小和虚线斜率的降低所示。在系统转换到净化气体时，流速和累积体积斜率继续保持其先前的值。一旦已经输送完所有医用气体，通过输送系统的流动就减小至零。

图51描绘了显示从加压洗涤器NO输送系统输送NO和NO

操作特征

输送系统净化

基于箱的NO输送系统通常在输送装置内保持NO柱，并且以先进/先出的方式将NO输送到患者。这种方法产生了两个问题。首先，输送系统内的NO在其等待输送时可以氧化。在基于箱的系统中，通过在氮平衡的情况下输送NO来解决这一问题，从而没有氧气与其氧化。其次，由于NO通常不存在于患者环境中，所以输送系统内的NO由于其压力和强扩散梯度而可以从输送系统的近侧端部(即，患者端部)泄漏。为了解决这些问题，一些实施例在呼吸之间用非NO气体净化套管中的NO。净化包括用更惰性的气体置换输送装置内的所有或几乎所有含有一氧化氮的气体。净化的频率可以改变。在一些实施例中，在将NO的每个脉冲输送到患者之后进行净化。这防止输送装置(例如，套管)内的NO+空气老化，所述NO+空气老化导致NO

图52描绘了具有净化特性的基于箱的NO输送系统610的示例性实施例。高压力且高浓度的NO被存储在箱/气缸612中。压力任选地通过调压器614降低。NO气体的压力水平使用压力传感器616(P

继续参照图52，空气由泵622通过过滤器620抽吸到系统中。在一些实施例中，空气过滤器是20微米。空气积聚在储器624中，其中内部压力(P

脉冲排队

在一些实施例中，在下一次呼吸之前，脉冲在输送装置内排队。脉冲排队涉及在注射时间之前将一定体积的含有NO的气体定位在输送装置内。这样做是为了减少NO在输送装置内老化的时间量和减少由NO体积的前缘到达患者的传输时间。依据计划输送的NO气体的体积，输送装置内排队的体积的量可以从非常小(几毫升)变化到更大(数十毫升)以到达输送装置的内部容积。

脉冲排队涉及将已知体积的NO引入到输送装置，所述已知体积的NO近似等于或小于输送装置的内部容积。排队通常在呼吸检测之前开始，但是在呼吸检测之前会是不完全的。在一些实施例中，待输送到患者的NO脉冲体积大于输送装置的内部容积。在这种情况下，排队的NO体积等于或略小于输送装置的内部容积，并且高效地用NO充注输送装置。在其它情况下，待输送的NO脉冲具有比输送装置的内部容积小得多的体积。在这种情况下，NO脉冲体积等于排队的NO体积。排队的NO体积被引入到输送装置，并且继而使用不含NO的气体(例如，空气或氮气)向下推送到输送装置的患者端部。在任何一种情况下，NO脉冲被尽可能晚地产生以最大限度地减少NO

NO控制器可以通过多种方式确定将NO脉冲排队的时间。在一些实施例中，脉冲排队与呼吸事件(例如，吸气结束，呼气结束)同时开始。在一些实施例中，在确定开始脉冲排队的时间时，将时间延迟添加到呼吸事件的时间(例如，吸气结束+1秒)。在一些实施例中，所施加的时间延迟是患者呼吸频率的函数(例如，呼气开始+呼吸周期的移动平均值的20％)。这是通过记录一系列呼吸中的两次或更多次呼吸事件的时间来实现的。例如，在一个实施例中，治疗控制器记录用于所检测的每个吸入事件的时间。在另一个实施例中，治疗控制器记录用于相隔5次呼吸的两次呼气事件的时间。然后，治疗控制器确定平均呼吸周期。这是通过当记录每个呼吸事件时计算平均呼吸周期来实现的。所述平均呼吸周期被计算为当仅记录开始时间和结束时间时持续的时间除以呼吸事件的数量。一旦确定了呼吸周期，就将呼吸周期乘以一分数来确定延迟。在一些实施例中，分数是编程到系统中的固定数字。在其它实施例中，分数是呼吸周期的函数。在一些实施例中，分数由治疗装置基于患者呼吸模式的特征(例如，在呼吸频率范围内的典型吸气与呼气的比率)来确定。

在确定使NO脉冲在输送装置中排队的正确时间之后，治疗控制器依据系统的气动架构以各种方式使脉冲排队。例如，在线性架构中，治疗控制器引导泵产生流动并且引导等离子体室产生NO。在正确的时间量内生成NO，以生成目标数量的NO分子，包括对系统中的损失的过度预期。然后，系统关闭等离子体并且继续操作泵以将NO团块推送到输送装置中的排队的位置。在具有加压洗涤器/加压旁路架构的另一个实施例中，治疗控制器通过控制NO和旁路气体流量控制器从洗涤器释放目标量的NO和适当量的净化气体，以使NO脉冲在输送系统内排队。

图53A、图53B和图53C描绘了脉冲在系统内排队的示例，所述系统基于从吸入结束起的延迟将NO脉冲在输送装置内排队。在该示例中，NO脉冲的体积小于输送装置的容积。吸入波形曲线图上的向下箭头显示了所描绘了的时间点，所述时间点在输送装置没有NO的情况下在吸气结束处。图53B显示了在相对于吸入结束的有意延迟之后脉冲被引入到输送系统。图53B的时间点刚好在延迟之后，使得NO已经开始进入输送系统。将NO推入输送系统中，直到将目标摩尔数的NO已经引入到输送系统加上弥补预计损失(例如，泄漏、氧化等)所需的任何额外NO。然后，用非NO气体(例如，旁路气体，反应气体，空气，氮气，氧气，惰性气体(例如，氩气))将脉冲推送到输送系统的近侧端部。图53C显示了在NO脉冲已经被推送到输送装置的端部之后的NO脉冲。脉冲将保持在该位置中，直到脉冲被输送(这通常是在呼吸检测事件之后)为止。脉冲的输送涉及用额外的气体(通常为非NO气体)推动NO脉冲。在一些实施例中，随着老的脉冲被输送出输送系统，新的NO脉冲被引入到输送系统。在其它实施例中，多个NO脉冲可以被堆叠在输送系统中，由净化气体分离。这最可适用于非常长的输送系统，其中通过输送系统的传输将花费比呼吸周期更长的时间。

图54A和图54B描绘了脉冲排队示例，其中待输送的NO脉冲具有比输送装置的容积更大的体积。在该示例中，脉冲在呼气结束处排队，但是脉冲可以在呼吸周期内的其它时间点处排队。图54A描绘了用不含NO的气体填充的输送系统。图54B描绘了用含有NO的气体填充套管的NO控制器。在一些实施例中，含有NO的气体是产物气体。在一些实施例中，含有NO的气体是稀释的产物气体。在一些实施例中，含有NO的气体是来自箱的含有NO的气体。一旦含有NO的气体的前缘到达输送装置的近侧(患者)端部，NO控制器就停止NO的流动，从而高效地为输送装置充注。图54C描绘了NO团块通过用惰性的、不含NO的气体推动NO气体穿过输送装置而输送到患者。在NO脉冲被完全地输送之后，系统返回到图54A中所示的状态。

在一些实施例中，输送装置用洗涤材料为内衬，以便在脉冲等待输送时脉冲被洗涤。

在一些实施例中，输送装置内的湍流诱导特征部促进混合产物气体并且改善产物气体的整体洗涤。在一些实施例中，使用静态混合器。在其它环境中，洗涤器材料被形成为静态混合器的形状。

控制器设计

内部机箱(Chassis)

在一些实施例中，NO生成装置包括由弹性体材料制成的内部歧管。这种方法可以充分利用弹性体材料的材料性能以在底切和型腔中模制。例如，可以在不使用增加重量和潜在泄漏点的接头的情况下将储器容积模制成弹性体歧管。弹性体歧管还可以为系统添加减震和振动容限。在一些实施例中，传感器用弹性体材料包覆模制，以提供气密密封并且简化安装。在一些实施例中，硅树脂由于其显著的减震性能和NO相容性而被用作弹性体材料。

泵选择

通过NO生成系统的气体推进通常由泵产生。可以使用任何类型的泵，例如，隔膜、螺丝、涡旋、压电、齿轮、活塞、离心泵和蠕动泵。每种类型的泵都具有与能耗、声学噪音、机械振动、流动脉动性、质量、压力产生、快速改变速度的能力、流速范围等有关的优点和缺点。在非固定的应用中，声音产生和振动是用户体验的关键因素。在一些实施例中，具有压电致动的泵用于其无声地提供通过系统的气体(反应气体或产物气体)的非脉动性流动的能力。

隔膜泵产生脉动性流动。脉动性流动引起等离子体室内的压力波动。等离子体中的NO产生受到反应气体压力的影响。在一些实施例中，等离子体活动被控制为在反应气体压力循环中在一个或多个特定压力水平下发生，以提高NO产生准确性。在一些实施例中，反应气体压力被连续地监测，并且等离子体活动针对反应气体压力值被实时地连续调节。

还应当注意到，本文提出的许多架构可以利用压缩气体发挥作用。例如，图55描绘了利用净化气体的压缩气体罐640和NO气体的压缩空气罐642的系统的实施例。控制器(未示出)与控制离开气体罐的流动的流量控制器644、646相接合。这种方法使得NO输送系统能够通过将NO气体与净化气体混合来输送一定浓度范围的NO气体。气体可以对于任何持续时间而言在呼吸内的任何时间点处输送。在每次呼吸已经将目标摩尔数的NO引入到输送系统之后，净化气体推动NO通过输送系统，消除了NO在呼吸之间氧化或泄漏到环境中的可能性。净化气体可以是氧气、空气、氮气或其它不含NO的气体中的一种或多种。

室冷却

用电生成NO可以导致等离子体室的加热。在未经检查的情况下，这种热可以积聚并且对NO发生器造成损坏，和/或灼伤处理装置的患者或临床医生。因此，在某些应用中，冷却等离子体室是较为重要的。在一个实施例中，借助来自环境的强制空气使用风扇或等效物实施冷却。在其它实施例中，内部气体流动(反应气体、净化气体和/或产物气体)用于对流地冷却等离子体室。当存在湿度时，加热这些气体具有降低冷凝倾向的额外好处。

图40描绘了用净化气体对流地冷却等离子体室的示例性设计。如图40所示，等离子体室至少部分地由净化气体流动导管覆盖。在一些实施例中，等离子体室上的散热片增加了热传递。在一些实施例中，等离子体室的出口端口是金属的以增加热传输。在一些实施例中，为了冷却效率，净化气体流动的方向与产物气体流动的方向相反。在一些实施例中，净化气体的流动路径具有导电层或完全由导电材料构成，使得所述净化气体的流动路径可以用作法拉第笼以屏蔽系统的其它部分和/或外部装置和用户免受电磁干扰。在一些实施例中，在用净化气体填充的等离子体室周围的容积用作用于净化气体的加压储器。在一些实施例中(未示出)，净化气体在穿过泵并且被加压之前流过等离子体室。

图40的另一个特征部在于，该实施例利用流量传感器来测量输送到输送装置的气体的流速。在该实施例中，流量传感器测量产物气体、净化气体及其组合的流速。其它实施例具有位于产物气体管线和旁路管线中的流量传感器，以分别独立地测量产物气体和净化气体的流动。然后，治疗控制器可以将产物气体流动和净化气体流动相加，以了解到达患者的总流动。气体流动测量可以由治疗控制器用作对气体流量控制器的反馈，以控制相应气体的流速。如果当预计流动时没有发生该流动，则流量传感器也可以作为警报的输入，就像当输送装置发生扭结或阻塞时一样。

图56描绘了NO生成系统650，所述NO生成系统650利用通过热交换器的净化气体流动以在产物气体离开等离子体室之后将热量从产物气体中抽出。这可以通过使冷却气体流过泵而在泵寿命方面提供益处。另一个好处在于，流过碱石灰洗涤器的较冷产物气体将从碱石灰去除较少的水分，从而延长洗涤器的使用寿命。

图57示出了NO生成系统660的实施例，所述NO生成系统660通过利用净化气体的产物气体冷却来管理温度。泵662将净化气体抽吸到系统中，在该处净化气体流入分流阀664中。在一些实施例中，分流阀输送固定比率的流动，而在其它实施例中，该比率是可变的。流动的一部分流到旁路储器667，在该处所述流动的一部分一直积聚到下一个净化气体脉冲为止。流动的另一部分通过热交换器行进以从产物气体去除热量。

图58描绘了管理产物气体内的温度的NO生成系统670的实施例。产物气体在离开等离子体室时流过具有散热片的热交换器672。散热片将热传递给周围空气。在一些实施例中，周围空气对流地流动经过热交换器以用于增加热传递。

NO生成装置内的热管理对于保持系统的内部部件的寿命是较为重要的。系统内的温度必须保持在内部部件的工作极限以下。然而，在一些实施例中，内部温度被保持为由内部部件可以承受的温度一样高的温度，同时仍然满足它们的使用寿命要求。这是由于NO氧化速率随着温度的升高而降低。因此，当产物气体保持较热时，NO生成系统可以在产物气体中保留更多的NO。图59描绘了显示NO氧化实验数据的示例性图。用室内压缩空气和氧气将1600ppm的NO气体罐稀释至21％的O

在一些实施例中，借助温度传感器测量产物气体温度。在一些实施例中，产物气体温度被管理在与产物气体接触部件可兼容的最高水平处。例如，当NO生产水平较低且产物气体温度相对低时，不存在产物气体的主动冷却。对比之下，当NO生产水平较高并且产物气体温度较高时，NO生成系统的一些实施例冷却产物气体以防止系统部件的热损坏。

在一些实施例中，NO生成系统被设计为通过保持产物气体较热来将NO保存在产物气体中。存在用于维持产物气体中的热能的各种被动方法，包括使传送产物气体的导管绝缘，利用非导热材料来用于产物气体管路(例如，特氟龙)。存在用于加热产物气体的各种被动方法，包括将产物气体导管路由在固有较热的其它系统部件(例如，等离子体室，泵)附近。还有许多主动加热产物气体的器件，包括电阻加热器、热电加热器、燃烧加热器、放热化学反应加热器等。在产物气体中含有氧气的NO系统尤其受益于洗涤器之后的产物气体加热，这是由于在洗涤器下游形成的任何NO

一次性物

应当注意到，此处的术语“一次性物”适用于NO输送系统的可去除部件，并且包括可再充电的、可重复使用的和半一次性的部件。便携式NO生成装置包括可重复使用的控制器，其包含必要的泵、阀、电池、传感器、气动通路、储器、高压电路、控制电路、软件、电极、等离子体室、用户接口、电源接口等。系统还包括可去除的和/或一次性的部件。例如，NO

洗涤筒设计

图60描绘了具有可去除筒的NO发生器的示例性实施例，所述可去除筒制备反应气体并且洗涤和过滤产物气体。空气进入筒680，并且沿曲折路径穿过干燥剂材料行进以去除湿气。在利用膨胀干燥剂(例如，硅胶)的情况下，提供充足的膨胀体积以容纳处于水合状态中的干燥剂。随着空气离开干燥剂级，空气穿过VOC洗涤器和穿过微粒过滤器，以从环境空气、干燥剂和洗涤器去除微粒。在一些实施例中，微粒过滤器去除具有大于20微米的直径的微粒。在一些实施例中，VOC过滤器位于干燥剂材料之前。在一些实施例中，干燥剂和VOC洗涤器材料分散在共用的室内。在一些实施例中，VOC洗涤器材料和干燥剂材料都是颗粒状的。在一些实施例中，VOC洗涤材料由纯活性炭片构成，并且可以具有用于去除特定污染物(例如，氨)的附加添加剂。然后，气体穿过气动连接部进入控制器中。在一些实施例中，控制器包括VOC传感器(例如，光电离传感器(PID))以检测反应气体中的VOC水平。当VOC水平升高到可接受的阈值以上时，这可以指示以下各项中的一项或多项：环境中的VOC水平超过VOC洗涤器的能力，VOC洗涤器耗尽和/或VOC洗涤器与特定VOC具有不可兼容性。当在反应气体中检测到过量的VOC时，NO生成装置可以产生警报，提示用户更换其VOC洗涤器和/或将其移动到不同的环境。

在控制器侧上，反应气体(例如，预调节的空气)进入等离子体室682，在等离子体室中等离子体将N

图60描绘了控制器上的输送装置连接部686(例如，输出倒钩)。在一些实施例中，输出倒钩替代地位于筒上。输送装置与筒的连接在以与洗涤器/干燥剂筒相似的频率更换输送装置的设计中可以是有利的，例如，当输送装置也包括洗涤材料(例如，洗涤套管)的时候。该实施例对于装置用户而言降低了复杂性和减少了使用步骤。与用户建立的连接相比，该实施例还使制造商能够建立具有更大耐用性和可靠性的、输送装置与筒的气动连接。

图61描绘了具有加压洗涤器和加压旁路架构的NO生成装置690的示例性实施例，所述加压洗涤器和加压旁路架构具有用于每个支腿的独立气体入口。反应气体穿过调节器692，所述调节器692进行以下各项中的一项或多项：微粒过滤、VOC洗涤和水去除。净化气体简单地穿过微粒过滤器694。虚线和点划线描绘了将系统拆分为可重复使用的和一次性的部件的各种方法。所示的所有实施例都将反应气体调节描述为一次性物的一部分。如果入口微粒过滤器的尺寸足够大，则它们也可以是控制器的一部分。每个实施例还涉及可重复使用的或可更换的干燥剂材料。在一些实施例中，干燥剂可以被去除、被干燥和被再使用。

在一些实施例中，如图62所示，示例性一次性部件700(筒)仅包括洗涤器、过滤器和干燥剂。这允许使用两个气动连接部，使得具有较低的泄漏可能性，供插入一次性部件的插入力较低并且一次性部件的质量较小。这也允许输送装置(例如，套管)的使用寿命和洗涤器的使用寿命是独立的。例如，这些情况可以是套管比洗涤器持续时间更长的实例，或者套管可以是非洗涤的套管。如果套管也洗涤气体，则可以有一种独立的方式来跟踪套管的使用和更换。该实施例类似于图60中的设计，不同之处在于不包括干燥剂。

图63描绘了筒设计710的示例性实施例，其中输送装置712直接地连接到筒。当需要以与筒相似的频率更换输送装置时，可以使用该筒设计。在一些实施例中，输送装置被永久地固定到筒。将输送装置和筒永久地连结还使系统能够通过仅检测筒的更换来检测这两个部件的更换。

图64描绘了筒720的示例性实施例，所述筒720在洗涤器与输送装置连接部之间具有弹性体管段。控制器侧上的线性致动器722夹紧管道以阻隔离开洗涤器的流动，使得系统能够对洗涤器加压。这种方法可以最大限度地减少洗涤器与阀之间的死区容积，由此减少呼吸之间在产物气体中形成的NO

图65中所示的系统实施例和筒730与图64中所示的筒的实施例相似，不同之处在于筒内使用了由控制器内的致动器致动的针和座阀。针和座阀的返回致动可以由致动器驱动或者使用弹簧被动地返回。致动器可以是线性的(例如，线性马达、压电致动器、螺线管、气动活塞、螺丝的旋转等)或旋转的(例如，马达、蠕动阀)。

图66描绘了筒740的示例性实施例，所述筒740具有到控制器的电连接742和用于控制离开洗涤器的流动的电动阀744。该实施例使洗涤器与NO阀之间的未洗涤体积最小化，从而使NO脉冲中的洗涤器后、流量控制器前的产物气体的体积最小化，降低了吸入的NO

图67A和图67B描绘了筒750的示例性实施例，其中洗涤器壳体中的端盖用作阀壳体。使用阀致动器754从控制器侧致动销752以打开和关闭阀。这种设计进一步减少了洗涤器下游的洗涤器后、流量控制器前的死区容积和零件计数。在一些实施例中，销是实心的并且完全移入和移出流动路径。在一些实施例中，销在其中具有孔，如图67B所示，类似于喇叭形物中的阀，当阀打开时，所述孔与流动路径对准。在一些实施例中，销被旋转以打开阀，类似于法国圆号阀。在一些实施例中，销通过螺线管在两个方向上运动。在一些实施例中，销通过螺线管在一个方向上运动，而通过弹簧力在相反方向上运动。在一些实施例中，系统被设计为使得阀被通电以释放NO，并且当阀被关闭时不需要电力以节省能量。电磁阀也可以比弹簧更快地打开阀，从而更迅速地向患者输送NO。

图68描绘了筒760的实施例，其中来自控制器侧的致动器762可以加压在隔膜或挡板阀上以控制离开洗涤器的产物气体的流动。这种设计允许有较低的GCC安装力、低成本的一次性使用和低泄漏几率，这是由于隔膜密封是在GCC制造过程中建立和测试的。套管直接地连接到GCC。在一些实施例中，套管以与GCC相同的频率被更换，并且两个部件之间的连接是永久的。这降低了由用户建立部分连接的可能性。

通过要求用户管理更少的任务和服务间隔，将NO生成单元的所有可消耗性部件组合成单个一次性部件，在可用性方面提供了好处。提供多个工艺步骤的气体调节筒当安装它们时需要建立多个气动连接部。每个气动连接部都需要力来连接，并且当它们全部被同时地接合时，会需要相当大的力来插入气体调节筒。图69描绘了减小用于GCC的插入力的GCC 770的实施例。这种设计利用两个交错啮合的共轴气动接头。在所描绘的设计中，上部O型环的直径大于下部O型环的直径，但这并不是必需的。随着用户插入装置，上部O型环首先在点A处接触控制器。用户克服用于插入两个O型环的力并且继续将GCC滑动到适当位置中，克服了来自两个上部O型环的动态摩擦。然后，两个下部O型环在点B处接合控制器。这种方法减少了一次所需的力的量，促进了GCC的安装。在另一个未显示的实施例中，O型环接合是顺序交错的，使得每次仅一个O型环接合，以在GCC插入时使力轮廓平滑。

图70A和图70B描绘了GCC 780的另一个示例性实施例，所述GCC 780用于促进具有多个气动连接部的GCC的安装。闩锁782用于接合GCC气动连接部并且将其保持在适当位置中。闩锁手柄提供了机械优势，使得在较长的行程中施加较小的力。在一些实施例中，闩锁连接到肩带784，如图所示。当闩锁运动到关闭位置时，弯曲的凹槽或狭槽接合GCC上的一个或多个销，并且将GCC拖曳到完全落座的位置中。

套管设计

尺寸

鼻套管用作用于将气体流动从控制器连通到患者的导管。当NO生成装置被佩戴在患者身体上时，在一些实施例中，发现4英尺的长度是功能长度。当患者想要与NO生成装置分离时，例如，当NO装置在购物车中并且患者想要到达货架时，7英尺长的套管功能较好。一般而言，已经设想了1.5英尺至10英尺的套管长度。套管长度与套管死区容积成正比。随着死区容积的增加，有更多的体积需要置换以输送NO脉冲，并且脉冲定时会花费更长的时间。减小套管的直径是在提供可接受的长度的同时保持可接受的死区容积的一种方式。然而，套管内径也有限制，这是由于较小的直径增大了套管的流动限制，需要更大量的压力才能及时输送一氧化氮脉冲。更高水平的压力可以导致NO生成装置内的更快的NO氧化，需要制成额外的NO。这种额外的NO形成是以额外的电能为代价的，需要更大/更重的电池。这些互连特征部的优化导致套管横截面面积相当于内径为1mm至3mm的圆形横截面面积。在一些实施例中，用于具有圆形横截面的鼻套管的NO输送管腔的最佳内径为1.5mm(～1/16英寸)。

长鼻尖头

虽然典型的鼻尖头长度测量为10mm至12mm，但是在氧气和NO治疗期间会需要更长的尖头。长尖头，即测量为13mm至200mm的尖头，在鼻腔深处流体连通，减少了来自环境的呼吸检测干扰和/或环境气体的夹带。这可以引起更清洁的呼吸信号来为呼吸检测分析。较长尖头朝向鼻腔中后部或鼻咽部输送NO和/或氧气和/或其它药物。随着患者经由鼻子吸入，进入患者气道的第一种气体是来自鼻腔。通过将医用气体引入鼻腔中后部，当输送时，医用气体可以更深且更早地行进到肺部中，而没有故意延迟。也可以从该位置输送对整个吸入量给予剂量的长NO脉冲。长鼻尖头的另一个好处在于，它们可以延伸到鼻瓣之外，鼻瓣是鼻部通道内的最小横截面积的区域，其可能以其它方式减慢或阻塞医用气体脉冲输送。这降低了气体输送的背压并且改善了输送的左/右对称性。长尖头的额外好处是消除了与局部尖头插入有关的问题，即，呼吸检测信号的损失和医用气体对环境的损失。长尖头的实际长度可以通过修整其长度来根据特定患者的解剖结构进行调整。

在具有长鼻尖头的医用气体输送系统的一些实施例中，医用气体脉冲在呼气之后但在吸入发生之前输送。这可以在没有医用气体损失的情况下进行，这是由于医用气体将保留在鼻腔中，直到发生吸气为止。在一些实施例中，氧气在呼气之后和吸入之前被输送到鼻腔，以置换鼻腔内的一些或全部富含二氧化碳的气体。各种实施例以脉冲形式输送NO，而其它实施例通过长尖头连续地输送NO。

长鼻尖头的一个潜在缺点可以是鼻孔阻塞(鼻瓣是最窄的部分，并且可以被阻隔)。在一些实施例中，多管腔尖头内的管腔具有不同的长度。输送具有非常具体的剂量要求的潜在有毒气体(例如，一氧化氮)的管腔通过细长的管腔输送，所述细长的管腔到达鼻腔中后部，而具有较低敏感性的剂量要求的安全药物(例如，氧气)在鼻孔内输送。这种方法允许鼻尖头沿其长度逐渐变细，以便减少鼻部通路内的阻塞。

例如，鼻瓣的横截面直径平均为5mm。这为管道穿过鼻瓣提供了足够的横截面积，而没有显著地影响患者通过鼻子呼吸的能力。鼻胃管(即，通过鼻子路由至胃部的管道)较好地由患者耐受数月并且鼻胃管的直径可达到6mm。因此，直径测量为大约3mm的薄壁NO管腔应当具有良好的耐受性。

市场上的鼻套管通常具有两个尖头，以确保在其中一个鼻孔被阻隔的情况下进行药物输送。利用到达鼻瓣之外的单个长尖头输送管缓解了这个问题。在一些实施例中，利用单个长尖头输送管将医用气体输送到患者。

图71描绘了定位在患者头部上的示例性输送装置。单个气体输送管腔790沿患者颈部的一侧一直行进到患者耳朵周围。对于患者而言永存的管腔长度横过患者的脸颊行进到一个鼻孔中，如由实线所示。管腔的插入部分延伸到鼻腔后部中，如由虚线所示。在一些实施例中，管腔的插入部分由较低硬度的材料和/或较薄的壁制成，以最小化组织刺激。单个具有较小直径的管腔可以比传统的鼻套管更美观，所述传统的鼻套管在两个脸颊上都有管、在鼻子下方有接口以及具有两个较大直径的尖头。

在一些实施例中，供应了一种带有长尖头状鼻套管的工具，以帮助插入套管。工具由一个细杆构成，所述细杆与长尖头的近侧端部接合。随着工具插入鼻中，工具随其一起拉动长尖头。一旦长尖头被完全地插入，工具就撤回并且与尖头断开。在一些实施例中，杆的端部被插入尖头材料中的袋中，以用于简单地插入和去除。

图72A描绘了长尖头放置工具的实施例。尖头包括在近侧端部处的袋。细杆被插入袋中。随着杆插入鼻中，尖头被推入到适当位置中。然后，杆被撤回，将尖头留在适当位置中。在一些实施例中，存在两个平行的杆，所述两个平行的杆将两个尖头同时放置到其相对应的鼻孔中。

图72B描绘了长尖头放置工具的实施例。尖头以侧面上的孔为特色。工具以侧面上的钝倒钩为特色。这也可以简单地是钝倒钩的直径增大到超过尖头中的孔的直径。杆的近侧端部通过尖头中的孔插入。然后，工具被插入患者的鼻子中。在完全插入尖头之后，杆被撤回，将尖头留在适当位置中。在一些实施例中，两个尖头被同时地放置。

口腔呼吸检测

在一些实施例中，肺部药物输送装置可以通过吸入的声学声音的差异来识别患者的呼吸模式(口腔对比鼻腔)。可以对来自麦克风的信号进行处理，以检测口腔与鼻腔呼吸之间的声音差异。在一些实施例中，这种差异是为每个患者定制的。

当患者通过其口腔吸入时，鼻腔流动减少，但是通常为非零的。在一些实施例中，NO装置在一段时间(例如，45秒)内还未检测到呼吸之后将发出警报。在一些实施例中，当在一段时间内还未检测到呼吸时，NO输送装置将进入异步脉冲模式。顾名思义，异步脉冲模式与呼吸不同步，但是增加了将一些NO输送到患者的机会。

套管材料选择

NO输送系统由对NO/NO

呼吸检测管腔

在一些实施例中，借助NO生成/输送装置控制器内的压力传感器，通过填充空气的柱测量患者处的压力波动来执行呼吸检测。在一些实施例中，呼吸检测管腔是专用管腔。在一些实施例中，呼吸检测发生在NO输送管腔内。随着NO管腔的直径减小或者随着NO管腔用洗涤材料和/或过滤器填充，压力信号可以减弱，使得呼吸检测更具挑战性。在一些实施例中，套管包括与NO输送管腔平行的专用呼吸检测管腔。在一些实施例中，呼吸检测和NO输送管腔在NO管腔过滤器/流动限制之后不久相交。在一些实施例中，管腔保持分离到更靠近患者的点。

图73A描绘了示例性套管800，所述示例性套管800在控制器802与沿管道长度的连结点804之间具有三个管腔。NO输送管腔805包括洗涤材料806和过滤器808以去除微粒。呼吸检测管腔810也从控制器延伸到连结点。在连结点处，呼吸检测管腔和NO输送管腔相交，并且单个管腔将剩余的距离延伸到患者。第三管腔(例如，辅助管腔812)可以用于输送额外的气体(例如，氧气)，并且从控制器不间断地延伸到患者。在一些实施例中，辅助管腔用于将气体从患者牵引到控制器。在一些实施例中，从患者呼气中对气体采样以用于测量呼出的NO。由于在吸入的NO治疗期间抑制呼出气体中的NO水平，所以呼出NO水平的测量(例如，呼气一氧化氮分数，FENO)可以是NO治疗效果的指示。一些NO生成和/或输送系统对缺乏治疗效果做出反应，如由在具有警报的基线(预处理水平)处的FENO测量所指示。在其它实施例中，系统通过在临床可接受水平的范围内增加NO剂量来做出响应。该同样的概念可以应用于其它类型的输送管，包括将气体流动输送到面罩的管道。

图73B描绘了用于合并NO管腔822和呼吸检测管腔824的输送装置820的示例性实施例。NO管腔在其内部包含洗涤器材料826。在一些实施例中，洗涤器材料是松散介质、装填介质、涂料、共挤压物或细丝插入物中的一种或多种。洗涤器材料可以是纯粹的或与另一种材料复合以改善材料性能，例如，刚度、灰尘产生、韧性、可渗透性、可塑性、可挤压性和其它性能。过滤器828被压入Y形接头830的端部中。NO输送管腔通过倒钩(附图示出)附接到Y形管腔的外侧。也可以使用其它附接手段，例如，粘合剂结合、热结合、溶剂结合、倒钩接头、软管夹和其它手段。呼吸检测管腔连接到Y形接头的另一个支腿，使得NO和呼吸检测路径合并。合并的管腔832横穿到患者输送位置(例如，鼻尖头、面罩、勺状导管、ET管等)。

混合元件

如图74A和图74B所示，两种医用气体可以通过具有双管腔尖头或分叉尖头的输送装置840输送到鼻腔和/或口腔，所述图74A和图74B示出了双管腔套管的剖视图和双管腔套管的侧剖视图。当两种药用气体被同时地通过双管腔尖头输送时，这两种流动彼此相互作用并且与夹带的环境空气相互作用。在一些实施例中，用于气体输送的鼻尖头或口腔尖头包括混合元件，其用于将注射的NO气体与来自吸入的夹带空气、注射的O

伴随的氧气输送

鼻套管可以独立地输送来源于分离的装置的一氧化氮和氧气。在一些实施例中，NO管腔和氧气管腔在2个或更多个管腔挤压物中相遇之前从鼻子分开地路由越过患者的相对耳朵。挤压物横穿到第一装置(NO或O

近侧洗涤器

在一些实施例中，例如，在非固定的装置中，近侧洗涤器和/或过滤器位于输送装置的患者端部处或附近。这种洗涤器和过滤器可以去除NO

洗涤NO

在一些实施例中，套管包括在NO输送管腔内的NO

在一些实施例中，过滤器位于细丝的下游，以收集由于套管运动和气体流动而可以释放的洗涤材料微粒。在一些实施例中，在制造的时间处将细丝插入现有的管或套管中。在一些实施例中，管围绕细丝被过度挤压。在一些实施例中，细丝与外管壁共同地挤压。洗涤材料或经常不与皮肤可生物相容，所以经常使用护套材料来防止皮肤与洗涤材料接触。

图78描绘了示例性输送系统860，所述示例性输送系统860利用NO

洗涤NO

洗涤材料需要气体接触以用于捕获NO

图79描绘了多管腔NO和氧气输送装置870的剖视图。管腔872可以用于氧气输送。具有高比表面积的多管腔结构874可以用作NO

图80A、图80B和图80C描绘了用于NO

应当注意到，高比表面积设计的目的是促进气体与洗涤器材料的相互作用。挤压物内的管腔在输送装置的整个长度上保持独立并不是关键的。该重要点允许用于在较小公差下的挤压物和在管腔之间的较薄壁(其可以是不完全连续的)。高比表面积挤压物的另一方面是表面光洁度。当挤压操作在聚合物的玻璃化转变温度处或附近运行时，挤压物的表面积可以是粗糙的，如聚合物在其挤压时部分地熔化，引起粗糙的表面光洁度。这种粗糙的表面光洁度可以是用于进一步增加表面积和气体/洗涤器相互作用的特征部。

图81描绘了输送装置890的示例性实施例，所述输送装置890具有在中心的氧气输送管腔892和围绕周边的多个NO输送管腔894，所述多个NO输送管腔894可以包括洗涤器材料。这种设计允许用于对称的抗弯刚度和由于在外径处放置洗涤器管腔而引起的用于洗涤的高比表面积。在一些实施例中，外部管腔之一用于呼吸检测，而其余的外部管腔用于NO输送。

洗涤器设计

颜色指示器

在一些实施例中，控制器具有光学传感器，所述光学传感器可以检测洗涤器材料的颜色变化。例如，碱石灰可以包括一种成分(例如，乙基紫)，所述成分随着材料的pH值降低而改变颜色，所述材料的pH值降低是由于在洗涤器的水分含量内形成硝酸和碳酸而引起的。在另一个实施例中，pH感测纸(例如，石蕊试纸)被装填在洗涤器介质与洗涤器筒壁之间，使得pH感测纸对光学传感器可见。颜色变化从洗涤器的上游端部开始，并且随着洗涤器材料排出而沿流动路径通过洗涤器行进。在一些实施例中，碱石灰变色的前缘的行进是相对于洗涤器NO

装填

二氧化碳洗涤材料通常用于麻醉系统。在该应用中，松散的洗涤器介质(例如，碱石灰)被放置在容器中，其中呼吸气体从底部传送到顶部。由于洗涤器介质的不均匀沉降和由此产生的气体串槽效应(channeling)，在该应用中出现了问题。串槽效应是存在有通过洗涤器材料的床的一个或多个低阻力通路的结果。这些低阻力路径处理不成比例的气体的量，导致较差的洗涤和较短的整体洗涤器寿命。一种实现横过洗涤器介质的床的更均匀流动的方法是压实洗涤器介质。这种方法减小了洗涤器微粒之间的空间，使得气体流动路径更加曲折。这种方法还能够将更多的洗涤器介质装填到给定的容积中，所述给定的容积可以继而提供更多的且更长的洗涤。在一个实施例中，洗涤器颗粒按体积计压实了15％。在一些实施例中，额外的洗涤器介质被添加到容积中，并且在第一次压实之后也被压实。洗涤器介质的压实也减少了洗涤器与洗涤器之间的差别。

组合的加湿器/NO生成装置

在一些实施例中，NO发生器被集成到加湿器中。例如，NO生成装置生成NO，并且在患者吸入流动穿过呼吸回路加湿器时将NO引入到患者吸入流动。用于生成NO的反应气体可以来自多种来源，包括环境空气、室内压缩空气、压缩空气瓶和患者吸入流。

图82描绘了组合的NO发生器和加湿装置900的示例性实施例。加湿器通过接收吸入气体902来操作，所述吸入气体902继而使用加热器906经过热水904以增加吸入气体的含水量。环境空气进入NO发生器，并且通过湿度管理级908以干燥反应气体和过滤器910来去除微粒和/或VOC。湿度管理级可以是主动的(例如，具有可变温度和流速的气体流动经过Nafion管道)，或者也可以是被动的(例如，气体流动经过干燥剂材料)。然后，反应气体穿过等离子体室912，在该处由一个或多个电极或微波天线形成的放电产生NO和NO

图82中所示的系统由软件控制电路控制，所述软件控制电路接收传感器信息(例如，水温、吸入流速、反应气体压力、反应气体温度、反应气体湿度、产物气体浓度等)，并且通过改变水温、主动湿度管理、泵流速、阀位置和等离子体室活动中的一项或多项来控制装置操作。

图83描绘了组合的NO发生器和加湿器920的另一个示例性实施例。在该示例中，患者吸入气体922用作反应气体。在一些实施例中，系统测量进入的反应气体的性质，包括一个或多个传感器924，例如，用于测量湿度、温度、氧气水平、压力和/或流速的一个或多个传感器。在一些实施例中，反应气体的一种或多种性质从外部治疗装置(例如，呼吸机)提供到NO发生器。吸入气体由外部压力/流动源推进而穿过等离子体室926。等离子体室内的等离子体活动基于目标产物气体浓度和上述的反应气体参数而变化，以产生产物气体。在所示的示例中，目标产物气体浓度等于目标吸入浓度，这是由于所有吸入气流都被给予剂量。产物气体穿过洗涤器928并且进入室930，在所述室930中变暖的水在离开装置而继续流到患者之前升高湿度水平。在一些实施例中，产物气体在洗涤器之前被加湿，以确保洗涤器材料没有变干。

由于在NO生成加热器内的水中的NO

组合的NO发生器/加湿器的一些实施例包括一个或多个气体浓度传感器，用于测量氧气、一氧化氮、二氧化氮、氦气中的一种或多种，以测量反应气体、产物气体和/或吸入气体中的一个或多种的浓度。在一些实施例中，这些测量是从气体样本进行的，所述气体样本被收集在装置的外壳内，或者如图83所示从外部源自于另一个位置(例如，更靠近患者的T形接头)。在某些情况下，在暴露于气体传感器之前，使用水阱(有或没有冷却)、Nafion管道和干燥剂中的一个或多个对样本气体进行干燥，以延长传感器的可行性。将NO发生器与加湿器组合的好处之一在于，加湿器通常位于紧密接近患者之处。对患者的接近减少了NO气体到患者的传输时间，进而减少了因NO氧化可以改变吸入气体内的NO与NO

尽管在示例性加湿器的图中描绘了线性架构，但是应当理解，具有必要的感测部件的任何NO生成架构可以被集成到加湿器中。例如，用于NO生成和输送的再循环架构可以被并入加湿器中。

呼吸检测

在一些实施例中，呼吸检测的灵敏度在可能有呼吸的时间窗口期间被调高。例如，在已经检测到呼气结束之后。

在一些实施例中，呼吸检测灵敏度在夜间/睡眠时间期间增大。在一些实施例中，当检测到7英尺的套管的连接时，呼吸检测灵敏度增大。

在一些实施例中，在检测呼吸之前，将NO脉冲引入到套管。在检测呼吸之后，额外的NO和/或净化气体将NO脉冲向患者推送了剩余距离。在一些实施例中，基于先前呼吸结束的检测，将NO脉冲在套管内引入或分级。

在一些实施例中，NO系统依赖于用于缓慢呼吸的呼吸检测和用于快速呼吸的呼吸预测。这是有利的，原因在于：1)缓慢呼吸是更随机的并且快速呼吸是更具周期性的，2)缓慢呼吸涉及较长吸入，所述较长吸入对与检测和输送NO相关联的延迟较不敏感，以及3)以较快速率预测呼吸使系统能够产生NO并且较早地开始将NO沿套管发送，使得所有NO在呼吸的早期已经被输送。

当压力测量用于捕获呼吸检测信号时，信号的极性和幅度可以随治疗类型而变化。例如，通过自主呼吸的患者的鼻套管测量的压力将随着患者吸气而降低。相比之下，当吸气开始时，呼吸机的吸入支路中的压力信号将增大。在一些实施例中，NO输送系统能够以压力信号检测用于各种治疗的呼吸事件。在一些实施例中，NO输送装置需要用户选择呼吸检测方法。在其它实施例中，NO输送装置基于压力信号的定时、极性、形状、频率含量和幅度中的一个或多个来自动地检测正施予的治疗类型。

在一些实施例中，来自控制器的加速度计数据被用作呼吸检测信号的输入，以滤除运动伪影。这是通过利用加速度计数据识别患者运动来完成的。例如，较大的减速事件可以是患者在走动时双脚着地的证据。在套管压力信号响应于减速和患者运动而移动时，相同的减速可以在套管压力信号中创造运动伪影。在一些实施例中，控制器可以使用加速度事件的定时和幅度作为呼吸检测算法的输入，以最小化误报。在一些实施例中，控制器可以基于加速度计数据感测患者久坐，并且增大呼吸检测算法的灵敏度以改进呼吸检测定时和准确性。在一些实施例中，由加速度计感测的加速度可以指示患者已经从久坐状态转变为活动状态。在这种情况下，预计患者的耗氧量和呼吸频率将增大。在一些实施例中，NO生成系统感测患者活动水平的增加，并且在预期增加氧气需求时增加所输送的NO剂量。例如，当治疗控制器检测到患者活动超过特定阈值时，NO生成装置可以将剂量从2mg/h增加到6mg/h。

在一些实施例中，加速度计数据可以用于检测可能对装置造成物理损坏的事件。例如，如果装置已经掉落(非常高的加速度)，则系统将运行诊断并且继而标记该单元，以便当患者进入诊所时，装置可以被检查是否损坏或被先发制人地更换。

EMG呼吸检测

在一些实施例中，隔膜的一个或多个肌电图(EMG)测量用于呼吸检测。膈膜通过收缩来扩大胸腔、扩张肺部并且拉入空气，从而发起呼吸。因此，在隔膜处检测吸入提供了将发生呼吸的早期信号。

较早的吸入信息在生成触发信号以进行更可靠的吸入检测之前，为呼吸数据的分析提供了更多的时间。隔膜EMG呼吸检测也会不太容易受到环境因素、谈话、输送装置接口和其它因素的干扰。EMG呼吸检测在检测浅呼吸方面也更为可靠。EMG呼吸检测的另一个好处在于，呼吸的检测是与患者是通过口腔呼吸还是通过鼻子呼吸无关。在一些实施例中，EMG测量装置位于粘性贴片上，所述粘性贴片在隔膜的高度处贴附到患者的躯干。在一些实施例中，贴片包括在贴片与NO装置之间进行无线通信的手段(例如，蓝牙)。在其它实施例中，当NO装置检测和接收吸入时，由贴片产生声学或超声信号。

在一些实施例中，EMG装置将EMG信号广播到执行进一步分析的外部装置(例如，气体输送系统)。在一些实施例中，EMG装置处理EMG数据并且仅输送吸入触发信息。可以由EMG呼吸检测装置的各种实施例传达的其它信息包括EMG信号强度、电池状态、无线信号强度、错误代码、序列号、校准信息、有效期和原位经过时间(用于及时更换)中的一个或多个。EMG贴片也可以从气体输送系统接收各种类型的信息，包括患者因素(脂肪百分比、理想体重、疾病类型、疾病状态、EMG传感器位置)和治疗因素(目标气体脉冲延迟、药物剂量处方、呼吸与剂量的子集等)。这些因素中的一些或全部可以用作EMG装置如何操作的输入。例如，EMG装置可以基于患者的大小来增加其灵敏度(例如，肥胖患者的肌肉离其皮肤更远)。在其它场景下，EMG传感器检测呼吸，等待与计划延迟相对应的时间段，并且继而将呼吸检测信号输送到NO输送装置。

图84A、图84B和图84C描绘了EMG呼吸检测装置940的示例性实施例。如图84B中的侧视图所示，装置包括在粘合剂侧上具有粘合剂644的柔性衬底材料942。装置包括由电池946供电的电路(如图84A所示的顶视图中所示)，所述电池946包括两个或多个电极948、放大器950、处理器952和天线954。在一些实施例中，电子部件被安装到柔性电路956上。在一些实施例中，电极是表面电极。在一些实施例中，电极是针电极。电极与电解质凝胶接触。一个电极用作用于一个或多个其它电极的参考电极。在运输和储存过程中，保护层(例如，蜡纸)覆盖粘合剂和凝胶。

在一些实施例中，EMG贴片包括用于传达装置和/或电池的状态的指示灯958(例如，LED)。在一些实施例中，EMG贴片将状态、错误消息、电池电压和其它信息无线地传达到NO装置。

如图84C所示，保护层在放置在皮肤上之前被去除。在一些实施例中，当保护层从粘合剂去除时，EMG装置开启。这通过减少使用步骤而有益。在一些实施例中，保护层包括打开簧片开关的磁体。当保护层被去除时，簧片开关闭合，从而闭合电源电路并且激活EMG装置。

在一些应用中，EMG装置被放置在胸部上，以测量胸骨旁颈内肌肉的活动。在一个实施例中，EMG感测电极沿着腋前线位于第六根肋骨和第八根肋骨的肋间隙处。

在一些实施例中，EMG传感器被粘附在患者的皮肤上。在一些实施例中，EMG传感器是带或衣服的一部分。在一个实施例中，EMG装置(或其它佩戴的传感器)在使用时从位于附近的NO装置无线充电。这消除了患者更换EMG装置上的电池或频繁更换EMG装置的需要。

生物阻抗呼吸检测

在NO输送系统的一些实施例中，通过测量胸部生物阻抗来监测患者的呼吸活动。生物阻抗提供了与具有较早吸入信息的EMG类似的好处。这种呼吸检测方法检测随着膈膜移动和肺部容量变化而引起的胸部阻抗的变化。在一些实施例中，两个电极被放置在胸部的左侧和右侧上，每侧放置有一个电极。在一些实施例中，除了动态测量之外，还利用三个或更多个电极来提供参考测量。较低电流(例如，1μA)被发送到第一电极。在双电极的实施例中，测量第二电极处的电压，并且计算阻抗(电压除以已知的电流)。在三电极的实施例中，在第二电极以及第三电极处测量电压。对测量的电压进行比较(例如，计算比率)，并且随时间跟踪计算值。胸部阻抗测量的变化可以与呼吸周期的各个阶段相关，从而使NO输送系统能够检测吸入。

胸带呼吸检测

在NO输送系统的一些实施例中，通过测量胸壁形状的变化来监测患者的呼吸活动。在一些实施例中，这是通过测量胸部形状的一个或多个传感器来完成的。在一些实施例中，传感器处于环绕胸部和/或腹部的带中。在一些实施例中，传感器并不完全地环绕患者。在一些实施例中，装置借助可拉伸部分(例如，弹性部分)被保持在患者身上。在其它实施例中，装置用类似创可贴的粘合剂保持在患者身上。可以利用各种类型的应变和/或位移传感器。在一些实施例中，感测部分完全地环绕患者胸部。在一些实施例中，感测部分覆盖胸壁的一部分(例如，一侧)。带通常在横向平面上(站着的人是水平方向的)。在一些实施例中，带被放置在胸部的高度处。在一些实施例中，带被放置在腹部的隆起处。在一些实施例中，带将球囊按压在患者的皮肤上。球囊内的压力被测量并且随呼吸而变化。带用于检测由于呼吸引起的患者形状的改变。这种方法可以对NO输送是有益的，这是由于胸壁变化发生在吸入的早期，使系统能够较早地且高置信度地检测呼吸。胸带装置通过有线或无线手段与气体输送装置通信。在一些实施例中，这些装置具有识别吸入和发送触发信号的处理能力。在一些实施例中，这些装置将数据流式传输到另一个处理用于呼吸检测的数据的装置(例如，NO输送装置、手机等)。

NO生成装置将不知道当前吸入事件的体积，但是先前吸入事件可以用于预测下一个吸入事件的定时。在一些实施例中，系统可以预测下一个吸入事件的定时，以便对吸入的早期部分给予剂量。NO生成装置可以检测其它呼吸事件，例如，峰值吸入流动的时间(经由最大真空压力)、吸入结束的时间(经由返回大气的压力)、呼气开始(压力变正)以及呼气结束(返回大气的压力)，作为估计下一个吸入的定时的其它输入。

图85描绘了供氧气穿过的NO发生器的实施例。该特征部使得NO生成装置960能够监测患者对氧气管腔的使用，以用于检测吸入事件。氧气管腔通常是无阻碍的，而在一些实施例中，NO管腔可以具有减弱信号强度的洗涤材料和过滤器。因此，通过氧气管腔检测呼吸可以是有益的。在所描绘的实施例中，在NO输送路径中利用次级呼吸检测传感器。在一些实施例中，NO生成系统使用两个传感器作为检测呼吸的冗余器件。呼吸检测可以通过任何数量的手段来实现，包括但不限于压力、流动、氧气管腔壁的应变、麦克风和温度。

氧气管腔内的活动可以在NO输送管腔内创造压力伪影，这影响了用于检测呼吸的信号。通常，这些伪影发生在供NO管腔和O

图86描绘了NO生成系统970的示例性实施例，所述NO生成系统使用氧气输送管腔972以用于呼吸检测。双管腔输送装置将控制器与NO管腔974和O

图87描绘了具有氧气流通的NO发生器980的另一个实施例。氧气管腔内的压力传感器用于检测呼吸、阻塞、扭结、套管的存在/不存在中的一个或多个。氧气管腔传感器测量可以用于确定氧气装置的使用频率。因此，这可以监测O

环境补偿

便携式NO发生器被预计能够在一系列环境条件下操作。例如，室外空气条件可以是潮湿的，其中空气内的水分含量水平较高。当空气被压缩时，相对湿度增大，并且可以达到会发生冷凝的水平。NO发生器内的冷凝可以是决定性的。液态水可以填充意欲用作死区的空隙。NO

例如，在40℃的温度和95％的湿度下的空气需要去除大致50％的水，以防止在10psi处冷凝。因此，由此可见，在升高的压力下操作的NO生成装置需要在反应气体被泵加压之前从反应气体去除一定水平的水。

在一些实施例中，反应气体在泵之前被干燥。这样防止在系统内冷凝。在一些实施例中，将反应气体完全干燥至0％的RH或其附近。在一些实施例中，反应气体被充分地干燥以在不从气体去除所有湿气的情况下防止冷凝。在一些实施例中，反应气体湿度被控制到非零水平(例如，15％RH)。

通过在等离子体室之前干燥反应气体，可以获得进一步的好处。干燥反应气体完全消除了产物气体中的含有氢的气体种类的风险，简化了等离子体控制，减少了电极磨损，此外还防止了系统内的冷凝。依据洗涤器材料的类型和数量，穿过洗涤器的干燥的反应/产物气体可以过早地将洗涤器材料干燥，从而减少NO

反应气体中的含水量(即，湿度)可以影响NO的产生超过40％，需要对NO的产生进行补偿。例如，治疗控制器可以增大等离子体占空比，以抵消与湿度升高相关联的NO产生的减少。在等离子体室之前干燥反应气体也是有好处的，以避免湿度对NO生成的影响。即使当湿度不为零时，保持湿度水平恒定也有利于简化等离子体控制算法。在一个示例性实施例中，NO生成系统治疗控制器被连接(有线地或无线地)到湿度传感器，所述湿度传感器测量进入等离子体室的反应气体中的含水量。在一些实施例中，测量绝对湿度。在其它实施例中，从反应气体的温度、压力和相对湿度的测量来计算绝对湿度。在一些实施例中，除了反应气体湿度测量之外和/或代替反应气体湿度测量，使用环境湿度测量。治疗控制器包括在NO产生与存储在其存储器中的反应气体湿度(例如，查找表、等式等)之间的关系。系统测量进入等离子体室的反应气体的湿度，参考存储器中的补偿参数，确定NO产生校正因子，并且相应地改变NO生产水平，以补偿预计的生产变化。例如，如果基于湿度水平预计到NO的生产将减少20％，则NO生成系统将设定等离子体参数以产生20％或更多的NO。应当注意到，当选择等离子体参数时，这种补偿效果会不是唯一使用的补偿效果。NO生成系统还可以补偿反应气体温度、反应气体压力、电极老化/磨损、输送系统类型/尺寸、预期的NO损失、洗涤器类型、洗涤器老化和其它参数。

有许多方式可以从反应气体去除湿气。在一些实施例中，反应气体越过干燥剂(例如，分子筛、硅胶、蒙脱石黏土等)。干燥剂可以被装填为颗粒、片材、涂料或被复合到聚合物中，从而制成设计的壁、管或挡板。在一些实施例中，反应气体穿过具有横过膜的温度、压力和/或湿度梯度的湿度交换膜管道(例如，Nafion)，所述湿度交换膜管道将水从气体中驱赶出到周围空间中。

在一些实施例中，控制器基于来自气体湿度传感器的反馈主动地控制反应和/或净化气体的湿度水平。在一些实施例中，控制器主动地控制加热器，所述加热器提高反应气体温度，从而降低相对湿度，以防止系统内的冷凝。在一些实施例中，反应气体加热是基于来自反应气体温度传感器的闭环控制。控制器监测会在系统内导致冷凝的系统的湿度、压力和温度条件。在一些实施例中，系统内的峰值压力是固定的，并且仅温度和湿度变化。当传感器处的反应气体条件指示相对湿度水平接近于100％时，控制器可以使用以下列出的一种或多种方法来缓解。在一些实施例中，控制器仅当相对湿度超过阈值(例如，90％)时对反应气体进行除湿，超过所述阈值将在峰值压力下发生冷凝。在一些实施例中，在操作的所有时间处管理反应气体的相对湿度。在这样的实施例中，一对比例阀或类似的可调节孔口控制干燥和环境(潮湿)气体入口的相对流动限制。基于混合气体的湿度传感器读数，这些阀的协调控制允许将湿度设定在完全干燥与环境湿度之间的任何水平处。在一些实施例中，通过调节已干燥的干燥空气与未干燥的环境空气的混合来主动地控制进入的气体的湿度，以实现不冷凝的湿度水平。在一些实施例中，温度、压力和湿度中的一个或多个被改变以将水从流过湿度交换膜管的反应气体驱赶出。

干燥剂类型和网孔大小可以影响湿度控制。网孔大小影响流动限制以及暴露于流动的表面积。更大的表面积改善了除湿效果。下游湿度传感器可以用于检测干燥剂耗尽。在一些实施例中，二氧化硅被用作干燥剂。这种材料在其吸收水时膨胀，并且在NO发生器设计内需要用于膨胀的空间。在一些实施例中，使用一种以上的干燥剂材料。分子筛不明显地膨胀，所以分子筛可以被容纳在更坚固的壳体内。

在某些应用中，干燥剂是片材的形式。片材可以是平坦的，或者也可以具有拓扑结构。具有拓扑结构促进将片状材料层以堆叠或以螺旋形装填，同时保持用于供玻璃流过堆叠/螺旋形的通路。片状干燥剂材料可以在减少流动限制、减少产品差别以及改善流动和死区容积一致性方面提供益处。

当使用颗粒状干燥剂材料时，需要用于防止干燥剂迁移的特征部。这可以通过在NO生成系统内的干燥剂区之前和/或之后包括挡板和/或筛网来实现。考虑到非固定的NO生成系统是便携式的，所述NO生成系统可以体验来自多个方向的加速度，并且可以设定在任何人的脸上。因此，由此可见，颗粒状干燥剂(以及用于该物质的碱石灰材料)在未被装填时将沉降到可能的最低点。因此，挡板和筛网需要从多个角度发挥作用。干燥剂材料当相对于彼此运动时可以发生腐蚀，形成灰尘，所述灰尘可以堵塞过滤器和装置内的内部通道。在一些实施例中，通过将干燥剂颗粒与开孔泡沫微粒一起装填来减缓干燥剂材料的加速和腐蚀。开孔泡沫微粒填充干燥剂室中的剩余空间，同时仍然允许气体穿过并且可以压缩以适应干燥剂材料的任何体积变化。

图88A描绘了至少部分地干燥气体的颗粒状干燥剂室990的实施例。气体穿过具有初始穿孔挡板992，所述初始穿孔挡板992具有足够小的孔隙尺寸以防止干燥剂迁移。颗粒已经沉降到室的底部，创造了用于供气体在干燥剂上方经过的通路。在更快的流速下，气体将被部分地干燥。会重要的是确保干燥剂不通过室的右侧上的出口点迁移出室，并且可能堵塞气体流动路径，这至少部分地取决于出口点的尺寸。

图88B描绘了干燥剂室1000的另一个实施例，所述干燥剂室1000具有压迫气体流动穿过干燥剂材料的固体的无孔挡板1002。即使干燥剂已经沉降了与图88A中的情况相同的量，气体也被加压穿过干燥剂，而不是绕过干燥剂。所示的几何形状可以在三维上被外推，允许干燥剂待定位在任何取向上，而无需考虑流动旁通。挡板还高效地延长了干燥剂流动路径，从而增加了气体与干燥剂介质接触的接触时间。室出口处的过滤器1004防止干燥剂迁移并且收集任何可能从干燥剂材料脱落的微粒。在一些实施例中，螺旋的流动路径用干燥剂填充，以确保气体穿过干燥剂而与螺旋形的取向无关。

在具有旁路气动通路的架构中，流过旁路通道的气体和流过等离子体室的气体的湿度管理会有所不同。在一些实施例中，净化气体比反应气体除湿得少，这是由于一个或多个原因，包括净化气体在系统内被较少地加压，并且在净化气体中不发生可能受水影响的化学反应。这种方法可以是有益的，这是由于整个系统需要更少的干燥剂，从而降低了NO生成装置的成本、质量和尺寸。在一些实施例中，净化气体不被干燥。在一些实施例中，净化气体被干燥至0％RH。在一些实施例中，净化气体被主动地干燥至防止冷凝的受控水平。在一些实施例中，净化气体由环境空气和干燥空气的恒定混合比形成。净化管线中的湿度可以变化，但是将始终保持在冷凝水平以下。

在一些实施例中，NO生成装置借助环境湿度传感器检测环境湿度，并且基于该读数干燥或不干燥进入的气体。这种方法可以基于环境条件在需要时保存干燥剂，延长了干燥剂的使用寿命。在需要电力的主动干燥方法(风扇、加热器等)的情况下，这种方法可以节省能源和/或电池寿命。

在一些实施例中，NO生成装置内的气体湿度增加。这样做的原因在于，这可以包括防止洗涤器变干或防止将气体湿度驱动到非零目标水平。这样做的一种方式是借助干燥剂珠，所述干燥剂珠为特定的湿度水平设计，并且将吸收或释放水，以便将湿度驱动到目标。在一些实施例中，用于添加湿度的干燥剂可以通过添加水来补充。这种方法可以在防止洗涤器变干方面有好处。

某些类型的干燥剂在其吸水时显著地改变体积。在一些实施例中，干燥剂珠被放置在球囊或柔性管中，以避免有空气空间(最小空隙空间)，保持密度，并且允许由于吸水而膨胀。

在一些实施例中，干燥剂珠在制造商制造时被加载到特定的湿度。加载水平被选择为使得珠可以拉低过高的湿度和拉高过低的湿度。在一些实施例中，干燥剂珠的目标湿度与碱石灰的目标湿度相同(15％至20％)。在一些实施例中，干燥剂珠中的含水量不同于碱石灰的含水量，并且有必要在使用前的储存期间防止水在两种材料之间转移。例如，设计为干燥至0％的干燥剂珠将在储存期间从碱石灰提取水分，而在这两种材料之间没有分隔物。

在一些实施例中，在储存期间，通过筒的干燥剂通路和洗涤器通路用粘合膜或箔覆盖。在一些实施例中，在将筒连接到NO生成装置之前，由用户去除膜。在一些实施例中，当筒被插入以在控制器与筒之间建立流体连通时，膜被系统的元件刺穿。在一些实施例中，NO生成系统可以检测刺穿薄膜(例如，光学地，测量的力)，并且如果没有检测到膜，则生成警报。在一些实施例中，如果在筒插入时检测到膜，则系统将仅允许NO生成。

干燥剂可以与洗涤器、电池、输送装置一起装填或者可以被独立地装填。类似地，VOC洗涤器、反应气体微粒过滤器、NO

一旦已经从筒的包装去除了筒，就应当立即将筒安装到NO装置中。在一些实施例中，当将气体调节筒从其包装去除时，应当立即将气体调节筒安装在NO生成装置中以开始使用。存在有用户可以花费太长的时间来安装筒的风险，从而导致各种材料的污染和/或各种材料之间的相互作用。在某些情况下，能够的是筒的包装已经出现故障，并且筒中的一种或多种敏感材料已经暴露在空气中一段时间已经发生了变化。在一些实施例中，在筒上存在有标记物，所述标记物在空气暴露一定时间量之后改变颜色。在一个实施例中，标记物是粘性标签的形式，所述粘性标签其上具有在15分钟的时间上变暗的化学性质。在筒安装期间检测空气传感器标签上的暗色的NO发生器可以拒绝该筒，如这不是新鲜的示例。示例的化学性质类似于当暴露在空气中时变成棕色的苹果和鳄梨。在一个实施例中，传感器材料被印刷成指示“请勿使用”的单词或符号，以提醒用户筒已经被污染并且应当被丢弃。

在一些实施例中，NO生成系统电池充电器使干燥剂珠变干。电池可以与干燥剂珠位于同一个壳体中，使得电池充电器也使干燥剂珠变干。在一些实施例中，电池充电器可以加热干燥剂以使其变干，使得干燥剂可以被重复使用。

气体调节筒设计

图89A和图89B描绘了气体调节筒(GCC)1010的实施例。外表面是光滑的并且容易被清洁。环境空气通过帽部件与主体之间的空气入口间隙1012进入筒。当系统在任何一侧位于平坦表面上时，该周边入口允许空气进入系统中。GCC借助燕尾槽来与控制器接合。凹槽顶部处的草皮状物(Divot)与棘爪或按钮致动销接合，所述棘爪或按钮致动销一旦被完全插入就将GCC保持在适当位置中。气动连接部1014将NO输送到输送装置中。连接部由围绕突起(nipple)的壁构成。该壁保护突起免受冲击并且还限制啮合的连接器的外径。这样可以防止将氧气连接器连接在错误位置中。与系统的其余部分连接的气动连接部位于GCC的底部处。

图90示出了气体调节筒1020的剖视图的示例性实施例。通过沿GCC的三侧的周边入口牵引空气，允许其独立于装置取向进行流动。空气首先被牵引通过VOC过滤器1022(在这种情况下为活性炭)，并且继而穿过分子筛1024的容积。惰性开孔材料(例如，聚乙烯棉絮、聚丙烯泡沫)保持对筛网材料的轻微压缩，并且防止筛网迁移。然后，空气在经由气动接头1028进入耐用仪器之前穿过微粒过滤器1026。

图91呈现了GCC在NO

洗涤器材料与室壁之间的气隙被设置在设计的底部处，以允许气体从片状材料内的每个通道行进到出口。重要的是允许气体容易地流过该区域，使得洗涤器内的所有通道都具有相似的气体流动，以确保最大的洗涤和洗涤器寿命。在一些实施例中，额外的洗涤器片状材料被放置在气隙中以进一步减小洗涤器后的死区容积，如图92A所示。

图92B描绘了用洗涤器材料(在这种情况下为片状材料)填充的洗涤器壳体。产物气体入口1040和产物气体出口1042处于室的相对端部和侧上，以促进均匀流动通过洗涤器1044。每个流动路径都具有相似量的从左到右的路径长度以及从上到下的路径长度，以防止气体流动走捷径。通过比较图92B中的路径A和路径B的路径长度来描绘流动路径中的这种相似性。

图92C描绘了示例性的洗涤器室，所述洗涤器室具有锥形或圆锥入口和/或出口几何形状以均匀地在洗涤器内招募通道。

图92D描绘了利用颗粒状洗涤器材料1050(例如，碱石灰)的示例性洗涤器室。该材料由开孔材料1052(例如，泡沫、过滤器、织物等)保持到适当位置中。开孔材料对洗涤器颗粒提供温和的压缩，以防止迁移和相对运动，这分别防止堵塞和灰尘产生。开孔材料还确保与洗涤器的整个横截面的流体连通，以改进通过室的气体流动的均匀性。室尺寸、洗涤器颗粒尺寸和颗粒数量影响了洗涤器中的死区容积的量、洗涤器的使用寿命和NO

在满足脉冲输送定时要求的同时，实现洗涤器表面积、死区容积和流动限制达到正确平衡对于实现充分的NO

图93描绘了GCC 1060的实施例的水平剖视图。洗涤器室被填充有片状洗涤器材料。所述片材与聚合物片材结合在一起或钉在一起以形成长方体形状(即，矩形棱柱)，用于易于插入到模制的GCC壳体中。模制进入的路径将未洗涤的产物气体路由至洗涤器室的顶部，并且将最终产物气体和净化气体通过GCC路由至筒的顶部处的出口。底部上的腔体容纳用于干燥反应气体的分子筛。图像的右侧显示了用于让空气进入筒中的周边入口。

图94描绘了在已洗涤的产物气体和净化气体输送路径的位置处的GCC的剖视图。气体通过在筒的底部处的气动接头进入GCC，并且经由内部路径行进到GCC的远侧端部。在穿过垫圈之后，气体经由定制的连接器接头离开GCC。在GCC底部处显示的其它接头用于上述其它目的。

附件

在一些实施例中，非固定的可穿戴挎包(satchel)可以为反应气体提供干燥，并且使患者免受表面温度的影响。在一些实施例中，挎包包括容纳干燥剂材料的袋，并且NO发生器通过该袋供应反应气体。

SPO

当NO与血红蛋白结合时，形成一种名为“高铁血红蛋白”的分子。高铁血红蛋白不能与氧气结合，这会导致患者的氧气摄取减少。在一些实施例中，可以提供测量SpO

在一些实施例中，SpO

在一些实施例中，NO输送系统直接地或通过外部装置监测患者血液中的高铁血红蛋白水平。外部装置可以被有线地或无线地连接。每个患者都具有其自己的高铁血红蛋白清除率和其自己的NO摄取率。在一些实施例中，NO输送装置输送与由患者可以耐受的NO一样多的NO，如在治疗肺部和气道感染中经常发生的情况。在该应用中，NO输送装置通过改变NO剂量来管理处于或略低于患者最大清除率的高铁血红蛋白。这经常是借助PID控制器来完成的，所述PID控制器使用NO剂量以控制高铁血红蛋白水平。这种自动化过程可以在没有临床医生干预的情况下由于其实时治疗调节的能力而可以极大地改善患者护理。当与作为当今护理标准的手动戒断方法相比，这还降低了戒断的劳动要求。在一些实施例中，SpO

具有光传输的输送装置

图95描绘了示例性气体输送套管1070，其利用套管管道作为光管来发送和接收光学信息。在一些实施例中，SpO

在一些实施例中，硅胶管道因其耐NO化学性、生物相容性和光学半透明性(即，在～350nm至～1600nm光的光频率下几乎100％透射)而被利用。在一些实施例中，套管管道由诸如不透明材料的外部涂料1074覆盖，以便尤其是在管道折曲的区域中防止光通过管道壁损失。在一些实施例中，管道具有反射涂层，所述反射涂层在光离开壁时将光反射回到管道中。在一些实施例中，光纤被集成到管道中，以使光信号从NO控制器传达到患者的鼻中隔并且返回。

光学测量可以被连续地测量，或者也可以被间歇地测量。在一些实施例中，例如，每5分钟测量一次SpO

输送系统中的每个关节(粘结的连接)都是光损失的潜在来源。在一些实施例中，通过将套管管道延伸以终止于鼻中隔的一侧上来使关节最小化，并且另一个管终止于鼻中隔的另一侧上。

图96描绘了光学测量/气体输送装置与气体源的示例性连接。管道对接在光学耦合器1080上以用于良好的光学接触。在一些实施例中，利用折射率匹配材料(例如，油)来改善从控制器到输送装置和返回的光传输。以目标频率(例如，用于SpO

在一些实施例中，可以使用具有光学特性的输送装置，使得一次性部件既便宜又简单，在一次性部件内没有电子器件。还可以对患者进行非侵入性监测。另外，没有用于连接和穿戴光学输送装置的额外使用步骤。光学输送装置有许多好处，包括对系统的反馈以滴定最低有效的剂量(通常基于SpO

消防人员应用

一氧化氮是火灾中燃烧的产物。结果，一氧化氮吸入和高铁血红蛋白水平是消防员关注的问题。在一个应用中，SPO

安全

NO

在一些实施例中，NO

图97A描绘了用于与伴随的氧气输送一起使用的NO生成装置1090的示例性实施例。NO生成装置包括壳体，所述壳体具有连接至输送装置的连接部。输送装置与NO发生器之间的连接部包括一个或多个管腔，用于NO输送和任选的NO返回以及呼吸检测。用于氧气输送的分离的管腔也被包括在输送装置中。在一些实施例中，输送装置是鼻套管。在一些实施例中，输送装置是面罩。

如图所示，氧气管腔1092插入NO装置的外壳内的凹槽1094中，用于保护氧气管和/或监测氧气管内的活动。凹槽也可以在管理O

氧气活动可以通过NO发生器借助位于氧气管腔的外部上的换能器进行非侵入性监测。换能器将氧气管道中的振动和/或机械应变转换为可以用于监测氧气活动的电信号。这可以是监测患者行为的重要特征部，以确保遵守医嘱的治疗并且也确保设备正常地工作。示例换能器包括麦克风、应变仪、压力传感器、称重传感器、电容传感器和其它传感器。在一些实施例中，所收集的氧气信息是定性的，例如，关于氧气使用时间的二进制信息。例如，一些实施例针对氧气管道的环向应变进行校准，并且提供关于氧气流速的更多定量信息。在一些实施例中，O

在一些实施例中，氧气输送装置(即，氧气浓缩器)经由有线或无线手段与NO输送装置直接通信，以传送O

图98A描绘了具有反应气体预调节级的示例性NO发生器。预调节级由干燥剂材料1100构成，所述干燥剂材料1100可以改变反应气体的湿度。在一些实施例中，干燥剂级消除了反应气体中的所有湿气，使得所示的湿度传感器是任选的。在一些实施例中，干燥剂材料能够将湿气朝向目标值驱动。并非在所有实施例中都必需达到目标湿度值。例如，用于产物的环境湿度范围可以比在系统内将不冷凝的反应气体湿度范围更宽。在这种情况下，干燥剂级仅需要在超湿气体中抽出足够的水来防止冷凝，同时在超干反应气体中提高湿度来保护系统的其它部件，例如，气体传感器和洗涤器。在反应气体湿度可变的情况下，控制器可以通过调节等离子体参数来补偿如由湿度传感器指示的最终湿度值，以实现NO生产的目标水平。混合潮湿的和干燥的反应气体引起对于给定量的使用寿命而言所需的较低干燥剂量。这可以增加一次性物的使用寿命以及装置的整体尺寸和重量。

图98B描绘了具有干燥剂级的NO生成装置，所述干燥剂级将反应气体干燥到极低的湿度水平。这可以用分子筛材料1102(未示出)、黏土和二氧化硅材料来完成，需要不同水平的干燥剂材料。在该实施例中简化了等离子体室内的NO生产控制，这是由于不需要补偿由湿度变化引起的生产变化。对于利用需要水分才能发挥作用的洗涤器材料(例如，碱石灰)的应用，可以利用等离子体室后的加湿级以将水分引入回到产物气体中，作为保护洗涤器免于变干的一种方式。在一些实施例中，可以增加潮湿洗涤器材料的量，以确保洗涤器材料中存在足够的固有水分，从而在洗涤器的预计使用寿命内承受产物气体的干燥效应。这种方法的一个优点是几乎没有湿气进入等离子体室，高效地消除了在产物气体中形成含氢化合物的可能性。这些酸性化合物当被吸入时可以存在风险，并且也可以对系统内部部件有腐蚀性。用干反应气体操作NO生成系统可以延长电极的使用寿命，降低等离子体室内的击穿电压，并且简化NO生产控制。降低击穿电压允许用于简化的设计工作，以在装置内实现适当的爬电和间隙，从而避免不受控制的起拱。

图99A描绘了一种NO生成系统，其借助三通阀将已干燥的反应气体和环境气体的混合物混合到目标湿度水平。混合可以用与PWM一起使用的阀1110来完成，所述阀1110例如为比例阀或二元阀。这种方法提供了减少所需的干燥剂量的好处，这是由于仅当环境条件足够潮湿而存在冷凝风险时才需要干燥。在一些实施例中，系统将干燥的气体和环境气体混合到非冷凝水平(例如，50％RH)。在一些实施例中，系统以较低的湿度水平为目标，以便减少等离子体室内的NO的生产差别，简化等离子体控制并且降低产生含氢化合物的可能性。湿度传感器1112被示出为用于在反应气体进入等离子体室1114时对反应气体湿度进行闭环控制。在一些实施例中，湿度传感器位于等离子体室之后。

图99B描绘了示例性实施例，借此所有反应气体在等离子体室之前流过干燥剂级1120。等离子体室1124下游的湿度传感器1122通过感测反应气体湿度水平的增加来检测干燥剂材料的耗尽。当湿度水平超过阈值时，NO生成装置可以警告用户更换干燥剂。单独的气体通路提供流入系统中的气体流动以用于其它目的，例如，净化输送装置和/或装置冷却。依据环境湿度，净化气体可以是干燥的气体和环境气体的混合物或是纯环境气体。在一些实施例中，除了所示的湿度传感器之外或代替所示的温度传感器，一种湿度传感器位于混合位置之后。通过测量混合的气体的湿度，NO生成系统可以将两种气体掺合，以达到非冷凝的湿度水平，同时最大限度地减少干燥剂的使用。所示的系统包括三通阀，所述三通阀在将气体导向患者(右侧)和从系统中排出之间进行选择。系统可以产生NO并且将其输送到输送装置中，继而关闭等离子体，并且继续将反应气体沿输送装置推送以净化系统中的NO。然后，系统可以将气体从系统引导出来以冷却装置外壳并且再次重复该过程。

图100描绘了示例性旁路架构系统1130，其使用加载的干燥剂1132对进入等离子体室的所有反应气体进行干燥，并且还可以在旁路通道中混合净化气体。流量控制器(其被描述为三通比例阀)可以基于来自湿度传感器的反馈在旁路储器中所需的压力下将净化气体可变地混合到非冷凝水平。与旁路储器和洗涤器流体连通的压力传感器1134、1136向系统控制器提供信息。压力测量值用于压力警报、泵控制反馈、脉冲流速的计算中的一个或多个。压力警报的示例如在下表中所示：

图101描绘了示例性旁路架构系统1140，其具有由限定混合比的临界或固定孔口1142、1144提供的净化气体的固定混合比。用于所有环境条件的混合比都是相同的，导致净化气体湿度中有一些变化。混合比被选择为确保净化气体在最坏情况的环境湿度水平和净化气体压力下不冷凝。固定孔口的使用简化了系统的整体复杂性并且减少了质量。图102是表示对于气体的特定含水量而言湿度变化的气体的露点作为压力和湿度的函数的示例性图。在这种情况下，使用95％RH和40℃的环境空气的含水量，但是对于其它环境条件也可以生成类似的曲线图。每条线都表示对于特定的除水量的露点的压力温度关系。作为示例，NO生成装置在这些条件(95％RH和40℃)下利用250ml/min的净化气体的流速操作，并且气体在净化气储器中被加压至10psig。通过观察X轴上的40℃和Y轴上的10psi，图102指示需要待去除环境空气中的约46％的含水量以防止在10psi处冷凝。为了具有适度的安全因数的目的，目标为将去除50％的含水量。为了去除环境空气的50％的含水量，可以将50％的进入的净化气体流速变干至0％RH。由于这适用于图101，这建议干燥剂通路和非干燥剂通路的流动限制应当相等，使得泵供应50/50的混合以防止冷凝。由于50/50的混合是为最坏情况的环境条件而选择的，因此所有其它环境条件将具有更小的含水量，并且因而在曲线上远离为设计系统所需的露点线更靠右。换句话说，系统将继续去除50％的进入的空气的100％的湿度，并且可以肯定在系统内将不发生冷凝。

图103描绘了在入口处具有可变的混合级的示例性旁路架构设计1150。在一些实施例中，所有气体被混合到相同的水平，以确保在系统操作压力下没有冷凝。将进入的气体可变地混合的能力使系统能够干燥最少量的进入的气体，以防止系统内冷凝，由此延长干燥剂的使用寿命。图104描绘了示例性查找表，其中在10psi的最大内部压力下操作的NO生成系统和/或输送系统可以用于防止在系统内冷凝。系统测量环境温度和湿度，并且继而在表中查找待从进入的气体(例如，环境空气)去除的水量。待去除的％水等同于来源于干燥的干燥剂路径的进入的气体的分数。在参照图104的查找表的另一个实施例中，简化的10psi系统可以简单地完全干燥39％的进入的气体，并且将其与剩余的61％的进入的气体混合，以在所有情况下防止冷凝。在一些实施例中，环境气体和干燥的气体的混合物对于进入等离子体室的反应气体和净化气体是变化的。流动方向和气体湿度由混合点处的流量控制器和每个流动路径中的泵活动控制。例如，当系统填充旁路储器时，等离子体室路径泵停止，反之亦然。VOC洗涤器(例如，由活性炭、高锰酸钾等过滤器构成的过滤器)被描绘在等离子体室通路上。在一些实施例中，VOC洗涤器位于用于两个气体通路的装置的入口处。将VOC洗涤器仅定位在等离子体室路径中减少了所需的VOC洗涤器的量。这是可以接受的，这是由于净化气体由患者已经呼吸的环境气体构成，因此没有安全理由进一步清洁该空气。然而，有益的是洗涤进入等离子体室的气体，以确保没有VOC进入等离子体室，如这可以在产物气体中创造额外的化合物并且可能由于VOC燃烧而改变装置NO剂量水平。在VOC洗涤器之后的任选过滤器收集从VOC洗涤器释放的任何微粒。

具有其它呼吸装置应用的脉动的NO输送

脉冲NO装置可以与呼吸机或任何呼吸装置一起使用。或者，NO输送系统可以向吸入流动流提供连续的NO。在一些实施例中，输送到吸入流动流的NO的量是恒定水平。向动态吸入流动提供恒定的NO浓度和流速导致吸入支路内的NO浓度变化。NO浓度在患者吸入的气体体积内变化的程度取决于若干因素，包括但不限于：

-吸入支路长度。较长的吸入支路提供容积以用于混合NO和吸入气体，

-存在/缺乏诸如加湿器的附件装置。附件装置添加容积以用于NO混合，

-作为偏流输送的体积分数。在患者具有较低的一次换气量(例如，

新生儿)的情况下，患者呼吸的气体体积远远小于由偏流提供的气体体积。如果NO发生器引入各水平的NO来对偏流给予剂量，则较低体积的吸入将对输送的剂量没有太大影响。

-吸入流动路径流速的幅度。

为了解决恒定浓度和流速的限制，例如，一些实施例输送与吸入流速成比例的NO量。NO输送系统的一些实施例包括气体分析能力，以测量患者处的NO和NO

通过在患者处引入脉动的NO以在患者处获得等效的NO剂量，可以避免在动态吸入流动中产生恒定浓度的复杂性。在这种情况下，NO生成装置感测来自患者、来自吸入流动或来自另一个主动治疗装置(例如，呼吸机)的吸入。在一些实施例中，在NO脉冲中提供的NO的量是基于吸入流速数据的吸入幅度的至少一部分的函数。

在一些实施例中，依据患者的治疗状况，NO生成和/或输送装置可以输送连续的NO流动或脉动的NO流动。在患者的一次换气量较小(例如，新生儿)的情况下或者当呼吸周期较快(例如，高频通气)时的患者治疗中，呼吸检测可以具有挑战性，并且NO生成装置可以连续地给予剂量(即，提供连续的NO流)以充分地对患者给予剂量。使NO脉冲化限制了由NO装置所需的生产量，这是由于未进入患者体内的气体没有用NO给予剂量，使得NO装置能够更小、更轻、更持久(即，电极寿命、电池寿命)。在一些实施例中，当检测吸入时(例如，如果呼吸信号超过阈值，所述阈值指示与频率无关的一定幅度的呼吸，或者如果以一致的频率检测呼吸)，NO输送系统从连续的NO输送转变为脉动的NO输送。NO输送装置可以默认为偏流/连续输送，并且当检测呼吸时切换到脉动模式。在另一个实施例中，NO输送装置可以由用户在脉动模式与连续模式之间切换。连续的NO输送可以是NO的恒定流动或者是与呼吸机(或任何呼吸装置)流动成比例的流动。在一些实施例中，NO脉冲定时是基于时间表，而不是与患者呼吸同步的。例如，接受高频通气(例如，15Hz)的患者可以每隔一秒接受NO，使得他们的呼吸的50％被给予剂量。在一些实施例中，NO产物气体输出是脉宽调制(PWM)的，并且基于生理测量(例如，SpO

脉动的NO输送提供了超越连续的NO生成和/或输送的以下优势。1)减少了对患者处的气体感测能力的需要和依赖，这是由于从装置到患者的传输时间非常快，输送装置是已知的(即，使用的标准套管或输送管)，并且NO在输送到患者之前总是未暴露于高水平的氧气。2)电极持续时间更长，这是由于总体上生成的NO更少。3)当添加NO时，可忽略的死区容积被添加到现有的治疗设置中。这降低了现有设置需要改变和重新校准(这会导致治疗中断)的可能性。4)可忽略的气体体积被添加到吸入流动中，这是由于高脉冲浓度的可能性导致吸入气体中的较少氧气稀释(例如，将15ml的脉冲添加到500ml的一次换气量中)。5)启用更小、更便携的NO生成装置。在一些实施例中，脉动的NO生成装置是模块的形式。根据需要，可以将多于一个的模块链接在一起，以在NO输送中提供冗余。

在一些实施例中，脉动的NO输送装置利用具有非大气水平的氧气(即，>21％)的净化气体。这可以弥补由于来自NO脉冲的稀释而导致的吸入气体内的含氧量的任何减少。在一些实施例中，NO输送装置延长了净化脉冲，以便不仅净化输送装置中的NO，而且输送呼吸所需的所有气体体积。在这样做的过程中，NO生成装置充当呼吸机，提供除了吸入的NO之外患者还需要的所有吸入气体。

图105A描绘了连接到吸入支路1162的患者端部的示例性NO装置1160。NO气体保持与吸入流动分离，直到注射点为止。这可以防止NO暴露于会在吸入支路中出现的高氧气水平下。在一些实施例中，NO管腔被填充有以先进先出方式注射的含有NO的气体。在一些实施例中，NO管腔在脉冲之间用不含NO的气体冲洗，以防止呼吸之间的NO氧化。如图所示，一些实施例将NO注射到患者的Y形连接器中。其它实施例将NO注射到气管内管中，以确保NO将进入患者体内并且在偏流中被冲走。

图105A所示的系统提供了额外的好处，原因在于总体上可以产生更少的NO。NO仅在患者吸入时被引入，使得在通气回路内循环的气体的平衡不被给予剂量。这在麻醉回路中是尤其有益的，其中吸入回路中的气体被回收以节约麻醉。

所产生的NO脉冲在浓度、持续时间、流动轮廓和定时方面可以变化，以对呼吸道和肺部的特定区域/深度进行不同程度的给予剂量。当NO气体被引入到在Y形连接器的吸入侧处的吸入支路流时，尚不清楚是否所有吸入流动都将进入患者体内。因此，一些实施例将选择NO脉冲参数，所述NO脉冲参数在吸入事件的持续时间内准确地对整个吸入流到给予剂量。考虑到Y形连接器入口与ET管连接部之间的较短距离，一些Y形连接器包括混合元件，以确保在流动进入ET管之前形成均匀的气体混合物。

由于患者对NO的快速摄取，在患者呼气时几乎没有NO离开患者。这种效应与脉冲方法的较低总NO生成合作，导致较少的NO和NO

由于在图105A所示的系统中将NO快速地输送到患者，所以可以不必测量患者处的NO和NO

图105A描绘了具有与外部装置进行双向通信的NO生成系统的示例性实施例。外部装置包括但不限于呼吸机、麻醉机、CPAP机、BiPAP机、高频呼吸机、氧气浓缩器、ECMO机、自动心肺部复苏机和患者监护仪。外部装置(在该示例中为呼吸机1164)可以提供关于治疗的信息(例如，吸入流速、吸入压力、呼吸定时、吸入气体含氧量、呼吸触发信号)和关于患者的信息(例如，吸入氧浓度、SpO

图105B描绘了独立于伴随的治疗来操作的示例性NO生成系统1170。气体填充的管腔被示出为将压力信号传达到NO生成装置，用于检测患者的呼吸模式(吸气、呼气等)。在其它实施例(未示出)中，呼吸检测传感器位于吸入流动处，并且测量的信息通过有线或无线通信传达回到NO控制器。呼吸检测传感器可以通过以下方法中的一种或多种来测量压力和/或流动：温度传感器、压力传感器、流量传感器、应变传感器、电位计、LVDT、光学编码器、应变传感器、二氧化碳描记传感器、胸带、胸部阻抗和其它类型的传感器。

图105B所示的系统将NO气体直接地输送至ET管1172。这种方法是有利的，这是由于在患者吸入期间输送的所有NO都进入患者体内。因而，NO输送系统不需要估计在患者吸入期间通过Y形连接器的未吸入的气体，而相应地没有吸入和过量产生NO。

当NO被输送到ET管时，呼吸检测信号可以随治疗类型而变化。例如，当呼吸机向患者发送正压时，通气的患者吸气，需要正斜率来检测呼吸。当患者从呼吸机戒断时，呼吸机被编程为对指示患者发起呼吸的压力下降(压力负斜率)做出响应。在一些实施例中，NO输送装置从用户或外部装置接收关于正被施予何种类型的治疗的输入。在其它实施例中，NO装置使用更复杂的算法来检测呼吸，尽管呼吸信号的类型不同。作为示例，一些实施例通过连接到ET管的管腔测量压力，并且通过分析用于正压事件的压力数据来检测呼吸，所述正压事件具有比患者呼气更快的开始(压力相对于时间的变化率)，并且因此必须是来自呼吸机的吸入事件。其它ET NO输送系统利用用于不受患者治疗影响的呼吸检测的可替代手段，例如，测量吸入流速、胸部阻抗或胸部形状变化(AKA胸带)。

图106描绘了用于NO输送的示例性ET管。NO在连接器1182下方在流动路径的远侧端部处进入气道管1180的吸入气流。压力换能器连接到袖带(cuff)填充管腔，用于检测呼吸周期。在患者呼气时，袖带中的压力增大。在患者吸气时，袖带中的压力降低。旋塞1184使得用户能够填充袖带1186并且将压力传感器连接到袖带。类似地，来自导尿管上的袖带的压力信号可以用于检测呼吸周期以用于呼吸检测。

图107描绘了用于NO输送的示例性ET管，其中在壁中具有快速温度传感器1190以用于呼吸检测。随着较冷的环境空气进入患者体内，通过温度下降来检测吸入。其它实施例包括在ET管中的用于吸入检测的流量传感器(例如，压力增量)。

在一些实施例中，通过ET管的流速被测量以用于呼吸检测。这可以经由流动限制或热线方法使用压力增量来完成。在一些实施例中，利用ET管吸入气体通路内的部分阻塞的挡板阀来检测呼吸事件。挡板在吸气期间朝向患者运动，并且在呼气期间远离患者移动。挡板相对于中性点的位置可以通过多种方式检测，包括但不限于使用光学器件、应变计或位移换能器。

图108A描绘了连接到通气回路的NO生成装置的实施例。标记为“S”的吸入流量传感器1202向NO生成装置1200通知用于准确的流动剂量的呼吸模式。流动剂量可以是脉动的或连续的。在该示例中，NO发生器从包含氮气和氧气的压缩气体的外部源接收反应气体源。在一些实施例中，NO输送管线包括对气体洗涤NO

图108B描绘了NO生成装置1210的实施例，所述NO生成装置具有位于患者Y形或ET接头处的加压洗涤器1212。流量控制器1214根据需要从洗涤器释放加压的NO。这种方法允许在输送之前立即洗涤NO，并且NO位于NO注射器处。通过使NO位于注射器处，NO输送的延迟最小或没有延迟，使NO输送系统能够更快地输送NO，而没有在净化的输送装置内出现的输送时间。在两次呼吸之间不需要净化NO管线。为了了解在注射器处的NO浓度，NO装置可以基于包括停留时间、温度、压力、洗涤器类型和洗涤器老化中的一个或多个在内的因素来计算由于氧化和与系统部件(例如，洗涤器)相互作用所损失的NO量。

图109A和图109B示出了NO生成系统的示例性实施例，其证明NO可以被引入到吸入支路内的各个位置处。当来自NO装置1220的NO离患者较远地引入时，如图109A所示，NO输送通常是连续的，以确保吸入支路内的所有气体的浓度是一致的。所有气体的恒定浓度较为重要，这是由于尚不清楚吸入支路气体的哪一个子集将被吸入。在吸入事件期间绕过NO注射器的气体分子不是患者在该时刻正吸入的气体分子。在一次吸入事件期间给予剂量的气体分子是否被随后的吸入事件吸入取决于呼吸频率、吸入支路体积(串联的附加装置(例如，加湿器)的长度、直径和数量的函数)以及吸入流速。在某些情况下，患者的呼吸和吸入支路设置导致患者吸入的气体与吸入事件期间给予剂量的气体是不同相的。

当NO被引入患者处或患者附近时，这个问题变得更简单。这是由于注射位置与患者之间的气体体积接近于零，并且能够肯定的是注射的NO将通过与注射的呼吸相同的呼吸被吸入。在患者附近的注射也为患者提供了较新鲜的NO，所述较新鲜的NO在较早的时间处没有被注射，并且通过吸入支路转移了可变量的氧气。这样将NO更快地输送到患者降低了形成NO

图110描绘了示例性NO注射器设计，其与典型的患者Y形接头和呼吸机管道相接合。在一些实施例中，NO输送管1240被永久地结合到T形接头，以减少使用步骤和防止使用错误。这可以提供一种将NO引入到吸入流动的简单手段，同时最小化从ET管悬挂的重量。在一些实施例中，通过NO输送管腔进行基于压力的呼吸检测。在一些实施例(未示出)中，用于吸入支路处或吸入支路附近的传感器的线材穿过NO输送管腔。在一些实施例中，NO通过Y形接头中的接头来输送而不是具有额外的T形接头。这减少了可以引入泄漏的零件计数和气动接口。在一些实施例中，Y形接头内的混合元件(静态和/或动态，未示出)在NO到达Y形接头中的交叉点之前将NO与吸入支路气体混合。

图111描绘了包括气体采样端口的示例性NO注射设计。双管腔挤压物连接到T形接头。一个管腔1250将含有NO的气体运载到吸入流动。另一个管腔1252用于向NO发生器内的一个或多个气体传感器提供吸入流动的气体样本以用于分析。NO在逆向方向上被引入到吸入流动以改善与吸入流动的混合。在一些实施例中，通过淋浴头设计将NO引入到吸入流动，所述淋浴头设计使NO迅速地分散到吸入流动中，以降低NO氧化速率并且在肺部内提供均匀的剂量。在一些实施例(未示出)中，NO注射器下游的混合元件将NO分散在整个吸入气体中。气体采样端口位于NO注射位置的下游。在一些实施例中，气体采样端口也在混合元件的下游，以确保用于分析的均匀气体混合物。

图112描绘了NO注射设计的示例性实施例，其中NO通过NO管腔1260被引入到Y形接头的患者腿部1262。类似地，NO可以被引入到ET管。这种方法的优点在于，在患者吸入时引入的NO保证进入患者体内。当在患者Y形管之前引入NO时，存在有一些NO将进入Y形接头的排气腿部而不首先进入患者的风险。

在一些实施例中，如上所述，在采样和测量之前，将NO混合到吸入流动中。在一些实施例中，系统被校准以考虑到在气体采样之前缺乏NO的混合。在一些应用中，吸入气体将处于温暖的温度和较高的湿度下。这会对气体测量系统提出挑战，这是由于当气体冷却到环境温度时，气体的含水量冷凝。在一些实施例中，采样气体在进入NO生成系统之前穿过水阱。在一个实施例中，采样气体的导管提供用于呼吸检测的气体连通路径。依据气体采样泵技术的类型，当气体采样泵打开时，可以进行呼吸检测。在所有情况下，当气体采样泵关闭时，气体样本管腔可以用于呼吸检测。在一些实施例中，在水阱内进行压力测量，以检测吸入事件。

概括地说，NO也可以通过ET管、勺状导管、面罩、鼻套管、口腔套管和其它器件输送到患者附近。通过这些器件中的每一个的NO输送可以是连续的或脉动的。

在一些实施例中，NO发生器借助较短的输送管(例如，0.5m)处于患者附近。这为患者提供了更快的NO输送并且改善了呼吸检测信号。在其它实施例中，NO发生器位于离患者较远之处，并且利用较长的输送管(例如，2m)。离患者更远提供了以下好处：减少了患者附近的混乱，使得更容易满足患者的需求。在一个实施例中，呼吸机管组包括独立的管腔，用于在NO与吸入气体混合之前将NO从NO装置运输到更靠近患者的点。在一个示例中，NO管腔和吸入气体管腔在Y形接头连接部处相交。在另一个示例中，NO管腔连接到呼吸机管道，但是NO管腔具有单独的近侧接头，用于在患者附近连接到Y形接头、ET管、T形接头、面罩或其它部件。

图113A描绘了具有用于NO输送的专用管腔1272的双管腔吸入管线1270的实施例。在一些实施例中，NO管腔也用于呼吸检测。在一些实施例中，双管腔挤压物被结合到接头1274，所述接头1274将管连接到系统中的下一个部件(例如，Y形接头、面罩等)。在一些实施例中，在管的近侧(即，患者)端部处，NO管腔与吸入管腔的内壁分离，如图所示。这可以将NO引入到吸入气体流动的更中心部分，用于改善混合。

图113B描绘了双管腔挤压物1280的实施例，其中一个管腔1282使吸入气体流动，并且另一个管腔1284输送NO。在管线的近侧端部处，NO管腔和吸入管腔被分离并且被分别地连接到ET管和Y形接头。这种组合管的方法可以缓解患者附近的纠缠和混乱。

图114A至图114D描绘了对吸入的气体体积的各个部分给予剂量的效果的示例性图。应当注意到，这些方法适用于任何类型的NO源，包括箱、电动NO发生器、液体NO发生器和由固体生成的NO。图114A描绘了显示使用NO系统随着时间推移的流速和NO输送的示例性图，所述NO系统将NO连续地输送到吸入支路。这种方法在一定程度上对吸入支路内的所有气体给予剂量。当添加的NO分子的量与吸入流速成比例时，吸入支路内的浓度是恒定的。当NO离患者较远地引入时，给予成比例的剂量改进了吸入的剂量的准确性，这是由于患者处的NO浓度被较好地控制，并且与吸入气体较好地混合。右侧的图像显示了通过阴影指示的、给予上呼吸道和整个肺部的剂量。这种方法产生的NO比必要的NO要多，这是由于流过吸入回路的所有气体都被给予剂量。

图114B描绘了显示随着时间推移的流速和NO输送的示例性图，其中仅吸入的吸入气体的体积被给予剂量。这种方法需要在NO注射点与患者之间的吸入支路的体积已知，或者需要在患者近侧进行NO注射。图像的右侧显示，当仅对吸入气体给予剂量时，NO仍然输送到整个上呼吸道和肺部。这种方法在整个吸入回路中引入较少的NO。当使用NO的箱时，当输送更少的NO时箱的使用寿命更长。当使用电产生的NO时，这种方法可以节约电极、洗涤器和电力。当使用得到NO的固体和液体材料时，当仅对吸入的吸入气体的子集给予剂量时，所述固体和液体材料也被保存。

图114C描绘了显示随着时间推移的流速和NO输送的示例性图，其中NO被引入到呼吸的前半部分。这可以在已知NO注射器与患者之间的吸入支路的容积时实现，尽管沿着NO脉冲的前缘和后缘有一些混合和稀释。对呼吸的初始部分给予剂量也可以通过靠近患者给予剂量来实现。靠近患者给予剂量可以通过多种方式实现，包括面罩、鼻套管、患者Y形接头上游的T形接头、ET管、勺状导管和其它方法。呼吸的第一部分的给予剂量将NO输送到肺部的更顺应部分，所述肺部的更顺应部分在健康个体中对应于基底区域，但是在患病的肺部中可以处于其它解剖区域中，在该处NO与在气道(解剖死区)和肺泡区域(肺泡容积)内的现有气体混合。在若干肺部疾病中，有优越的通气/输注匹配和氧合，其中目标为将NO输送到更顺应的、更健康的肺部。在一些实施例中，这是通过在吸入早期或吸入中期由NO输送来实现的。在一些实施例中，该方法应用于患有肺动脉高压(PAH)、慢性阻塞性肺疾病(COPD)和间质性肺疾病(ILD)的患者。

图114D描绘了显示随着时间推移的流速和NO输送的示例性图，其中NO被输送到吸入体积的后半部分。依据患者的状况，可以期望的是治疗气道和/或肺部的特定区域，而不是其它区域。一个示例是治疗上呼吸道感染，同时最大限度地减少更深的肺部暴露于NO。在这种情况下，NO脉冲将在吸入事件中较晚地引入，使得NO仅进入患者体内达到气道的深度。修整吸入体积内的NO团块的位置的能力是将NO输送到气道和肺部特定区域的一种方式，旨在用于更好的患者氧合、有针对性的治疗和减少的环境污染。在一些实施例中，通过检测吸入和延迟NO输送来对呼吸的后半部分给予剂量。在另一个实施例中，通过触发NO在峰值吸入流动之外的输送来对呼吸的后半部分给予剂量。当对上呼吸道进行治疗时，患者将呼出一定水平的NO和NO

在一些实施例中，患者经由口罩或鼻罩/枕接受CPAP治疗。NO输送装置借助气体管腔连接到吸入/呼气CPAP支路(面罩和/或管道)。NO输送装置以一种或多种方式检测吸入事件，包括但不限于从CPAP装置接收触发信号，测量流动或吸入流动，热敏电阻，或者通过其它手段，例如，感测胸部扩张、胸部阻抗和测量吸入流动的压力。在一些实施例中，NO输送管腔连接到CPAP系统的面罩。当患者吸气时，面罩内的压力出现短暂下降，这是吸入开始的信号。NO装置在患者吸气时向面罩输送NO。在输送NO之后，NO装置的一些实施例用不含NO的气体(通常为空气)净化NO管腔。在患者呼气时，呼出气体穿过面罩中的单向阀，并且穿过去除NO和NO

在一些实施例中，NO输送装置可以与用于高剂量NO治疗的鼓风机联接。这种类型的治疗通常部署为治疗呼吸道感染。鼓风机提供加压的吸入气体，被加压的吸入气体打开肺部，使肺部组织最大限度地暴露于NO。吸入气体可以源自于室内空气、气瓶或环境空气。NO输送可以是连续的，对所有吸入气体给予剂量，或者可以是间歇的，对吸入气体的子集给予剂量。

人工呼吸

患者的人工呼吸在野外和医院中常见。如通常所说的“装袋”是指将球囊连接到气源。气体源通常是具有高达100％氧气的氧气的变化量的空气。用于在人工呼吸过程中输送NO的护理标准是将NO引入到袋子上游的源气中。NO与额外的气体混合，并且通过管道转移到袋子中。随着患者吸气，用户在手中挤压袋子。袋子内的NO和其它气体通过面罩接口(通常地)进入患者体内。当使用适当密封的面罩时，源自于吸入的气体的100％来自袋子。图115描绘了与袋子1292一起使用的NO生成和/或输送装置1290的实施例。呼出气体通过袋子/面罩组件中的阀1294离开，如图所示。

呼吸之间的二氧化氮(NO

图115描绘了将NO引入到袋子回路的可替代方式。袋子由源气体填充。NO在吸入过程中被引入到袋子之后的吸入流动。这消除了在袋子内与NO老化相关联的二氧化氮积聚。NO发生器可以借助来自多种传感器的测量来检测吸入事件，包括但不限于压力传感器、流量传感器、声音传感器、加速度传感器、位移传感器、应变传感器、热传感器、光学传感器和其它手段。例如，NO发生器可以通过NO输送管腔或专用呼吸检测管腔检测面罩内的压力增加，所述压力增加指示袋子被挤压和吸入开始。在一些实施例中，通过观察通向袋子的气体的流速和/或压力中的偏差(其伴随有袋子的挤压)来检测吸入。呼吸检测的其它手段包括但不限于袋子/面罩内的压力、气体管道/袋子/面罩组件内的流速(例如，压力增量或热线流量传感器)、测量声级的麦克风、袋子内的应变传感器以及其它方法。

一旦已经检测吸入，NO生成装置在数十毫秒内将脉冲释放到吸入通路中，从而对当前的吸入给予剂量。这种在袋子后引入NO的方法消除了与袋子内的NO老化相关联的风险，并且能够在暂停后更快地恢复装袋。

这种相同的方法可以供基于箱的NO输送系统使用，也可以使用流量控制器来控制NO流入吸入气体通路中。在一些实施例中，流量控制器位于NO装置处以释放高压NO/N

图116描绘了NO生成装置1300的实施例，其利用位于袋子/面罩组件1304中的用于检测吸入事件的远程传感器1230。返回到控制器的虚线指示传感器信号正被传输到NO发生器。传感器数据可以是有线的或无线的。在无线传输的情况下，传感器也将包括电池。

图117描绘了NO装置1310的实施例，借此吸入气体流过NO装置。在NO装置内，测量压力、流量、速度、应变、温度或其它参数中的一个或多个以检测呼吸。在检测呼吸时，NO装置将NO脉冲输送到袋子下游的袋子/面罩组件1312。在一些实施例中，NO输送是连续的而非脉动的。NO输送管线内的止回阀1314防止在脉冲之间NO和吸入气体混合以用于非脉冲应用。在一些实施例中，NO输送与吸入气体通路内的流动成比例。脉冲NO可以在电池寿命、电极寿命和洗涤器寿命方面是有利的。当NO在吸入开始处脉动时，几乎所有的NO都被患者吸收，导致呼出的NO和/或NO

图118描绘了与手动复苏系统一起使用的NO装置的实施例。NO装置1320接收来自袋子气体源管线的压力信号。当袋子1322被挤压时，流入袋子中的流动停止，导致管线内的压力增加。NO在袋子后被输送到系统。患者通过鼻罩接收加压的袋子气体和NO。袋子气体输送的压力在其输送时关闭患者呼气阀。在袋子气体和NO的团块输送之后，面罩内的压力降低，并且患者呼气阀允许呼出气体通过NOx洗涤器离开面罩进入环境中。在一些实施例中，NOx洗涤器包括过滤器，以保护护理人员免受来自患者的潜在气载污染物的影响。这种配置防止在袋子中形成NO

图119描绘了具有双管腔尖头和气体过滤的双管腔套管的示例性实施例。双管腔套管1330包括微粒过滤器元件1332，所述微粒过滤器元件1332位于尖头壳体中的用于一个或多个气体流动路径的过滤器位置1334处。通过将过滤器放置在尖头壳体中而不是气体管腔挤压物中或各个尖头中，可以使用具有更大横截面积的更大过滤器，从而提供更大的过滤器寿命和更少的流动限制。在一些实施例中，洗涤材料也位于尖头壳体内，以尽可能晚地最小化套管和洗涤气体的体积。

电极设计

利用两个或多个电极之间的放电以生成等离子体的一氧化氮生成系统可以随着时间的推移而遇到磨损和性能漂移。在一些实施例中，多个电极被同时地通电以形成电极阵列。当通电时，一次在一对电极之间发生电击穿。每次将高电压施加到电极阵列时，不同的一对电极会点火。随着单个电极的磨损，间隙增大，需要更多的能量才能分解。在电极阵列内，电击穿通常发生在可用的最短间隙处。随着时间的推移，这种行为使电极间隙之间的磨损趋于均匀，从而延长了电极阵列组件的使用寿命。

图120A描绘了由形成三个间隙的三对平行电极构成的电极阵列的示例性实施例。深色电极从等离子体室的一个壁延伸，并且浅色电极从相对的壁延伸。深色电极连接到一个极性，并且浅色电极连接到另一极性。右图展示了由虚线圆圈所示的反应气体喷嘴，以及反应气体喷嘴如何与电极间隙对准。

图120B描绘了具有形成4个间隙的5个电极的电极阵列的示例性实施例。在一些实施例中，浅色电极的直径更大，以提供更多的用于磨损的材料，这是由于它们在围绕周边的两个位置中形成电弧。图120C描绘了具有形成4个间隙的5个电极的电极阵列的示例性实施例。在一些实施例中，中心电极的直径更大，这是由于中心电极包括4个电弧位置并且将趋向于较热。较厚的直径包括更多的用于磨损的材料，并且为热管理提供了更好的导热性。

本文引用的所有专利、专利申请和已公布的参考文献均由此通过引用整体并入本文。将应理解，上述公开的若干特征和功能以及其它特征和功能或其替代方案可以被期望地组合到许多其它不同的系统或应用中。本领域的技术人员随后可以实施其中的各种可替代方案、修改方案、变型方案或改善方案。