Systems and methods for generating nitric oxide
Abstract
Systems and methods for nitric oxide generation are provided. In one embodiment, a NO generation system can include a controller and a disposable cartridge that can provide nitric oxide to two different treatments simultaneously. The disposable cartridge has multiple purposes including preparing incoming gases for exposure to the NO generation process, scrubbing the exhaust gases for unwanted materials, defining the patient's inspiration flow, and removing moisture from the collected sample gases. Plasma generation can be done within the cartridge or within the controller. The system has the ability to calibrate NO and NO2 gas analysis sensors without the use of a calibration gas.

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Expires 20 August 2039.
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- 1REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:1. Un sistema de generación de óxido nítrico, caracterizado porque comprende: una o más cámaras de plasma, cada una incluye uno o más electrodos configurados para generar un producto gaseoso que contiene óxido nítrico utilizando un flujo de un reactivo gaseoso a través de la una o más cámaras de plasma;un controlador configurado para regular la cantidad de óxido nítrico generada en el producto gaseoso por el uno o más electrodos en la una o más cámaras de plasma utilizando uno o más parámetros como entrada para un algoritmo de control, por lo menos uno del uno o más parámetros se relacionan con el caudal de un reactivo gaseoso en la una o más cámaras de plasma;una fuente de reactivo gaseoso que está configurada para proporcionar reactivo gaseoso instantáneo a alta presión a la una o más cámaras de plasma;un controlador de flujo colocado entre la fuente de reactivo gaseoso y la una o más cámaras de plasma y configurado para proporcionar un flujo variable continuo controlado del reactivo gaseoso desde la fuente de reactivo gaseoso con base en una medición asociada con un gas médico 357 IMPI INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL en el cual fluye el producto gaseoso;y una o más trayectorias de eliminador configuradas para remover NO2 del producto gaseoso generado por la una o más cámaras de plasma, en donde la concentración de NO en una combinación del producto gaseoso y el gas médico es un valor objetivo, y en donde la medición asociada con el gas médico es el caudal de gas médico de manera que el flujo de aire del reactivo gaseoso a través de la una o más cámaras de plasma es proporcional al caudal del gas médico.
- 2El sistema de generación de óxido nítrico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente de gas reactivo está en la forma de un depósito.
- 3El sistema de generación de óxido nítrico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente de gas reactivo está en forma de una bomba.
- 4El sistema de generación de óxido nítrico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el controlador de flujo se selecciona del grupo que consiste de una o más válvulas proporcionales, una o más válvulas digitales y una combinación de por lo menos una válvula proporcional y por lo menos una válvula digital.
- 5El sistema de generación de óxido nítrico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además uno o más filtros colocados para recibir 358 IMPI INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL aire enriquecido con NO desde la una o más trayectorias de eliminador y configurado para filtrar el aire enriquecido con NO.
- 6El sistema de generación de óxido nítrico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además un procesador de señal digital que genera una forma de onda de AC continua de control adaptable como una entrada a un circuito de alto voltaje.
- 7El sistema de generación de óxido nítrico de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el procesador de señal digital está configurado para controlar la forma de la forma de onda de AC al controlar su frecuencia y el ciclo de trabajo.
- 8Un sistema de generación de óxido nítrico, caracterizado porque comprende:una o más cámaras de plasma, cada una incluye uno o más electrodos configurados para generar un producto gaseoso que contiene óxido nítrico utilizando un flujo de un reactivo gaseoso a través de la una o más cámaras de plasma;un controlador configurado para regular la cantidad de óxido nítrico generado en el producto gaseoso por el uno o más electrodos en la una o más cámaras de plasma utilizando uno o más parámetros como entrada a un algoritmo de control, por lo menos uno o más del uno o más parámetros se relaciona con el caudal de los reactivos gaseosos en la una o más 359 IMPI INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL cámaras de plasma;una fuente de reactivo gaseoso que está configurada para proporcionar reactivo gaseoso instantáneo a alta presión a la una o más cámaras de plasma;y un controlador de flujo colocado entre la fuente de reactivo gaseoso y la una o más cámaras de plasma y configurado para proporcionar un flujo variable continuo controlado del reactivo gaseoso desde la fuente de reactivo gaseoso con base en una medición asociada con un gas médico dentro del cual fluye el producto gaseoso, en donde la concentración de NO en una combinación del producto gaseoso y el gas médico es un valor objetivo, y en donde la medición asociada con el gas médico es el caudal de gas médico de manera que el flujo de aire del reactivo gaseoso a través de la una o más cámaras de plasma es proporcional al caudal del gas médico.
- 9El sistema de generación de óxido nítrico de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque comprende además una o más trayectorias de eliminador configuradas para remover NO 2 del producto gaseoso generado por la una o más cámaras de plasma.
- 10El sistema de generación de óxido nítrico de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la fuente de reactivo gaseoso está en la forma de un depósito.
- 11El sistema de generación de óxido nítrico de 360 IMPI INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la fuente de reactivo gaseoso está en la forma de una bomba.
- 12Un sistema de generación de óxido nítrico, caracterizado porque comprende:una o más cámaras de plasma, cada una incluye uno o más electrodos configurados para generar un producto gaseoso que contiene óxido nítrico utilizando un flujo de un reactivo gaseoso a través de la una o más cámaras de plasma;un controlador configurado para controlar la cantidad de óxido nítrico generada en el producto gaseoso por el uno o más electrodos en la una o más cámaras de plasma con base en un algoritmo de control con uno o más parámetros de entrada al hacer variar por lo menos uno o más del caudal del reactivo gaseoso en la una o más cámaras de plasma y una energía de plasma en la una o más cámaras de plasma;una fuente de reactivo gaseoso que está configurada para proporcionar reactivo gaseoso instantáneo a alta presión a la una o más cámaras de plasma;y un controlador de flujo colocado entre la fuente de reactivo gaseoso y la una o más cámaras de plasma y configurado para proporcionar un flujo variable continuo controlado del reactivo gaseoso desde la fuente de reactivo gaseoso con base en una medición asociada con un gas médico en el cual fluye el producto gaseoso;en donde la concentración de NO en una combinación 361 IMPI INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL del producto gaseoso y el gas médico es un valor objetivo, y en donde la medición asociada con el gas médico es el caudal de gas médico de manera que el flujo de aire del reactivo gaseoso a través de la una o más cámaras de plasma es proporcional al caudal del gas médico.
- 13El sistema de generación de óxido nítrico de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque los parámetros de entrada del algoritmo de control se seleccionan del grupo que consiste de parámetros de tratamiento concomitantes, parámetros del paciente, parámetros del ambiente circundante, parámetros del dispositivo y parámetros de tratamiento con NO.
- 14El sistema de generación de óxido nítrico de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque los parámetros de tratamiento concomitantes incluyen flujo, presión, temperatura de gas, información de humedad de gas en relación a uno o más dispositivos que están siendo utilizados junto con el sistema de generación de NO.
- 15El sistema de generación de óxido nítrico de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque los parámetros de paciente incluyen flujo de inspiración, SpO 2 , detección de respiración, volumen corriente, volumen por minuto o NO 2 en la expiración.
- 16El sistema de generación de óxido nítrico de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque 362 IMPI INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL los parámetros de ambiente circundante incluyen temperatura ambiente, presión ambiente, humedad ambiente, NO ambiente o NO2 ambiente.
- 17El sistema de generación de óxido nítrico de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque los parámetros de dispositivo incluyen presión de la cámara de plasma, flujo de la cámara de plasma, temperatura de la cámara de plasma, humedad de la cámara de plasma, temperatura de electrodo, tipo de electrodo o separación de electrodo.
- 18El sistema de generación de óxido nítrico de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque los parámetros de tratamiento de NO incluyen concentración objetivo de NO, concentración indicada de NO o concentración indicada de NO2.
- 19El sistema de generación de óxido nítrico de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque comprende además una o más trayectorias de eliminador configuradas para remover NO2 del producto gaseoso generado por la una o más cámaras de plasma.
- 20El sistema de generación de óxido nítrico de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la fuente de reactivo gaseoso está en la forma de un depósito.
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL
SISTEMAS Y MÉTODOS PARA GENERAR ÓXIDO NÍTRICO
Campo de la Invención
La presente invención se relaciona con sistemas y métodos para generar óxido nítrico para uso con un dispositivo de ventilación.
Antecedentes de la Invención
El óxido nítrico se ha encontrado que es útil de numerosas maneras para el tratamiento de enfermedades, particularmente males cardíacos y respiratorios. Los sistemas previos para producir NO y suministrar el NO gaseoso a un paciente presentan numerosas desventajas. Por ejemplo, los sistemas basados en tanque requieren tanques grandes de NO gaseoso a concentración y presión altas. Cuando se pone en pausa el tratamiento utilizando este sistema, el NO en el circuito se estanca y se convierte en NO2, lo que requiere qué el usuario purgue el circuito de ventilación manualmente antes de reanudar la ventilación manual. Las síntesis de NO a partir de NO2 o NO2O4 requiere el manejo de sustancias químicas tóxicas. Los sistemas de generación eléctrica previos involucran generar plasma en el flujo principal de aire que se suministra a los pacientes o bombearlo a través de un tubo de suministro.
La calibración de los sistemas actuales también puede ser difícil dado que un usuario requiere que conecte
Ref. 300166
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- 2 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL latas de gas a alta presión que contienen gas de calibración al sistema. Los gases de calibración típicamente incluyen NO; NO2, y O2. Para una concentración y un gas a la vez, el gas se hace fluir a través de la cámara de sensor para proporcionar una entrada conocida. Esta calibración manual puede requerir aproximadamente 15 minutos o más de tiempo de personal entrenado. Cuando los sistemas basados en tanque fluyen, liberan una concentración alta (aproximadamente 800 ppm) de NO en el sistema de ventilación. Cuando el tratamiento con un sistema basado en tanque se pone en pausa, el NO en el circuito manual (Ambu-bag o equivalente) se estanca y se convierte en NO, lo que requiere que el usuario purgue el circuito de dispositivo de ventilación manual antes de reanudar la ventilación manual.
Sumario de la Invención
La presente descripción se relaciona con sistemas, métodos y dispositivos para generación de óxido nítrico para uso con diversos dispositivos de ventilación. En algunas modalidades, los sistemas de generación de óxido, nítrico comprenden una o más cámaras de plasma, cada una incluye uno o más electrodos configurados para generar un producto gaseoso que contiene óxido nítrico utilizando un flujo de un reactivo gaseoso a través de una o más cámaras de plasma. Un controlador está configurado para regular la cantidad de óxido nítrico generada en el producto gaseoso por el uno o
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL más electrodos en la una o más cámaras de plasma utilizando uno o más parámetros como se introducen a un algoritmo control, y por lo menos uno de uno o más parámetros está relacionado con el caudal del reactivo gaseoso en una o más cámaras de plasma. Una fuente de reactivo gaseoso se configura para proporcionar reactivo gaseoso instantáneo a alta presión a una o más cámaras de plasma. Un controlador de flujo se coloca entre la fuente de reactivo gaseoso y una o más cámaras de plasma y se configura para proporcionar un flujo variable continuo controlado del reactivo gaseoso desde la fuente de reactivo gaseoso en base en una medición asociada con un gas médico en el cual fluye el producto gaseoso. Una o más trayectorias de eliminador se configuran para remover NO2 del producto gaseoso generado por una o más cámaras de plasma. La concentración de NO en el producto gaseoso combinado y el gas médico es un valor objetivo.
En algunas modalidades, la medición asociada con el gas médico es el caudal del gas medio de manera que el flujo de aire del reactivo gaseoso a través de una o más cámaras de plasma es proporcional al caudal del gas médico.
En algunas modalidades, la fuente de reactivo de gas está en forma de un depósito. En algunas modalidades, la fuente de reactivo gaseoso está en forma de una bomba. En algunas modalidades, el controlador de flujo se selecciona del grupo que consiste de una o más válvulas proporcionales,
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- 4 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL una o más válvulas digitales y una combinación de por lo menos una válvula proporcional y por lo menos una válvula digital. En algunas modalidades, el sistema también incluye a uno o más filtros colocados para recibir aire enriquecido con NO desde una o más trayectorias de eliminador y configurado para filtrar el aire enriquecido con NO. En algunas modalidades, el sistema también incluye un procesador de señal digital que genera una forma de onda de AC de control adaptable, continua como una entrada a un circuito de alto voltaje. El procesador de señal digital está configurado para controlar la forma de la forma de onda de AC al controlar su frecuencia y sU ciclo de trabajo.
En algunas modalidades, un sistema de generación de óxido nítrico comprende una o más cámaras de plasma, cada una incluye uno o más electrodos configurados para generar un producto gaseoso que contiene óxido nítrico utilizando un flujo de un residuo gaseoso a través de una o más cámaras de plasma. Un controlador es configurado para regular la cantidad de óxido nítrico generada en el producto gaseoso por el uno o más electrodos en la una o más cámaras de plasma utilizando uno o más parámetros como entrada a un algoritmo control, y por lo menos uno del uno o más parámetros está relacionado con el caudal del reactivo gaseoso dentro de una o más cámaras de plasma. Una fuente de reactivo gaseoso se configura para proporcionar un reactivo gaseoso instantáneo a
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL alta presión a una o más cámaras de plasma. Un controlador de flujo se coloca entre la fuente de reactivo gaseoso y una o más cámaras de plasma y se configura para proporcionar un flujo variable continuo controlado del reactivo gaseoso a partir de la fuente de reactivo gaseoso en base en una medición asociada con un gas médico en el cual fluye el producto gaseoso. La concentración de NO en el producto gaseoso combinado y el gas médico es un valor objetivo.
En algunas modalidades, el sistema también incluye una o más trayectorias de eliminador configuradas para remover NO2, del producto gaseoso generado por una o más cámaras de plasma. En algunas modalidades, la fuente de reactivo gaseoso está en forma de un depósito. En algunas modalidades, la fuente de reactivo gaseoso está en forma de una bomba.
En algunas modalidades, un sistema de generación de óxido nítrico comprende una o más cámaras de plasma, cada una incluye uno o más electrodos configurados para generar un producto gaseoso que contiene óxido nítrico utilizando un flujo de una reactivo gaseoso a través de una o más cámaras de plasma. Un controlador está configurado para controlar la cantidad de óxido nítrico generado por el producto gaseoso por el uno o más electrodos en la una o más cámaras de plasma en base en un algoritmo control con el uno o más parámetros de entrada al hacer variar por lo menos uno o más del caudal
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL del reactivo gaseoso en una o más cámaras de plasma y una energía de plasma en una o más cámaras de plasma. Una fuente de reactivo gaseoso se configura para proporcionar un reactivo gaseoso instantáneo a alta presión a una o más cámaras de plasma. Un controlador de flujo se coloca entre la fuente de reactivo de gas y una o más cámaras de plasma y se configura para proporcionar un flujo variable continuo controlado del reactivo gaseoso desde la fuente de reactivo gaseoso en base en una medición asociada con el gas médico en el cual fluye el producto gaseoso. La concentración de NO en el producto gaseoso combinado y el gas médico es un valor objetivo.
En algunas modalidades, los parámetros de entrada del algoritmo control se seleccionan del grupo que consiste de parámetros de tratamiento concomitante, parámetros del paciente, parámetros de ambiente circundante, parámetros de dispositivo y parámetros de tratamiento con NO. En algunas modalidades, los parámetros de tratamiento concomitante incluyen flujo, presión, temperatura de gas, información de unidad del gas en relación a uno o más dispositivos que están siendo usados junto con el sistema de generación de NO. En algunas modalidades, los parámetros del paciente incluyen flujo inspiratorio, SpO2, dirección de la respiración, volumen corriente, volumen mínimo o NO2 expiratorio. En algunas modalidades, los parámetros del ambiente circundante
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL incluyen temperatura ambiente, presión ambiente, humedad ambiente, NO ambiente o NO<sub>2</sub> ambiente. En algunas modalidades, los parámetros de dispositivo incluyen presión de cámara de plasma, flujo de cámara de plasma, temperatura de cámara de plasma, humedad de cámara de plasma, temperatura de electrodo, tipo de electrodo o separación de electrodo. En algunas modalidades, los parámetros de tratamiento con NO incluyen concentración objetivo de NO, concentración indicada de NO o concentración indicada de NO<sub>2</sub>.
En algunas modalidades, el sistema también incluye una o más trayectorias de eliminador configuradas para remover NO<sub>2</sub> del producto gaseoso generado por una o más cámaras de plasma. En algunas modalidades, la fuente de gas reactivo está en forma de un depósito.
También se proporciona un método para generar NO en un producto gaseoso e incluye generar un producto gaseoso utilizando una o más cámaras de plasma, cada una incluye uno o más electrodos que contienen óxido nítrico utilizando un flujo de un reactivo gaseoso a través de la una o más cámaras de plasma, y al regular la cantidad de NO generado en el producto gaseoso utilizando un controlador junto con el uno o más electrodos en la una o más cámaras de plasma mediante la utilización de uno o más parámetros como entrada a un algoritmo control. Por lo menos uno del uno o más parámetros se relaciona con el caudal del reactivo gaseoso en la una o
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL más cámaras de plasma. El método también incluye proporcionar reactivo gaseoso instantáneo a alta presión a la una o más cámaras de plasma desde una fuente de reactivo gaseoso. El método también incluye proporcionar un flujo de variable continuo controlado del reactivo gaseoso desde la fuente de reactivo gaseoso en base en una medición asociada con un gas médico en el cual fluye el producto gaseoso utilizando un controlador de flujo que está colocado entre la fuente de reactivo gaseoso y una o más cámaras de plasma. Una o más trayectorias de eliminador remueven el NO2 del producto gaseoso generado por una o más cámaras de plasma. La concentración de NO2 en el producto gaseoso y el gas médico combinados es un valor objetivo.
En algunas modalidades se proporciona un sistema para generar óxido nítrico que comprende un cartucho configurado para producir óxido nítrico que va a ser suministrado a través de un dispositivo de suministro de gas respiratorio. El cartucho incluye una entrada para recibir reactivos gaseosos, una o más cámaras de plasma configuradas para producir óxido nítrico a partir del reactivo gaseoso, y una salida para suministrar el óxido nítrico al dispositivo de suministro de gas respiratorio. Un controlador está configurado para recibir retroalimentación desde el cartucho para permitir al controlador regular la producción de óxido nítrico por el cartucho al ajustar el caudal del gas de la
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL cámara de plasma y una duración o intensidad de la actividad de plasma en la cámara de plasma. En algunas modalidades, el cartucho incluye una cámara de plasma.
En algunas modalidades, el cartucho también incluye uno o más eliminadores acoplados entre la una o más cámaras de plasma y la salida, y el uno o más eliminadores (depuradores) se pueden configurar para remover NO2 del óxido nítrico generado. El uno o más eliminadores pueden tener la misma longitud, o longitudes diferentes. Longitudes diferentes pueden ser deseables cuando el propósito de cada eliminador difiere. Aplicaciones diferentes pueden incluir ventilación de neonatos, ventilación de adultos, tratamiento de máscaras faciales y respiración manual con una bolsa. En algunas modalidades, el cartucho es un cartucho de calibración que dirige cantidades conocidas de salida de NO y NO2 a uno o más sensores. En una modalidad, el reactivo gaseoso es aire atmosférico.
En algunas modalidades, el controlador también puede incluir uno o más sensores configurados para detectar la concentración de óxido nítrico en el cartucho y/o en el circuito de inspiración del paciente de manera que se pueda ajustar la producción de óxido nítrico en base en la retroalimentación a partir de uno o más sensores. En una modalidad, el controlador está configurado para controlar el ciclo de trabajo de la actividad de plasma en una primera
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL cámara de plasma a un primer ciclo de trabajo para permitir el suministro de óxido nítrico y el control del ciclo de trabajo de la actividad de plasma en una segunda cámara de plasma en un segundo ciclo de trabajo. El segundo ciclo de trabajo es menor que el primer ciclo de trabajo de manera que la actividad de plasma en la segunda cámara de plasma se utiliza para verificar la viabilidad de la segunda cámara de plasma como una cámara de plasma de respaldo a la primera cámara de plasma. En algunas modalidades, una primera cámara de plasma y una segunda cámara de plasma se utilizan de una manera alternada para igualar el desgaste en ambas y aún así retener un respaldo viable.
En algunas modalidades, la una o más cámaras de plasma permiten el suministro simultáneo de óxido nítrico a uno o más dispositivos de ventilación. El uno o más dispositivos de ventilación pueden incluir un dispositivo de ventilación automático y un dispositivo de ventilación manual. En una modalidad, la una o más cámaras de plasma permiten la redundancia para permitir el suministro continuo de óxido nítrico en el caso de una falla en una o más cámaras de plasma. En algunas modalidades, ambas cámaras de plasma se utilizan al unísono para suministrar una dosis máxima de NO. En algunas modalidades, una cámara de plasma se utiliza para suministrar NO a un paciente mientras que la otra cámara de plasma suministra NO a un banco sensor para confirmar
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL funcionalidad.
En algunas modalidades, se proporciona un sistema para generación de óxido nítrico que comprende un cartucho configurado para suministrar óxido nítrico que va a ser suministrado a través de un dispositivo de suministro de gas respiratorio. El cartucho incluye una entrada para recibir un gas reactivo y una salida para suministrar el óxido nítrico al dispositivo de suministro de gas respiratorio. Un controlador incluye una o más cámaras de plasma configuradas para producir óxido nítrico a partir del reactivo gaseoso. El controlador está configurado para recibir una entrada de control desde el cartucho para permitir el controlador regular la producción de óxido nítrico al ajustar el caudal del gas en la cámara de plasma y la duración de la actividad del plasma en la cámara de plasma. En una modalidad, la entrada de control es en forma de una medición de flujo de los gases de inspiración en el cartucho. En otra modalidad, la entrada de control está en forma de una medición de presión de los gases de inspiración en el cartucho.
En algunas modalidades, el cartucho es un cartucho de autoprueba (calibración) que está configurado para dirigir el flujo desde la cámara de plasma a los sensores de análisis de gas del sistema en el controlador. En algunas modalidades, el cartucho es un eliminador que incluye uno o más eliminadores configurados para remover NO2 del óxido nítrico
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL generado. El uno o más eliminadores se pueden orientar en un plano vertical con una configuración en zigzag o laberinto bidimensional. Esta solución proporciona el beneficio de que los productos gaseosos se sumergen en receptáculos del material eliminador, asegurando que todo el gas se ponga en contacto con el material eliminador.
En algunas modalidades, el controlador está configurado para comunicarse con el cartucho de manera que el controlador puede tener acceso a la información en relación al cartucho, la información es una fecha de expiración del cartucho o tipo de cartucho o ID única. El controlador puede utilizar la información del cartucho relacionado con el tipo de cartucho para controlar la producción de NO.
En algunas modalidades, un sistema de generación NO puede hacer variar el caudal de aire a través de la cámara de plasma. En una modalidad, un sistema de generación de NO puede utilizar una bomba de aire para jalar el aire contaminado con NO2 alejándolo del paciente para limpiar las líneas. En algunas modalidades, un sistema de generación de NO utiliza una tecnología de membrana concentradora de oxígeno para incrementar el contenido de O2 del gas en la cámara de plasma para de esta manera incrementar la eficiencia de producción de NO. En algunas modalidades, un sistema de generación de NO puede utilizar la tecnología de concentrador de oxígeno para reducir la concentración de O2
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL en la corriente de gas post-plasma que contiene NO para reducir la velocidad de formación de NO2. En algunas modalidades, un sistema de generación de NO tiene un flujo de inspiración ENTRADA y la conexión de un flujo de inspiración de SALIDA pero no genera NO dentro del flujo de inspiración. En una modalidad, un sistema de generación de NO puede soportar dos o más tratamientos de NO independientes a la vez, por ejemplo, un circuito ventilador y un dispositivo de ventilación manua1.
En algunas modalidades, un sistema de generación de NO continúa la generación de NO pese a cualquier alarma. En algunas modalidades, un sistema de generación de NO incluye un circuito de vigilancia que monitorea la actividad plasmática y puede conmutar la actividad de plasma desde una cámara de plasma a otra cámara de plasma.
En algunas modalidades, un sistema de generación de NO incluye capacidad de comunicación inalámbrica que permite a dos controladores comunicarse, por ejemplo, directamente, con el fin de transferir información de tratamiento y de sistema desde un controlador al otro. En otra modalidad, los sistemas de generación de NO pueden comunicarse indirectamente a través de la internet o una red de nube para transferir información.
En algunas modalidades, un sistema de generación de
NO utiliza uno o más de flujo de aire de inspiración, presión
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL de aire de inspiración, humedad de aire de inspiración, temperatura ambiente, presión ambiente, presión de cámara de plasma y/o humedad, entradas en el algoritmo de control de plasma. En una modalidad, un sistema de generación de NO utiliza modulación de anchura de pulso de un circuito resonante para hacer variar la producción de NO. En algunas modalidades, el sistema de generación de NO modula el flujo de aire y un parámetro de plasma (por ejemplo, ciclo de trabajo de pulso, frecuencia de pulso o ciclo de trabajo de descarga, frecuencia de descarga, duración de descarga y/o potencia de pulso) para mantener una concentración constante de NO que abandona la cámara de plasma. En algunas modalidades, el sistema de generación de NO modula el flujo de aire y un parámetro de plasma (anchura de pulso, frecuencia o potencia) para mantener una concentración constante de NO en el flujo de aire principal a un paciente (corriente de aire de ventilador, por ejemplo).
En algunas modalidades, un sistema de generación de NO utiliza salida de gas de la cámara de plasma para autoverificación de que NO y NO2 están siendo generados. En algunas modalidades, un sistema de generación de NO incluye un cartucho de autoprueba (calibración) que, cuando se inserta, habilita o inicia un proceso de autocalibración para sensores de NO y NO2. En algunas modalidades, el cartucho de calibración puede derivar flujo del cartucho de calibración a
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL los sensores de gas. En algunas modalidades, un sistema de generación de NO incluye una vía de calibración integrada para autocalibración de sensores.
En algunas modalidades, un sistema de generación de NO tiene un modo que verifica la fecha de expiración (vida de anaquel) de un cartucho antes de permitir su uso clínico, o puede verificar si el cartucho ha sido insertado o no en un sistema previamente. En algunas modalidades, un sistema de generación de NO puede introducir un modo de verificación de cartucho ante el arranque, cuando el cartucho es removido, y cuando el sistema despierta de un modo en reposo.
En algunas modalidades, los usuarios desean poder dirigir NO a más de un tratamiento a la vez desde el mismo sistema, por ejemplo: ventilación simultánea manual y automática. Con el fin de soportar ambos modos simultáneamente con caudales y concentraciones de NO diferentes, en algunas modalidades existe un cartucho desechable de sistema de generación de NO con más de una trayectoria de eliminador. Un sistema que incluye trayectorias de eliminador redundantes permite al sistema soportar una pluralidad de métodos de tratamiento diferentes a diferentes concentraciones de NO.
En una modalidad, un eliminador de NO2 constituido de partículas de material de cal sodada. Este material es quebradizo y puede fracturarse durante el tránsito, por lo
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL que se requiere un filtro físico (no debe confundirse con el eliminador químico) para eliminar el material particulado del eliminador de la corriente de aire. En una modalidad mostrada en la figura 86, la trayectoria del eliminador tiene múltiples filtros de partículas separados a lo largo de .la trayectoria de flujo para capturar partículas de cal sodada. Este diseño limita la cantidad de partículas que puede recolectar un filtro dado.
Cuando un cartucho desechable es empacable y transportado al cliente, existe el riesgo de que las vibraciones durante el tránsito puedan hacer que el material eliminador sedimente, generando vías de gas a través del cartucho que no requieren contacto con el material eliminador. En algunas modalidades, el gas puede hacer contacto con el material eliminador después de vibración y/o cuando el cartucho es inclinado con respecto a la vertical. En algunas modalidades, el gas puede fluir a través del material eliminador después de vibraciones producidas por el tránsito.
En una modalidad, un cartucho puede tener un alojamiento reutilizable que permite al usuario sustituir únicamente el material eliminador. En una modalidad, un cartucho puede incluir una o más válvulas de salida para evitar el retroflujo desde el flujo de inspiración del paciente al interior del cartucho.
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- 17 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL
En una modalidad, un sistema de generación de NO comprende electrodos constituidos de un material de bajo costo conectado a una almohadilla de metal noble/aleación. En una modalidad se puede utilizar un sistema de generación de NO que incluye un arreglo de pares de electrodos que son usados uno a la vez para propósitos de prolongar la media de tiempo entre servicios. En una modalidad, los electrodos pueden ser agotados en serie o se pueden utilizar en un patrón cíclico para incluso desgaste y temperaturas reducidas.
Existen varias maneras de controlar la producción de NO. En algunas modalidades, un sistema de generación de NO se puede utilizar que determine los parámetros de plasma al utilizar una tabla de búsqueda con una o más de las siguientes entradas: concentración objetivo de NO inhalado, tipo de cartucho, caudal de aire inspirado, temperatura de aire inspirada, humedad de aire inspirada, presión de aire inspirada, temperatura ambiente, presión de cámara de plasma, caudal de gas de cámara de plasma, presión ambiente, humedad ambiente, presión de depósito de aire, O2 inspirado medido, límites de O2 inspirado, nivel de reactivo gaseoso O2 y valores NO medidos en la línea de inspiración del ventilador. En algunas modalidades, un sistema de producción de NO puede usarse que extraigan aire ambiente, bombee el aire a través de un plasma, elimine y filtre el aire antes de que salga con
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL un flujo secundario de aire a un paciente. En una modalidad, un sistema de generación de NO se puede usar que utilice bombas que bloqueen el flujo cuando esté apagado para evitar crear una fuga en el flujo de inspiración del paciente. En algunas modalidades, se puede usar un sistema de generación de NO que use una válvula para bloquear el flujo cuando la generación de NO está apagado para evitar crear una fuga en el flujo de inspiración del paciente.
En una modalidad, un sistema de generación de NO extrae aire ambiente, bombea el aire a través de un plasma, elimina y filtra el aire antes de fusionarlo con un flujo secundario de aire a un paciente. En una modalidad, el aire que contiene NO es filtrado antes y después del eliminador.
En una modalidad, un sistema de generación de NO, ante completado de la ventilación manual de un paciente, apaga el plasma pero continúa funcionando la bomba de gas por un tiempo reestablecido o rotaciones de bomba para purgar el dispositivo de ventilación manual de uno o más de NO y N0<sub>2</sub>. En otra modalidad, el sistema puede extraer por succión la línea para limpiar la línea alejándola del paciente. El tiempo y/o las rotaciones de bomba se determinan en base en el volumen de aire que se requiere que se mueva para limpieza por extracción del circuito ventilador de NO. De este modo, el aire puede ser bombeado sin generación de NO y el aire puede ser bombeado antes de detener la bomba siempre que el
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- 19 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL tratamiento se detenga o se ponga en pausa. En una modalidad, la bomba puede continuar funcionando hasta que uno o más de los niveles de NO y NO2 indicados por sensores respectivos estén en niveles aceptables.
En una modalidad, se proporciona un sistema de generación de NO que genera un plasma dentro de la corriente de aire de inspiración de un paciente. El dispositivo mide los niveles de O2 dentro del aire de inspiración y hace variar los parámetros de plasma en consecuencia para mantener un perfil particular de concentración de NO dentro del aire inspirado. En una modalidad se proporciona un sistema de generación de NO con electrodos sustituibles que puede ser utilizado.para múltiples pacientes.
En una modalidad se proporciona un sistema de generación de NO con uno o más cartuchos removibles que contienen una o más de las siguientes características: un alojamiento, un filtro de aire de plasma entrante, una entrada de flujo de ventilador, un conducto de flujo de ventilador, una salida de flujo de ventilador, material eliminador de aire entrante, recinto de filtro de aire, cámara de plasma, uno o varios montajes de electrodo, una bomba de aire, medición de flujo de ventilador, una entrada de flujo de dispositivo de ventilación manual, una salida de flujo de dispositivo de ventilación manual, medición de flujo de circuito de ventilación manual, un selector manual/de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL respaldo, una conexión de línea de muestra, una trampa de agua, un dren de trampa de agua, trayectorias dobles de eliminador de NO<sub>2</sub>, válvulas de retención de salida, filtros de salida y un dispositivo de memoria.
En una modalidad se proporciona un sistema de generación de NO que incluye generación redundante de plasma que periódicamente verifica la viabilidad del generador de plasma de respaldo. En una modalidad, se proporciona un sistema de generación de NO con un montaje de electrodo comprendido de un par de electrodos, un disipador térmico y un pasaje de gas. El montaje de electrodo puede tener un pasaje de gas que consista de un orificio ciego (una abertura única para introducción y remoción de gas). En algunas modalidades, un montaje de electrodo está configurado como un montaje de jaula de Faraday con flujo de aire adecuado para reducir las emisiones de banda ancha generadas por el montaje de electrodo de HV.
En una modalidad, se proporciona un sistema de generación de NO con cartucho desechable con trampa de agua de un volumen mayor de 20 mi (por ejemplo, 60 mi) . En una modalidad se proporciona una trampa de agua desechable con válvula accionada por jeringa para drenaje.
En relación al control de producción de NO, en algunas modalidades el caudal de reactivo gaseoso y la frecuencia de chispas son controlados. En una modalidad se
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL controla el caudal de reactivo gaseoso y el ciclo de trabajo de generación de chispas. En una modalidad se hace variar el caudal de flujo de aire linealmente con la variación del caudal respiratorio con la respiración. En una modalidad, la velocidad de pulso de plasma se puede hacer variar así como mantener constante la concentración de NO durante el ciclo respiratorio. En una modalidad, la velocidad de bomba de aire se mantiene constante y únicamente se hacen variar los parámetros de control (B = grupos de chispa por segundo, P = tiempo entre descargas, N = número de descargas por grupo y H = tiempo de pulso) para producir las concentraciones requeridas de NO en el flujo de inspiración de un paciente.
En una modalidad, un sistema de generación de NO incluye un modo que inspecciona un cartucho para función apropiada (generación de chispa, patencia) y fecha de expiración antes de permitir el tratamiento. En una modalidad, un sistema de generación de NO puede introducir un modo de demostración cuando se inserta un cartucho de entrenamiento.
En una modalidad, un sistema de generación de NO utiliza mediciones de NO2 como un sustituto para las mediciones de NO en caso de que una falla en el sensor de NO, basada en una relación conocida entre la producción de NO y NO2. Por ejemplo, para un sistema que genera concentraciones de NO2 a 10% de las concentración de NO, el sistema puede
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL medir únicamente NO2 e inferir que los niveles de NO son aproximadamente 10 veces mayores o más. El término o más se utiliza debido a que se requiere tiempo para que los gases de inspiración se desplacen desde la ubicación de recolección de muestra a los sensores de gas. Durante ese tiempo de tránsito, el NO puede oxidarse a NO2, lo que vuelve la lectura de NO2 indicada más alta que el nivel de NO2 en la ubicación de recolección de muestra.
Cuando el sistema de suministro de NO está suministrando NO a un circuito ventilador u otro flujo de aire por pulsos, el flujo de aire a través de la cámara de plasma puede variar. Con frecuencia, el flujo de la cámara de plasma se controla para variar en proporción al flujo de circuito del ventilador. Algunos flujos de circuito de ventilador tienen un flujo de desviación cero, es decir, el flujo en el circuito es cero entre el extremo del período de inspiración y el inicio del período de inspiración subsecuente. En esta situación, un flujo de NO proporcional tendrá un flujo cero durante la exhalación. Incluso si la actividad de plasma se detiene durante períodos de flujo de ventilador cero o muy bajos, el NO latente en y corriente abajo de la cámara de plasma se convertirá a NO2 entre las respiraciones del paciente. En este escenario, es benéfico mantener una cantidad trivial de flujo a través de la cámara de plasma para purgar el NO remanente fuera del sistema en la
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL corriente del ventilador. El bajo flujo se puede generar al correr una bomba a baja velocidad, teniendo un orificio de drenado en una válvula antes de la cámara de plasma de manera que nunca obstruya por completo el flujo, teniendo una trayectoria de aire de corriente lateral que siempre está abierto en paralelo a un controlador de flujo, que tenga una válvula proporcional de flujo que nunca se cierre a abertura cero, u otros medios. Sin una o más de estas mitigaciones para la descarga de NO latente de la cámara de plasma, la concentración de NO2 se puede incrementar en la corriente de aire principal cuando el ventilador fluye, y se reanuda el suministro de NO.
En una modalidad, los electrodos se localizan en un controlador del dispositivo en vez de en un cartucho desechable. Esto permite que el plástico del cartucho se coloque a una distancia de la fuente de calor de los electrodos, un costo reducido del cartucho y distancias aumentadas entre el usuario y el alto voltaje. También puede mejorar el blindaje de interferencia electromagnética (EMI, por sus siglas en inglés), permitir la capacidad de autocalibrar el dispositivo utilizando un controlador sin un cartucho de calibración y puede eliminar una conexión de alto voltaje al cartucho desechable.
Breve Descripción de las Figuras
La presente descripción se describe adicionalmente
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- 24 IMPI
INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL en la descripción detallada que sigue, con referencia a la pluralidad indicada de figuras por medio de ejemplos no limitantes de las modalidades ejemplares, en las cuales números de referencia similares representan partes similares a través de las diversas vistas de las figuras, y en donde:
la figura 1 es una modalidad ejemplar de un sistema para generar un producto gaseoso enriquecido con NO;
la figura 2 es una modalidad ejemplar de un sistema de generación de NO;
la figura 3 es una modalidad ejemplar de un sistema de generación de NO;
la figura 4A es una modalidad ejemplar de un sistema de generación de óxido nítrico en línea;
la figura 4B es una modalidad ejemplar de un sistema de generación de óxido nítrico de corriente lateral;
la figura 4C es una modalidad ejemplar de un sistema de generación de óxido nítrico de corriente principal;
la figura 5A es una modalidad ejemplar de un sistema de generación de óxido nítrico en línea;
la figura 5B es una modalidad ejemplar de un sistema de generación de óxido nítrico de corriente principal;
la figura 6 es una modalidad ejemplar de un controlador de un sistema de generación de óxido nítrico que
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- 25 IMPI
INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL incluye más de un circuito de flujo;
la figura 7 es un diagrama de flujo de una modalidad de generación de plasma que se abastece de aire ambiente separado de una corriente de gas principal;
la figura 8 es un diagrama de flujo de una modalidad de generación de plasma con generadores de plasma y eliminadores redundantes;
la figura 9 es una modalidad de una línea de muestra;
la figura 10 es una modalidad de un extremo de inyección de una línea de muestra;
la figura 11 es una modalidad ejemplar de un sistema de generación de NO de corriente principal que se puede utilizar con un dispositivo de ventilación manual;
las figuras 12A y 12B son modalidades de dispositivos de ventilación manual para uso con un dispositivo de generación de NO;
las figuras 13A y 13B son modalidades de dispositivos de ventilador manuales para uso con un dispositivo de generación de NO;
la figura 14 es una modalidad del dispositivo de ventilación manual para uso con un dispositivo de generación de NO;
la figura 15 es una modalidad ejemplar de un sistema de generación de NO que incluye un cartucho
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- 26 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL desechadle y un controlador;
las figuras 16A y 16B ilustran pulsos de generación de NO por plasma ejemplares para montajes de electrodo en estados normal y de falla;
la figura 17A es una modalidad de un sistema de generación de NO con una o más cámaras de plasma localizadas dentro de un cartucho;
la figura 17B es una modalidad de un sistema de generación de NO con una o más cámaras de plasma localizadas dentro de un controlador;
* la figura 18 ilustra una modalidad de un esquema de un controlador de un sistema de generación de NO;
las figuras 19, 20, 21, 22, 23, 24 y 25 son modalidades de mecanismos para crear un flujo de aire por pulsos;
las figuras 26A, 26B y 26C son modalidades de fuentes de flujo y cámaras de plasma;
la figura 27 es un circuito de generación de plasma que incluye un circuito de control de formas de onda y un circuito de alto voltaje;
la figura 28 es una modalidad ejemplar de un circuito activador de alto voltaje;
la figura 29 es una forma de onda ejemplar generada por un procesador DSP controlador de alto voltaje;
la figura 30 ilustra un múltiple de electrodo
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- 27 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL ej emplar;
la figura 31A es una modalidad ejemplar de un montaje de electrodo con puntos de entrada y salida independientes ;
la figura 31B es una vista en sección transversal del montaje de electrodo de la figura 31A;
la figura 31C es una vista lateral del montaje de electrodo de la figura 31A;
las figuras 32A y 32B ilustran una modalidad ejemplar de un montaje de electrodo con un orificio ciego para flujo de gas;
la figura 33 es una modalidad ejemplar de un montaje de electrodo montado en un controlador;
la figura 34 es una modalidad de un montaje de electrodo para generar NO en un sistema de generación de NO;
la figura 35 es una modalidad de un montaje de electrodo para generar NO en un sistema de generación de NO;
la figura 36 es una modalidad de un montaje de electrodo para generar NO en un sistema de generación de NO;
las figuras 37A y 37B ilustran varias modalidades de electrodo con características para tocar fondo;
<td> la figura 38</td><td> es</td><td> una modalidad</td><td> de</td><td> un montaje</td><td> de</td>
<td> electrodo que permite</td><td> el</td><td> flujo de aire</td><td> a</td><td> través de</td><td> una</td>
<td> separación de electrodo;</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td>
<td> la figura 3 9</td><td> es</td><td> una modalidad</td><td> de</td><td> un montaje</td><td> de</td>
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- 28 IMPI
INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL electrodo;
la figura 40 es una gráfica ejemplar de una exploración de resonancia de frecuencia de chispa para determinar una frecuencia resonante para un circuito de alto voltaj e;
la figura 41 es una gráfica ejemplar para determinar el ruido en un circuito de alto voltaje para detectar plasma;
la figura 42A es una modalidad de un montaje de electrodo que tiene un anillo toroidal y las figuras 42B y 42C ilustran componentes del montaje de electrodo mostrado en la figura 42A;
la figura 43 es una modalidad de un montaje de electrodo;
las figuras 44A, 44B y 44C son modalidades de un montaje de electrodo;
la figura 45 es una modalidad de un montaje de electrodo;
la figura 46A es una modalidad de un montaje de electrodo;
la figura 46B es una modalidad de un montaje de electrodo;
las figuras 47A y 47B ilustran la vista trasera y lateral de una modalidad de un recinto controlador;
la figura 48 es una gráfica ejemplar que muestra el
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- 29 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL tiempo transcurrido versus ajustes de NO;
la figura 49 es un esquema de una modalidad de un cartucho para uso con un sistema de generación de NO;
la figura 50 es una modalidad de un sistema de generación de NO con un componente de estado de alarma visual;
las figuras 51A, 51B, 51C, 51D, 51E, 51F y 51G son modalidades de una interfaz de usuario para mostrar información relacionada con la producción de NO a un usuario;
las figuras 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61 y 62 son modalidades de una interfaz de usuario de un sistema de generación de NO;
la figura 63 es una modalidad de una trayectoria de eliminador;
la figura 64 es una modalidad de un alojamiento de cartucho con múltiples cilindros en el mismo para administrar tubos eliminadores;
las figuras 65 a 68 son modalidades de circuito neumáticos;
Las figuras 69A y 69B ilustran modalidades de movimiento de NO en una vía de una sola dirección y recirculación de NO;
la figura 70 es una modalidad de un ciclo recirculante que remueve continuamente NO<sub>2</sub> de almacenados de gas que contiene NO;
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- 30 IMPI
INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL la figura 71 es una modalidad de un sistema en donde el gas recirculado fluye de regreso a través del generador de NO;
la figura 72 es una modalidad de un cartucho de calibración;
la figura 73 es una modalidad de un paquete sensor que tiene una trampa de agua;
la figura 74 es una modalidad de una cámarade plasma de jaula de Faraday;
la figura 75 es una modalidad de una cámarade plasma de metal sólido;
la figura 76 es una modalidad de un sistemade generación de NO con un cartucho de ventilación y un cartucho eliminador;
la figura 77 es una modalidad de un cartucho de ventilación;
la figura 78 es una modalidad de un cartucho de ventilación;
la figura 79 es una modalidad de un cartucho ventilador;
la figura 80 es un diagrama de flujo de una modalidad ejemplar de modo de programa de un sistema de generación de NO;
la figura 81 es un diagrama de flujo de otra modalidad ejemplar de modos de programa de un sistema de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL generación de NO;
la figura 82 es una modalidad de una interfaz de usuario para presentar información relacionada con historia de alarma;
la figura 83 es otra modalidad de un sistema de generación de NO con un componente de estado de alarma visual;
la figura 84 es una modalidad de un sistema de generación de NO;
la figura 85 es una modalidad de una configuración de pistón-bomba;
la figura 86 es una gráfica ejemplar que compara el flujo de ventilador y el flujo de inducción utilizando una configuración de pistón-bomba, la figura 87 es una gráfica ejemplar de concentración de NO en el tiempo cuando se utiliza el pistón de acción única:
la figura 88 es una modalidad de un sistema de generación de NO utilizando por lo menos un depósito;
la figura 89 es una gráfica ejemplar que compara el flujo de ventilador, el flujo de aire de plasma y los niveles de NO;
la figura 90 es una modalidad de un sistema de generación de NO utilizando por lo menos un depósito;
la figura 91 es una modalidad de un sistema de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL generación de NO que tiene trayectorias de flujo doble;
la figura 92 es una modalidad de un sistema de generación de NO que tiene una bomba única y trayectoria de flujo;
la figura 93 es una modalidad de un sistema de generación de NO que tiene una trayectoria de flujo con una bomba y un director de flujo;
la figura 94 es una modalidad de un sistema de generación de NO que varía el flujo de aire a través del sistema;
la figura 95 es una modalidad de un sistema de generación de NO que utiliza una pluralidad de controladores para controlar el flujo a través del sistema;
la figura 96 es una modalidad de un sistema de generación de NO que utiliza más de una fuente de aire;
la figura 97 es una modalidad de un sistema de generación de NO que utiliza un controlador de dosis para controlar una pluralidad de fuentes de aire;
las figuras 98A, 98B, 98C y 98D ilustran múltiples vistas de una modalidad de un sistema para generar NO;
la figura 99 es una modalidad de un paquete sensor que tiene una trampa de agua y una bomba;
las figuras 100A y 100B son una modalidad ilustrativa de un diseño de saliente de cánula nasal para uso con un sistema de generación de NO;
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL la figura 101 es una modalidad de una cánula en tubería con un lumen de aire perforado;
la figura 102 es una modalidad de una cánula en tubería con un lumen de aire perforado;
la figura 103 es una modalidad del dispositivo ambulatorio de generación de NO;
la figura 104 es una modalidad de una cánula en tubería con un lumen de aire perforado y eliminador;
las figuras 105A, 105B, 105C, 105D y 105E son vistas múltiples de modalidad de un dispositivo ambulatorio de generación de NO;
las figuras 106A y 106B ilustran modalidades de un dispositivo de generación de NO con un cartucho eliminador localizado en el lado de una parte inferior del dispositivo, respectivamente;
las figuras 107A y 107B ilustran modalidades de un dispositivo de generación de NO con una interfaz de usuario y un cartucho eliminador sobre las superficies laterales del dispositivo;
la figura 108 es una modalidad de un dispositivo ambulatorio de generación de NO;
la figura 109 es una modalidad de un dispositivo ambulatorio de generación de NO;
la figura 110 es una modalidad de un dispositivo ambulatorio de generación de NO;
34· la figura 111 es una modalidad de un sistema ambulatorio de generación de NO;
la figura 112 es una modalidad de un sistema ambulatorio de generación de NO;
la figura 113 es una modalidad de un sistema de generación de NO con redundancia;
la figura 114 es una modalidad ejemplar de un módulo de generación de óxido nítrico para uso con un ventilador;
la figura 115 es una modalidad ejemplar de módulo de generación de NO y un módulo sensor que están configurados para ser acoplados removiblemente a equipo respiratorio;
la figura 116 es una modalidad ejemplar de un módulo de generación de NO para generar NO;
la figura 117 es una modalidad ejemplar de un módulo de generación de NO acoplado removiblemente a un ventilador;
la figura 118 es una modalidad ejemplar de un módulo de generación de NO incrustado en un ventilador;
la figura 119 es una modalidad ejemplar de un módulo de generación de NO acoplado removiblemente a un ventilador;
la figura 120 es otra modalidad ejemplar de un módulo de generación de NO acoplado a un ventilador de
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- 35 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL preventilación que utiliza aire ambiente para generación de
NO;
<td></td><td> la figura</td><td> 121</td><td> es una</td><td> modalidad</td><td> ej emplar</td><td> de</td><td> un</td>
<td> módulo</td><td> de generación</td><td colspan="4"> de NO acoplado a un ventilador</td><td> con</td><td> una</td>
<td> salida</td><td> de aire desde</td><td colspan="2"> el módulo del</td><td> ventilador.</td><td></td><td></td><td></td>
<td></td><td> la figura</td><td> 122</td><td> es una</td><td> modalidad</td><td> ej emplar</td><td> de</td><td> un</td>
<td> módulo</td><td> de generación</td><td> de NO</td><td> acopladc</td><td colspan="2"> í a un ventilador;</td><td></td><td></td>
<td></td><td> la figura</td><td> 123</td><td> es una</td><td> modalidad</td><td> ejemplar</td><td> de</td><td> un</td>
<td> módulo</td><td> de generación</td><td> de NO</td><td> con una</td><td> máquina de</td><td colspan="2"> anestesia;</td><td></td>
<td></td><td> la figura</td><td> 124</td><td> es una</td><td> modalidad</td><td> ejemplar</td><td> de</td><td> un</td>
<td> módulo</td><td> de generación</td><td> de NO</td><td> con una</td><td> máquina de</td><td> presión</td><td colspan="2"> de vías</td>
respiratoria positiva continua (C-PAP);
la figura 125 es una modalidad ejemplar de un módulo de generación de NO con una máquina C-PAP;
las figuras 126A, 126B y 126C muestran varias modalidades de módulos de generación de NO para uso con fuentes de O2;
la figura 127 es un concentrador de oxígeno ejemplar con un módulo de NO incrustado;
la figura 128 es una modalidad ejemplar de un módulo de generación de NO con un sistema oxigenador de membrana extracorporal (ECMO, por sus siglas en inglés);
la figura 129 es una modalidad ejemplar de un módulo sensor;
la figura 13 0 es una modalidad ejemplar de una
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- 36 IMPI
INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL vista en perspectiva de los componentes dentro de un módulo sensor;
la figura 131 es un módulo de generación de NO removible ejemplar que acepta aire comprimido;
<td></td><td> la figura</td><td> 132 es</td><td> un módulo de NO</td><td> de combinación</td>
<td colspan="2"> removible ejemplar y</td><td colspan="2"> un módulo de análisis de</td><td> gas;</td>
<td></td><td> la figura</td><td> 133 es</td><td> una modalidad</td><td> ejemplar de un</td>
<td> monitor</td><td> de paciente</td><td> acoplado</td><td colspan="2"> a un módulo de generación de NO;</td>
<td></td><td> la figura</td><td> 134 es</td><td> una modalidad</td><td> ejemplar de un</td>
<td> monitor</td><td> de paciente</td><td> acoplado</td><td colspan="2"> a un módulo de generación de NO;</td>
<td></td><td> la figura</td><td> 135 es</td><td> una modalidad</td><td> ejemplar de un</td>
monitor de paciente y un módulo de generación de NO para uso en un laboratorio de caterización;
la figura 136 es una modalidad ejemplar de un dispositivo de sustitución' de tanque de generación de NO eléctrico;
la figura 137 es una modalidad ejemplar de componentes internos del dispositivo de la figura 136;
la figura 138 es una modalidad ejemplar de un dispositivo de sustitución de tanque de generación de NO eléctrico con una fuente de gas presurizada;
la figura 139 es una modalidad ejemplar de un dispositivo de sustitución de tanque de generación de NO eléctrico con una salida remota;
las figuras 140A y 140B ilustran múltiples
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- 37 IMPI
INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL vistas de una modalidad ejemplar de un eliminador combinado y filtro de aire;
la figura 141 es una modalidad ejemplar de un dispositivo de sustitución y tanque de generación de NO eléctrico con una salida de lumen única;
la figura 142 es una modalidad ejemplar de un dispositivo de reemplazo de tanque de generación de NO eléctrico con un sensor de flujo remoto;
la figura 143 muestra una modalidad de una arquitectura de elementos físicos de un sistema de generación y suministro de NO con redundancia; y la figura 144 es una modalidad de un tablero de generación y suministro de NO (GDN, por sus siglas en inglés).
Aunque las figuras identificadas en lo anterior establecen las modalidades descritas actualmente, también se contemplan otras modalidades, como se indica en la discusión. Esta descripción presenta modalidades ilustrativas por medio de representación y no de modo limitante. Se pueden diseñar numerosas otras modificaciones y modalidades para aquellos expertos en el ámbito las cuales se encuentren dentro del alcance y espíritu de los principios de las modalidades descritas actualmente.
Descripción Detallada de la Invención
La siguiente descripción proporciona modalidades
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL ejemplares únicamente y no se pretende que limite el alcance, aplicabilidad o configuración de la descripción. Más bien, la siguiente descripción de las modalidades ejemplares proporcionará a aquellos expertos en el ámbito una descripción habilitante para implementar una o más modalidades ejemplares. Se entenderá que se pueden realizar diversos cambios en la función y distribución de los elementos sin por esto apartarse del espíritu y alcance de las modalidades descritas actualmente.
Los detalles específicos se proporcionan en la siguiente descripción para proporcionar una comprensión pormenorizada de las modalidades. No obstante, se entenderá por una persona habitualmente experta en el ámbito que las modalidades se pueden llevar a la práctica sin estos detalles específicos. Por ejemplo, los sistemas, procesos y otros elementos en las modalidades descritas actualmente se pueden mostrar como componentes en forma de diagramas de bloques con el fin de no oscurecer las modalidades con detalles innecesarios. En otras instancias, los procesos, estructuras y técnicas bien conocidos se pueden mostrar sin detalles innecesarios con el fin de evitar oscurecer las modalidades.
Además, se hace notar que modalidades individuales pueden ser descritas como un proceso el cual se muestra como un diagrama de flujo, un diagrama de flechas, un diagrama de flujo de datos, un diagrama de estructuras o un diagrama de
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- 39 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL bloques. Aunque un diagrama de flujo puede describir las operaciones como un proceso secuencial, muchas de las operaciones se llevan a cabo en paralelo o de modo concurrente. Además, el orden de las operaciones se puede redistribuir. Un proceso se puede considerar finalizado cuando sus operaciones se completan pero pueden tener etapas adicionales no descritas o incluidas en una figura. Además, no todas las operaciones en un proceso descrito particularmente pueden suceder en todas las modalidades. Un proceso puede corresponder a un método, una función, un procedimiento, una subrutina, un subprograma, etc. Cuando un proceso corresponde a una función, su finalización corresponde a un retorno de la función a la función llamada o la función principal.
Ahora se describirá de manera más completa la materia objeto con referencia a las figuras anexas las cuales forman parte de la misma y las cuales muestran, a modo de ilustración, aspectos y modalidades ejemplares específicas de la presente descripción. No obstante, la materia objeto puede estar constituida en una diversidad de formas diferentes y por lo tanto la materia objeto cubierto reivindicada se pretende que esté construida de modo no limitante a cualquiera de las modalidades ejemplares que se establecen en la presente; las modalidades ejemplares se proporcionan únicamente para ser ilustrativas. La siguiente descripción
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- 40 IMPI
INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL detallada por lo tanto no se pretende que se tome en un sentido limitante.
En general, la terminología se puede entender, por lo menos en parte, a partir del uso en el contexto. Por ejemplo, los términos como y, o o y/o, como se utilizan en la presente pueden incluir una diversidad de significados que pueden depender, por lo menos en parte, del contexto en el cual estos términos son utilizados. Típicamente, o se utiliza para asociar una lista, como por ejemplo A, B o C, que se pretende que signifique A, B y C, aquí utilizados en un sentido incluyente, así como A, B o C, aquí utilizados en un sentido excluyente. Además, el término uno o más, como se utiliza en la presente, depende, por lo menos en parte, del contexto y se puede utilizar para describir cualquier rasgo, estructura o característica en un sentido singular o se puede utilizar para describir combinaciones de rasgos, estructuras o características en un sentido plural. De manera similar, los términos como un, uno o el nuevamente puede entenderse que abarcan un uso singular o que indican un uso plural, dependiendo, por lo menos en parte, del contexto. Además, el término basado en se puede entender que no necesariamente pretende abarcar un conjunto de factores exclusivos y, en vez de esto, puede permitir la existencia de factores adicionales que no necesariamente se describen de modo expreso, nuevamente, dependiendo, por lo menos en parte,
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL del contexto.
La presente descripción se relaciona con sistemas y métodos de suministro de óxido nítrico (NO) para uso en varias aplicaciones, por ejemplo en un ámbito hospitalario. Un sistema de generación y/o suministro de NO puede tomar muchas formas, que incluyen pero que no se limitan a un dispositivo configurado para funcionar con un dispositivo médico existente que utiliza un producto gaseoso, un dispositivo autónomo (ambulatorio) , un módulo que se puede integrar con un dispositivo médico existente, uno o más tipos de cartuchos que pueden realizar diversas funciones del sistema NO y un tanque de NO electrónico. El sistema de generación de NO utiliza un reactivo gaseoso, que incluye pero que no se limita a aire ambiente, para producir un producto gaseoso que está enriquecido con NO.
La figura 1 ilustra una modalidad ejemplar de un sistema de generación de NO 10 que incluye componentes para la entrada de reactivo gaseoso 12 y suministro a una cámara de plasma 22. La cámara de plasma 22 incluye uno o más electrodos 24 en. la misma que están configurados para producir, con el uso de un circuito de alto voltaje 28, un producto gaseoso 32 que contiene una cantidad deseada de reactivo gaseoso. El sistema incluye un controlador 30 en comunicación eléctrica con el circuito de alto voltaje 28 y los electrodos 24 que están configurados para controlar la
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL concentración de NO en el producto gaseoso 32 utilizando uno o más parámetros de control en relación a las condiciones dentro del sistema y/o condiciones en relación a un dispositivo separado para suministro de producto gaseoso a un paciente y/o condiciones en relación a que el paciente reciba el producto gaseoso. El controlador 30 también está en comunicación con una interfaz de usuario 26 que permite al usuario interactuar con el sistema, ver información acerca del sistema y producción de NO y controlar parámetros relacionados con la producción de NO.
La densidad del aire ambiente varía de manera significativa con altitud. Para soportar un funcionamiento consistente a altitudes elevadas, o con presión ambiente cambiante, la vía neumática puede incluir uno o más miembros ajustables (como por ejemplo una válvula de aguja, un arreglo de válvula digitales o una válvula proporcional) cuyo propósito es imponer una restricción de flujo para incrementar la presión corriente arriba y la densidad.
En algunas modalidades, la trayectoria neumática del sistema de NO incluye una bomba que empuja aire a través de un múltiple 36. El múltiple está configurado con válvulas de tres vías y orificios proporcionales. El circuito de control de alto voltaje 28 controla el flujo de la bomba, la potencia en el plasma y la dirección del flujo de gas posterior a la descarga eléctrica. Al configurar las
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- 43 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL válvulas, el circuito de control de alto voltaje puede dirigir el gas a una vía de respiración manual, la vía de ventilador de la cámara de sensores de gas para medición directa de los niveles de NO, NO<sub>2</sub> y O<sub>2</sub> en el producto gaseoso.
La salida del sistema de generación de NO en forma de producto gaseoso 32 enriquecido con el NO producido en la cámara de plasma 24 puede ya sea dirigirse a un respirador u otro dispositivo para ser suministrado a un paciente, o se puede dirigir a una pluralidad de componentes que se proporcionan para autoprueba o calibración del sistema de generación de NO. En algunas modalidades, el sistema recolecta gases para muestra de dos maneras: 1) los gases son recolectados desde un circuito de inspiración del paciente cerca del paciente y pasando a través de una línea de muestra 48, un filtro 50 y una trampa de agua 52, o 2) los gases son derivados directamente desde el circuito neumático conforme salen de la cámara de plasma. En otra modalidad, los gases de producto son derivados con una válvula de derivación 44 a los sensores de gas que están siendo depurados pero antes de la dilución en una corriente de aire para el paciente. En otra modalidad, los productos gaseosos se recolectan de una corriente de aire de inspiración cerca del dispositivo y/o dentro del dispositivo posterior a dilución. Dentro de la porción de análisis de gas del dispositivo, el producto gaseoso pasa a través de uno o más sensores para medir
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL concentraciones, presión y caudal de los diversos gases en el mismo.
Otra modalidad ejemplar de un sistema de generación de NO 60 se muestra en la figura 2, la cual incluye un cartucho eliminador 62, un cartucho ventilador 64, una trampa de agua 66, un filtro de disco 68, una línea de muestra 70 y un acoplamiento en T 72. Otra modalidad ejemplar de un sistema de generación de NO se muestra en la figura 3, la cual incluye una manija para transportar 80, una interconexión 82, una jaula de alto voltaje 84, un tablero de control 86, uno o más ventiladores de enfriamiento 8 8 y una trampa de agua PCB 90. El sistema también incluye una bomba de aire 96, un alto voltaje PCB 98, un múltiple superior 100, una válvula proporcional 102, una entrada de energía DC 104, un transformador HV 106, una entrada de energía AC 108, un depósito 110 y una válvula directora de flujo 112.
Tipos de suministro
VENTILACIÓN MECÁNICA
El óxido nítrico en un producto gaseoso que es producido por un sistema de generación de NO se puede suministrar de numerosas maneras, por ejemplo, utilizando técnicas mecánicas como por ejemplo suministro de gas en línea (figura 4A) , de corriente lateral (figura 4B) y de corriente principal (figura 4C). Dentro de las figuras 4A, 4B y 4C, un dispositivo de generación de NO se acopla a un
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL ventilador 122 para introducir gas que contiene NO a un circuito ventilador. El suministro en línea involucra generar un pasma dentro del flujo de gas principal al paciente (que se muestra como un cuadro verde dentro de la corriente de aire de inspiración). El suministro de corriente lateral 130 involucra generar plasma en un flujo pequeño de gas, bombear ese gas que contiene NO a través de un tubo a un acoplamiento en el flujo principal de gas al paciente, como se ilustra en la figura 5A. El suministro de la corriente principal 140 es similar a la producción de corriente lateral sin el tubo entre la fuente de plasma y el flujo principal de gas, como se ilustra en la figura 5B. Para producción y suministro en línea de NO, el óxido nítrico es generado dentro del flujo de gas principal de una extremidad de inspiración de un circuito ventilador, o un inhalador. No obstante, surgen complejidades en esta configuración debido a que los niveles variables de oxígeno en el gas inspirado alteran las relaciones de oxígeno-nitrógeno, lo que afecta de manera directa la cantidad de óxido nítrico generada para una duración e intensidad dada en plasma. En un caso en donde un paciente recibe 100% de oxígeno, no se puede formar NO debido a la carencia de hidrógeno. Además, los materiales eliminadores que limpian N0<sub>2</sub> del flujo de NO también eliminan C0<sub>2</sub>. La eliminación del flujo principal de aire requiere un eliminador más grande que pueda absorber C0<sub>2</sub> de la totalidad
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL del flujo de aire para el paciente, además de NO<sub>2</sub>. Otra complejidad con la generación en línea es que la mayor parte de las configuraciones requieren abertura del circuito ventilador para sustituir el material eliminador.
En algunas modalidades, un sistema eléctrico de generación de óxido nítrico puede generar el plasma utilizando aire atmosférico como el reactivo gaseoso, en donde la composición de oxígeno es de aproximadamente 21% del aire atmosférico en volumen. Se pueden considerar dos esquemas de suministro cuando se genera óxido nítrico a partir de aire ambiente: corriente lateral (o fuera de línea) y corriente principal. En algunas modalidades de la producción de corriente lateral, el plasma es generado dentro de un controlador y después bombeado por medio de un tubo a la extremidad de inspiración de un circuito ventilador u otro punto de uso. En algunas modalidades de producción de corriente principal, el flujo de la extremidad de inspiración puede ser dirigido ya sea parcialmente o en su totalidad a través del controlador, por lo que se elimina la necesidad de un tubo entre el controlador y la extremidad de inspiración.
La producción de óxido nítrico tanto de corriente lateral como de corriente principal dentro de un controlador puede tener ventajas con respecto a producir óxido nítrico dentro de la extremidad de inspiración de un circuito ventilador. Por ejemplo, la producción dentro de un
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL controlador elimina la necesidad de un conector de alto voltaje y un cable desde el controlador a la cámara de plasma para de esta manera eliminar el potencial de que un usuario se ponga en contacto con la electricidad de alto voltaje que se requiere para generar un plasma. Las emisiones electromagnéticas se pueden reducir debido a la carencia de un cable eléctrico de alto voltaje y que puede emitir interferencia electromagnética durante la generación de plasma. Generar plasma en aire atmosférico puede prolongar la vida del electrodo debido a que la concentración de oxígeno es menor que aquella la cual se puede encontrar en la extremidad de inspiración de un ventilador, en donde los niveles de oxígeno pueden alcanzar hasta 100%. El ruido acústico generado a partir de la generación de plasma continua y/o intermitente se puede controlar mejor cuando el plasma es generado dentro de un recinto, como se proporciona por el controlador y/o componentes desechables. No se requiere un sensor de oxígeno en un sistema que genera plasma en aire atmosférico. Los niveles de producción de NO varían con el nivel de oxígeno, de manera que se puede requerir un algoritmo para generar cantidades específicas de NO en ausencia de retroalimentación de control. Se requiere menos material eliminador para una vida de servicio de eliminador dada en sistemas que eliminan el flujo de gas que contiene NO de corriente lateral antes de que se combine con el flujo de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL gas de inspiración debido a que el eliminador no elimina la totalidad de flujo de gas al paciente.
Las figuras 4A, 4B y 4C ilustran diversas configuraciones de sistemas de generación de óxido nítrico para un ventilador o circuito de anestesia. La figura 4A muestra una modalidad de una vista en línea 120, la figura 4B muestra una modalidad de una vista de corriente lateral 124, y la figura 4C muestra una modalidad de una vista de corriente principal 126. En algunas modalidades de corriente lateral, un eliminador/depurador se localiza justo antes del punto de inyección de NO en el flujo de inspiración, únicamente depurando gases desde el dispositivo de generación de NO. En algunas modalidades de corriente lateral, un eliminador/depurador se localiza corriente abajo desde el sitio de inyección de NO, depurando la totalidad del flujo de inspiración.
El sistema también se puede configurar para permitir el suministro de óxido nítrico en el modo ya sea de corriente lateral o de corriente principal. En algunas modalidades, un controlador tiene dos o más ranuras de cartucho que pueden recibir ya sea un cartucho de corriente lateral o de corriente principal. El controlador puede generar plasma en los cartuchos simultáneamente, por lo que soporta múltiples tratamientos de una vez en cualquier combinación de las operaciones de corriente principal y de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL corriente lateral. En algunas modalidades, el control puede tener una ranura de cartucho única y se puede utilizar un cartucho en el modo ya sea de corriente lateral o de corriente principal.
El cambio entre los modos de corriente lateral y corriente principal se puede llevar a cabo de diversas maneras. En algunas modalidades, un conmutador selector/válvula puede redirigir manualmente el gas entre una trayectoria de corriente principal de una trayectoria de corriente lateral o entre dos trayectorias de corriente principal. En algunas modalidades, se puede llevar a cabo utilizando un programa, de manera que un usuario pueda interactuar con el sistema, por ejemplo, con uno o más botones o una pantalla táctil de una interfaz de usuario de manera que el programa pueda controlar un aparato electroquímico para redirigir el flujo de gas. En algunas modalidades, se puede obtener manualmente con un conmutador selector y detección de programa de la posición del conmutador. Una vez que el programa detecta el cambio en la posición del conmutador, puede alterar la velocidad de la bomba de aire, el caudal de aire o los parámetros de generación de plasma para proporcionar la concentración deseada de óxido nítrico al nuevo destino. En algunas modalidades, los gases pueden ser redirigidos pasivamente a la aplicación de corriente lateral cuando la tubería de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL corriente lateral está conectada al controlador o al cartucho. En algunas modalidades, el gas puede ser conmutado entre las trayectorias de corriente lateral y de corriente principal automáticamente en base en un parámetro medido desde el ambiente, del paciente o desde otra fuente.
En algunas modalidades, el controlador puede tener más de un circuito de flujo completamente redundante, cada uno con una conexión de gas de entrada de flujo principal, una conexión de gas de salida de flujo principal, una medición de flujo principal y un generador de plasma con una fuente de gas independiente. Los circuitos de flujo redundantes permiten al controlador soportar más de una función de corriente principal simultáneamente. Por ejemplo, el controlador puede soportar un circuito de ventilación de corriente principal y un circuito de dispositivo de ventilación manual de respiración de corriente principal. Cuando no se requiere el soporte de más de una aplicación de NO separada, uno o varios de los circuitos adicionales pueden servir como un respaldo para el primer circuito. El acoplamiento del segundo circuito se puede producir en base en una entrada manual (por ejemplo, una posición de una palanca) o automáticamente (por ejemplo utilizando una válvula solenoide). Es común tener un filtro/eliminador como parte del sistema el cual se puede colocar entre el plasma y los gases de flujo del ventilador o en serie con el flujo de
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- 51 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL gas del ventilador. Con referencia a la figura 6, se ilustra un controlador 150 con dos circuitos de flujo independientes para soportar el ventilador y la función de ventilación manual simultáneamente. Cada circuito de flujo incluye una bomba de aire 152, 160, una cámara de plasma 154, 162 y un filtro/eliminador 156, 164 que se acopla a la línea de flujo principal que tiene un sensor de flujo 158, 166.
En algunas modalidades, el controlador recibe el flujo desde una fuente de gas externa, mide ese flujo y suplementa ese flujo con NO generado por plasma a una velocidad concordante con la concentración de óxido nítrico solicitada por el usuario. La fuente de gas puede ser un ventilador, un cilindro de gas comprimido, una salida de gas de una pared, un combinador de gas u otro tipo de fuente de gas que esté configurada para proporcionar reactivo gaseoso al sistema.
La figura 7 muestra una modalidad de un sistema que se abastece de aire ambiente como el reactivo gaseoso para generación de plasma que está separado de la corriente de gas principal. El sistema de la figura 7 incluye un generador de plasma 170 que introduce aire ambiente o gas. La salida de generador de plasma 170 fluye a través de un filtro/eliminador opcional 172. El sistema también incluye una condición de las entradas 174 que lo adquiere en el gas principal. La salida de la conexión de gas de entrada 174
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- 52 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL fluye a un dispositivo de medición de flujo 176. La salida del filtro/eliminador 172 o el dispositivo de medición de flujo 176 puede fluir a través de una conexión de gas de salida 178 y fuera de una salida de gas principal.
La figura 8 muestra una modalidad de un sistema con uno o más generadores de plasma redundantes y eliminador, para seguridad. El sistema de la figura 8 incluye un primero y segundo generadores de plasma 180, 184 que están acoplados al primero y segundo filtro/eliminadores opcionales 182, 186. Debe hacerse notar que un filtro/eliminador puede tener filtros antes del eliminador, después del eliminador, tanto antes como después del eliminador o puede tener filtros múltiples distribuidos a lo largo de la trayectoria del flujo del eliminador. El sistema también incluye una conexión de gas de entrada 188 que lo toma en el gas principal. La salida de la conexión de gas de entrada 188 fluye a un dispositivo de medición de flujo 190. La salida del segundo flujo/eliminador 186 o el dispositivo de medición de flujo 190 puede fluir a través de una conexión de gas de salida 192 y fuera de la salida de gas principal.
En algunas modalidades, la línea de muestra conecta con un acoplamiento en T que se inserta en una trayectoria de flujo de inspiración. En una modalidad, el acoplamiento en T también se utiliza para medir el flujo de gas dentro de la extremidad de inspiración. El flujo de gas se puede medir
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL utilizando uno o más lúmenes para un método de presión diferencial. El flujo se puede medir en base en la totalidad del flujo o dentro de una corriente lateral del flujo de inspiración. En una modalidad, un sensor de flujo se encuentra dentro del acoplamiento en T . En una modalidad, el gas que contiene NO es introducido al flujo de inspiración dentro de la línea de muestra con acoplamiento en T (figura 9). En una modalidad, un eliminador/depurador y/o filtro se incluyen como un componente en el acoplamiento en T (figura 9). En una modalidad, un eliminador/depurador de acoplamiento en T se utiliza además de un eliminador/depurador localizado dentro del controlador/cartuchos asociados con la producción de NO.
La figura 10 muestra una modalidad del extremo de inyección de la línea de suministro de corriente lateral 200 con dos trayectorias de flujo paralelas 204, 206 con un medio, como por ejemplo un desviador de flujo 202, para seleccionar cuál trayectoria de flujo está activa. Cada trayectoria de flujo puede contener un cartucho eliminador 208, 210 que se conecta removiblemente. Los gases producto de NO del dispositivo de generación de NO se desplazan a través de una trayectoria de flujo hasta que el eliminador se agota, y después el flujo de producto gaseoso se redirige a otra trayectoria de flujo y al eliminador. Un cartucho eliminador puede ser sustituido en una trayectoria mientras en la otra
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL trayectoria es depurado el flujo de gas de producto. Válvulas de retención 212, 214 en el extremo de cada una de las trayectorias paralelas evita el flujo inverso dentro de la cámara no usada. Se puede realizar un diseño de trayectoria similar dentro del acoplamiento en T 216,en sí mismo, de manera que el aire de inspiración del paciente fluya a través de una o dos trayectorias de eliminador.
También se puede utilizar un diseño de trayectoria doble similar en una modalidad de corriente principal de manera que el suministro de gas de inspiración no se interrumpa cuando un cartucho eliminador requiere la sustitución. En una modalidad se proporciona un sistema de generación de NO que utiliza un circuito activador de alto voltaje (HV, por sus siglas en inglés) o generador de forma de onda que puede continuar el tratamiento en caso de que el programa de control colapse y/o la interfaz de usuario colapse. En una modalidad, se proporciona un sistema de generación de NO que filtra, elimina y filtra con carbón vegetal el gas entrante para remover impurezas e incrementar la presión parcial de NO en los gases de salida. En una modalidad, se proporciona un sistema de generación de NO con circuitos activadores de HV redundantes y bombas de aire, montajes de electrodo, baterías y eliminadores de filtro.
VENTILACIÓN MANUAL
Un dispositivo de ventilación manual (por ejemplo,
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL una bolsa respiratoria) también puede incluir un rasgo de generación de NO. La porción de generación de NO del dispositivo de ventilación manual puede ser un accesorio a un dispositivo de ventilación manual o se puede integrar en un dispositivo respiratorio manual. En algunas modalidades, la porción de generación de NO puede incluir un circuito de control, circuito de HV, un montaje de electrodo, un eliminador y un filtro en un mínimo para producción constante de NO. En algunas modalidades, el flujo de aire y/o la actividad de bolsa (presión, deflexión, tensión) se pueden medir con el fin de hacer coincidir la producción de NO con la velocidad/volumen respiratorio. El circuito de control puede activar al circuito HV y la generación de plasma relacionada en base en, pero sin limitarse, uno o más de las siguientes entradas: concentración deseada de NO indicada por el usuario, temperatura ambiente, presión ambiente, presión de cámara de plasma, caudal de gas, nivel de O2 en el gas. En algunas modalidades, el dispositivo genera un plasma en el gas que fluye y que llena la bolsa respiratoria. El dispositivo se puede localizar en serie antes del suministro de gas para la bolsa o puede generarse NO en una trayectoria paralela. En algunas modalidades, el dispositivo incluye una bomba que se utiliza para abastecer aire atmosférico para la cámara de plasma. En algunas modalidades, la porción de generación de NO se puede localizar entre la bolsa de
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- 56 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL ventilación manual y el paciente y genera NO en el gas emitido desde la bolsa. En una modalidad, el dispositivo puede generar plasma para una duración establecida durante cada inspiración manual (por ejemplo, cada vez que se oprime la bolsa) detectado. Cuando la bolsa de un dispositivo de ventilación manual se llena con gas que contiene NO, el dispositivo puede incluir un eliminador después de la bolsa puesto que el momento para que una molécula dada de NO/NO<sub>2 </sub>abandone la bolsa no está controlado. Cuando se abastece aire atmosférico para generación de NO, la bomba debe evitar el flujo retrógrado a su través cuando está apagada, o se debe utilizar una válvula (por ejemplo, una válvula pasiva de una vía o activa) para asegurar el flujo de NO hacia el paciente y que la trayectoria de aire no presente una fuga al sistema. En algunas modalidades, en las cuales la generación de NO se lleva a cabo en paralelo a la bolsa con el mismo gas que viene en la bolsa, se puede usar una válvula de una vía para evitar que los gases fluyan de regreso a través del generador de NO durante la exhalación del paciente.
La figura 11 muestra un ejemplo de un soporte de corriente principal de un dispositivo de ventilación manual 224. Un controlador 220 recibe gas desde la fuente de gas 222, mide el flujo de gas y suplementa el flujo de gas con el nivel prescrito de NO conforme pasa al dispositivo de ventilación manual 224.
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL
La figura 12A muestra una modalidad de un generador de NO 230 en serie con una bolsa manual 232. La fuente de aire puede ser cualquier gas reactivo que incluya aire atmosférico o desde una fuente de gas comprimido. Válvulas de retención antes y después de la bolsa se pueden utilizar para dirigir el flujo hacia el paciente utilizando una máscara 236. Un eliminador 234 se localiza después de la bolsa debido a que por lo menos parte de la vía aérea antes del paciente y el tiempo de residencia de NO en la bolsa no se controlan a menos que la bolsa sea vaciada completamente con cada respiración.
La figura 12B muestra una modalidad de un sistema en donde se genera NO en aire atmosférico y se combina con otra corriente de gas antes de entrar a la bolsa 242. Puede ser necesario un componente separado (no mostrado) para titular el flujo de NO con otra corriente de gas. De manera alternativa, el caudal de NO se puede modular con la velocidad de la bomba 240 y la actividad de plasma en el generador de NO 238. Se pueden utilizar válvulas de retención (no mostradas) para dirigir el flujo a través de la bolsa 242 y el eliminador 244 al paciente utilizando la máscara 246 y desde el paciente a la atmósfera.
La figura 13A muestra una modalidad de un generador de NO 250 que genera NO a partir de la misma fuente de gas de alta presión que la bolsa 252. El generador de NO puede
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL drenar el producto gaseoso (gas rico en NO) a las vías respiratorias del paciente a una velocidad constante o a una velocidad por pulsos. En algunas modalidades, una válvula 256 se abre para el flujo de gas rico en NO en el flujo de inspiración cuando la compresión de la bolsa se detecta de manera que el producto gaseoso puede fluir al paciente utilizando una máscara 258. La compresión de la bolsa se puede detectar por presión dentro de la bolsa, tensión de la bolsa, desplazamiento de la bolsa o salida de flujo de la bolsa.
La figura 13B muestra una modalidad de un sistema de generación de NO 260 que genera NO a partir de aire atmosférico y bombea aire con infusión de NO dentro de la vía respiratoria entre una bolsa manual 264 y el paciente. En algunas modalidades, la bomba funciona intermitentemente al unísono con compresiones de la bolsa. En algunas modalidades una válvula se localiza entre el eliminador 266 y la unión entre el flujo de NO y el flujo de la bolsa. La bomba funciona continuamente, haciendo fluir aire a través de la cámara de plasma. La válvula se cierra durante la fase de expiración de manera que la presión en el aire con infusión de NO se incrementa. Cuando se detecta compresión de la bolsa, la válvula se abre, liberando el NO gaseoso presurizado en la vía respiratoria. En algunas modalidades, un acumulador (no mostrado) se localiza entre el generador de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL
NO y el eliminador para proporcionar volumen adicional de gas cargado con NO para cada respiración.
La figura 14 muestra una modalidad de un dispositivo de generación de NO 270 colocado entre una bolsa respiratoria manual 272 y el paciente. La bolsa respiratoria 272 recibe aire entrante desde ya sea una fuente de gas comprimido o desde la atmósfera. Los gases que salen de la bolsa respiratoria fluyen a través del dispositivo de generación de NO, en donde se suplementan con NO y después a través de un eliminador 274.
El sistema puede generar y suministrar gases de producto en ausencia de un flujo de inspiración externo. En algunas modalidades se puede colocar una tapa sobre la entrada para una conexión de la bolsa y el flujo de gas es producto fuera de la conexión de bolsa de salida. Los gases producto se producen a un caudal y concentración solicitados por el usuario. En algunas modalidades, el dispositivo diluye gases de muestra entrantes de una manera cuantificable de manera que los sensores de análisis de gas no se dañan por gases de muestra de alta concentración y las concentraciones están en un intervalo mensurable de los sensores.
SISTEMA DE GENERACIÓN DE NO AGUDO
La figura 15 muestra un diagrama que muestra un ejemplo de un sistema de generación de NO 280. El destino para el óxido nítrico producido puede ser cualquier tipo de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL dispositivo de ventilación, que incluye pero que no se limita a un circuito ventilador, una cánula nasal, un dispositivo de ventilación manual, una máscara facial, un circuito de anestesia, una máquina CPAP, una máquina ECMO, un concentrador de oxígeno o cualquier otro circuito. En la modalidad que se ilustra, el sistema de generación de NO 280 incluye una bomba de aire 284 que bombea aire ambiente en el sistema 280 para ser utilizado como el reactivo gaseoso. El aire ambiente es bombeado en el sistema, por ejemplo en un cartucho 282 y dentro de un generador de plasma 286 el cual genera NO utilizando un electrodo más colocado en el mismo. Un filtro de NO2 288 se utiliza para filtra NO2 eliminándolo del gas desde el generador de plasma 286. El gas filtrado después es bombeado fuera a un dispositivo de ventilación para ser suministrado a un paciente. El cartucho 282 instruye rasgos adicionales que incluyen un sensor de flujo 290, un filtro de aire 292 y una trampa de agua 294. El sistema 280 también incluye un controlador 298 que tiene una bomba de succión 300 y uno o más sensores 302. En la modalidad que se ilustra, los sensores incluyen NO, NO2, O2 y un sensor para la presión/flujo de la cámara.
El controlador típicamente es un dispositivo reutilizable usado para tratamiento con óxido nítrico. Algunos componentes del controlador pueden desgastarse y requerir programas de sustitución durante la vida del sistema
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL que incluyen el paquete sensor, uno o varios montajes de electrodos, una o varias bombas y una o varias válvulas. En una base más regular, el cartucho eliminador es sustituido después de un período de tiempo, por ejemplo, días a semanas. El cartucho ventilador también puede ser sustituible en el caso de una falla o contaminación del sensor.
El controlador es diseñado de manera que una sola falla no detendrá la producción de óxido nítrico. En vez de requerir la intervención del usuario cuando se produce una falla única, el sistema puede proporcionar producción continua de NO mientras notifica al usuario del problema. Para obtener este nivel de robustez, el controlador puede tener uno o más rasgos redundantes. Por ejemplo, el controlador puede incluir baterías redundantes de manera que, en caso de una falla de una sola batería, exista una batería de reemplazo. El usuario también tiene la opción de conectar energía AC o energía DC al panel trasero del dispositivo. Se pueden utilizar circuitos de HV redundantes de manera que el segundo circuito de HV sirve como un respaldo al circuito ventilador y puede proporcionar óxido nítrico a un circuito de dispositivo de ventilación manual. Se pueden utilizar bombas de aire redundantes de manera que cada circuito de alto voltaje se le suministre aire desde una bomba de aire dedicada. Los montajes de electrodo redundantes se pueden utilizar de manera que cada circuito HV impulse un montaje de
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- 62 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL electrodo dedicado. Así, si un montaje de electrodo falla o deja de funcionar, el sistema automáticamente cambia al uso del otro montaje de electrodo. Los sensores y accionadores redundantes (válvulas, bombas) también se utilizan para evitar una falla única en la generación y suministro de NO.
En algunas modalidades, el sistema periódicamente verifica el circuito de respaldo para asegurarse que está funcional. La figura 16A muestra la manera en que el sistema verifica periódicamente el canal B. Esta verificación puede ser cada décimo pulso de plasma o una verificación única a día, por ejemplo. Se entenderá que cualquier medición de tiempo o pulso de plasma se puede utilizar para realizar una verificación del sistema sobre los componentes redundantes. La figura 16B muestra una falla en el canal A. El sistema comienza a utilizar el canal B para toda la producción de óxido nítrico para sustituir el canal A. En algunas modalidades, el sistema puede utilizar ambos canales por igual con la suposición de que no fallarán ambos al mismo tiempo. En casos en donde ambas trayectorias de eliminador está siendo utilizadas para generación de óxido nítrico y falla un canal, el segundo canal se utiliza para satisfacer la producción previa de NO o su límite de producción máximo, lo que sea menor. En algunas modalidades, el sistema puede alternar intervalos regulares entre electrodos para mejorar la vida del electrodo. En algunas modalidades, los dos
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL canales se utilizan simultáneamente. Esto puede tener la ventaja de incrementar la capacidad total de producción de NO de un sistema. El uso simultáneo también disminuye las temperaturas y la velocidad de desgaste de cada canal lo que reduce la degradación térmica de los componentes y la electrodeposición de los electrodos. Siempre que el flujo de gas se cambia de un canal a otro, el canal de flujo previo es purgado con gas que no contiene NO para remover los gases que contienen NO generados.
El sistema también puede tener más de uno, por ejemplo dos trayectorias de eliminador independientes para subsanar el potencial desgaste y/u obstrucción de la trayectoria de eliminador. En casos de generación máxima de óxido nítrico, el sistema puede utilizar ambos circuitos de HV y trayectorias de eliminador simultáneamente para duplicar la salida de óxido nítrico.
La figura 17A muestra una modalidad en la cual los montajes de electrodo dobles (cámaras de plasma) se localizan dentro del cartucho desechable, como se discutirá con mayor detalle más adelante. No se muestran los rasgos de depurado de NO2 en la figura pero se puede conectar a los electrodos para depurar gases después de que pasan a través del plasma generado en los electrodos. El cartucho 320 que se muestra en la figura 17A incluye un recinto 322 que alberga un tablero de control 330, un banco sensor 326 y montajes de electrodo
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- 64 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL dobles 372, 374 que se localizan dentro de un cartucho de ventilación 370 y en comunicación con circuitos de alto voltaje 362, 366. El tablero de control 330 incluye un zumbador 332, un circuito de cargado 334, un circuito de energía 336 y un circuito de f lujo/presión 338, con conexiones con baterías 358, 360 y energía AC y DC 324, 326. El tablero de control 330 está en comunicación con una interfaz de usuario 328 y un circuito de vigilancia 342 que tiene una alarma 340 y un zumbador 344. La figura 17B muestra una modalidad de un cartucho 380 en el cual los montajes de electrodo dobles 384, 386 se localizan dentro del recinto 382 del cartucho 380. La figura 18 muestra un esquema que presenta la totalidad de los componentes de una modalidad de un dispositivo de NO 390, que incluye el tablero de control 394, un circuito de administración de energía 392 y montajes de electrodo 396. Una cámara de plasma puede ser parte del controlador o parte del cartucho, como se discutirá con mayor detalle más adelante.
ENTRADA DE REACTIVO GASEOSO Y CONTROLADORES DE FLUJO
Se pueden utilizar diversos componentes para tomar el reactivo gaseoso en el sistema de generación de NO. En algunas modalidades, el reactivo gaseoso puede pasar a través de un filtro de gas, como se muestra en la figura 18. En algunas modalidades, el filtro de gas tiene un tamaño de poro
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL de 0.22 mi crome tr os. El filtro se puede usar para remover material particulado del aire ambiente antes de exponer el aire al plasma. En algunas modalidades, el filtro de gas reactivo se combina con el cartucho depurador de NO2 para simplificar el uso del dispositivo al reducir etapas de uso.
El circuito neumático el cual suministra la cámara de plasma puede tener un flujo controlado con precisión debido a que el caudal de reactivo gaseoso a través de la cámara de plasma altera de modo significativo la generación de NO. El circuito neumático se puede construir de muchas maneras.
Mecanismos de flujo de aire por pulsos
Se puede usar un flujo variable en algunas instancias para proporcionar NO a un flujo de aire de ventilador por pulsos, y se pueden utilizar diversos mecanismos para obtener un flujo de aire por pulsos. En algunas modalidades se puede usar un motor que sea concéntrico con el tornillo de un tornillo de bola. El motor puede encender la tuerca de bola-tornillo, el cual traslada el tornillo y el pistón. Esto puede ser por compacto y proporcionar una cantidad ajustable de carrera. En algunas modalidades se puede utilizar un diafragma y se puede tensar o aplanar para cambiar el volumen de la cámara para almacenar NO antes del suministro al circuito ventilador. El pistón puede ser impulsado por una diversidad de mecanismos
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL que incluyen una polea y un resorte de retorno, cremallera y piñón, motor lineal, motor con embrague y poleas.
Diversas modalidades de técnicas para obtener un flujo de aire por pulsos, utilizando pistones, diafragmas u otros mecanismos se muestran en las figuras 19 a 25. Cada una de estas modalidades puede ser controlada por un sistema de control electrónico utilizando entradas sensoras como se requiere a partir del sistema neumático (presión de cámara, caudal de cámara de plasma, presión de depósito/acumulador, etc.) y a partir del paciente (caudal de inspiración, presión de inspiración, etc.) para obtener la dosis objetivo de NO que se suministre. En la modalidad que se muestra en la figura 19, un pistón 400 puede jalar aire a través de la cámara de plasma 404 para llenar un acumulador/cilindro 402. El pistón 400 puede empujar NO fuera, a través del f iltro/eliminador 406 a una salida 408 para estar sincronizado con la respiración del paciente. La carrera y velocidad pueden variar en base en el volumen de pulmón del paciente y la frecuencia respiratoria. En la modalidad que se muestra en la figura 20, se utiliza una bomba 410 para suministrar flujo constante a un circuito ventilador para dosificar el flujo de desviación mientras se utiliza una bomba pistón 412 para proporcionar bolos de aire para generación adicional de NO durante la inhalación. En la figura 21, el dispositivo puede acumular NO producido en la
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- 67 cámara de plasma 420 en el acumulador 422 y liberarla con la inspiración del paciente utilizando una o más válvulas 424 las cuales pueden ser, por ejemplo, una válvula proporcional única o un arreglo de válvulas con estados binarios (ABIERTO/CERRADO). En la figura 22, una o más válvulas 430 se localizan antes de la bomba 432 para modular el flujo de aire que entra a la cámara de plasma 434. La modulación se puede realizar en una diversidad de medios, que incluyen el cierre ajustable así como una válvula proporcional o modulación de pulso/anchura de una válvula digital. En algunas modalidades, la bomba corre a una velocidad constante mientras se ajusta la válvula para agotar de manera variable la bomba para de este modo modular el caudal y la producción de NO. La figura 23 muestra un diseño de acumulador alternativo que utiliza un diafragma 440. El diafragma 440 puede ser de material elastomérico o rígido/resistente. En algunas modalidades, se utiliza un diafragma giratorio. Una válvula 442 corriente abajo del diafragma 440 libera presión del diafragma de una manera controlada según se necesite para eventos de inspiración por dosis. La figura 24 muestra un acumulador/depósito como una cámara con un diafragma/globo elastomérico o no elástico 452. Un impulsor de diafragma 450 (solenoide, bola-tornillo, motor lineal, cremallera y piñón, accionador lineal, etc.) se utiliza para desplazar el diafragma 452 según se necesite para suministrar bolos de gas
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL al paciente. En la modalidad que se muestra, la cámara de plasma 454 es el primer elemento en el sistema, no obstante, se puede localizar en otras ubicaciones en la medida en que esté corriente arriba del filtro/eliminador. La corriente abajo adicional de la cámara de plasma es, la menor disposición a NO y NO2 para componentes de sistema neumático. En algunas modalidades se puede generar NO de manera tan tarde como se pueda pero antes de que el eliminador, de manera que una alta concentración de una mezcla de NO/NO2 que sale de la cámara de plasma tenga un tiempo mínimo para oxidarse y generar niveles más altos de NO2. La figura 25 muestra un sistema que utiliza un pistón 460 para extraer reactivo gaseoso en una cámara 462. Los electrodos 464 dentro de la cámara 462 generan un arco una o más veces para generar NO. El pistón 460 empuja la mezcla de NO fuera hacia el paciente que la requiere por la terapia. En algunas modalidades, el pistón empuja el bolo de NO al paciente que coincide con la inhalación del paciente. En algunas modalidades, el pistón empuja el NO a una velocidad constante hasta que el depósito se vacía. Después, el pistón vuelve a llenar el depósito, y se reanuda la generación de NO y el suministro de NO al paciente. El pistón puede ser impulsado por muchas clases de accionadores lineales, como se indica en lo anterior.
La cámara de gas comprimido puede incluir un
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL limitador variable en la salida. En algunas modalidades, la cámara de gas comprimido puede ser un volumen dentro del múltiple en vez de un componente independiente del sistema. En algunas modalidades una bomba suministra un depósito neumático. En algunas modalidades, la presión dentro del depósito se detecta. En algunas modalidades, la presión del depósito neumático se puede utilizar como una señal para controlar la velocidad de la bomba. En algunas modalidades, el flujo desde el depósito se controla por una válvula proporcional o una o más válvulas digitales. En algunas modalidades, la presión de aire corriente arriba y/o corriente abajo de la válvula de control de flujo se detecta para mejorar el control o regulación de flujo de aire. La presión dentro de la cámara de gas comprimido se puede regular por un control de ciclo cerrado utilizando presión de la cámara como una entrada para controlar la actividad de la bomba de aire. El limitador variable puede actuar como una válvula analógica en vez de una válvula digital (digital significa que se pueden obtener posiciones diferenciadas de la válvula como por ejemplo completamente abierta, completamente cerrada y semicerrada). El limitador variable también puede incluir una válvula digital que es controlada por PWM para variar el flujo de aire a través de la cámara de generación de chispas. En algunas modalidades, se pueden utilizar uno o más sensores de flujo de aire para medir flujo
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL de aire corriente abajo desde la válvula de control de flujo, como parte de un sistema de control de flujo de aire.
En algunas modalidades, se pueden incluir varias trayectorias de flujo con bombas independientes. En algunas modalidades, una bomba puede funcionar para dosificar el flujo de desviación con NO y otra bomba puede proporcionar pulsos de aire para incrementar la presión para que coincida con la actividad de inspiración. En algunas modalidades, una trayectoria de flujo única puede proporcionar tanto la desviación de flujo como la dosificación de inspiración en caso de una falla en otra trayectoria de flujo. Una dosificación menor del flujo de desviación se puede obtener al variar la posición de la válvula para frenar el flujo de aire o generar flujo de aire intermitente.
En algunas modalidades, una bomba única puede mover aire en un circuito de flujo de trayectoria doble. Un orificio fijo y la velocidad de la bomba se ajustan para el flujo de desviación. La bomba puede mantener una presión alta detrás del orificio fijo. Un orificio variable puede abrirse durante la inspiración del paciente para agregar flujo adicional. En algunas modalidades, el diámetro de orificio variable se puede mantener constante para el tratamiento de un paciente dado y una válvula de ENCENDIDO/APAGADO en línea controla el flujo a través del orificio variables. En algunas modalidades, no se requiere un orificio fijo debido a que la
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL válvula de ENCENDIDO/APAGADO puede ser abierta y cerrada de modo intermitente para hacer variar el flujo.
En algunas modalidades la bomba puede funcionar continuamente. Un director de flujo puede cambiar entre una trayectoria de orificio fijo (es decir, flujo desviado) y una trayectoria de orificio variable (es decir, flujo de inspiración y flujo de desviación). En algunos casos, un depósito de aire se puede llenar por una bomba de aire más pequeña que puede funcionar de modo más continuo. La bomba se utiliza para mantener una presión constante en el depósito de aire. Un depósito presurizado suministra aire a través de una válvula proporcional y puede responder mejor y proporcionar un flujo más instantáneo que una bomba que necesita acelerar la velocidad. En una modalidad, el depósito de aire consiste de un hueco construido en el recinto del generador de NO, en vez de un componente separado. Esto permite que el depósito sea una forma cerrada que adquiere un volumen no utilizado dentro del recinto por lo que se minimiza el tamaño/volumen del dispositivo. Combinar el depósito y el recinto también ayuda a minimizar la masa del dispositivo general.
Las figuras 26A y 26B muestran una fuente de gas que contiene N<sub>2</sub> y O<sub>2</sub> con una trayectoria de flujo a través de una válvula a una fuente de plasma. En la figura 26A, la válvula proporcional 470 no se cierra más de manera que siempre hay cierto nivel de flujo a través de la cámara de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL plasma 472. La figura 26B muestra una válvula solenoide 474 con un orificio permanente que siempre permite cierto nivel de flujo. La figura 26C muestra una fuente de flujo 478 conectada a una cámara de plasma en donde la fuente de flujo se puede variar en cuanto a caudal, presión o una combinación de los dos. La fuente de flujo puede ser una bomba giratoria, una bomba de pistón, un ventilador, un recipiente presurizado, abanico, etc. La fuente de flujo de la figura 26C se puede controlar de una manera que fluya para purgar el NO2 del sistema entre los puntos de inspiración. Esta descarga puede cesar después de una cantidad de tiempo, volumen de aire o cuando se detecta el siguiente pulso de inspiración.
CIRCUITOS DE ALTO VOLTAJE, GENERADOR DE PLASMA Y ELECTRODOS En algunas modalidades, un circuito de generación de plasma 480 puede incluir un circuito de control de forma de onda 482 y un circuito de alto voltaje 484, como se muestra en la figura 27. Un circuito de control de forma de onda 482 genera una onda de control adaptable continua. La onda de control contiene múltiples parámetros de control que incluyen la frecuencia de la corriente de AC en plasma y en ciclo de trabajo, la frecuencia de pulso de descarga y el ciclo de trabajo y la frecuencia de grupo y el ciclo de trabajo. En algunas modalidades, la onda de control se genera por un procesador de señal digital (DSP, por sus siglas en
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL inglés) . Una forma de onda ejemplar generada por el procesador DSP controlador de alto voltaje se muestra en la figura 29. El transformador de alto voltaje convierte corrientes de bajo voltaje en un voltaje suficientemente alto para generar un plasma en la separación de electrodo de acuerdo con la entrada. En algunas modalidades que involucran una separación de electrodo de 2.5 mm, los niveles de alto voltaje están en el orden de 7 kV.
En algunas modalidades, el sistema puede operar sobre un voltaje de corriente alterna (AC) a los electrodos. Las modalidades descritas actualmente también pueden operar voltaje de corriente directa (DC) a los electrodos. En algunas modalidades, un sistema AC se puede convertir en un sistema DC al agregar componentes adicionales al sistema. En algunas modalidades, un diodo rectificador de media onda se puede incluir en el sistema. Por ejemplo, el diodo rectificador puede estar sobre el lado de bajo voltaje o el diodo rectificador puede estar en el lado de alto voltaje con un voltaje de descomposición mayor de 15 a 2 0 kV. En algunas modalidades, se agrega un capacitor de descarga de 15 kV y se puede localizar después del rectificador para asegurar que no se invierta la polaridad del voltaje. El rediseñado de los transformadores se puede llevar a cabo con una relación de giros y una capacidad de corriente mucho mayores. En una modalidad, se puede utilizar cable Litz. Dado que un sistema
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL de DC no se beneficia de la resonancia, se requiere un nivel de alto voltaje. De esta manera, una relación de vueltas alta en el transformador se puede requerir. Se puede colocar una tapa de voltaje en una ubicación apropiada en la parte media de las vueltas de transformador para la aplicación AC. Cuando la corriente es extraída de la capa de voltaje (operación resonante de AC) , la porción no usada de los bobinados secundarios del transformador se ponen en corto para evitar que se produzcan voltajes excesivamente grandes.
El circuito de alto voltaje se puede conformar de una variedad de componentes, pero en algunas modalidades, el circuito de alto voltaje incluye un controlador para recibir instrucciones, un circuito resonante y un transformador de alto voltaje. El circuito de HV recibe instrucciones desde el controlador e interpreta las instrucciones como parámetros de plasma y genera pulsos de corriente que es alimentada a un circuito resonante y genera un voltaje de AC. El voltaje de AC tiene una frecuencia que se ajusta a la resonancia natural del transformador de alto voltaje para maximizar la eficiencia eléctrica. El alto voltaje de AC se aplica a los electrodos para producir una descarga y es continua hasta que el pulso finaliza.
La figura 28 ilustra una modalidad de un circuito activador de HV 490. El circuito activador de HV 490 recibe energía de DC 492 y por lo menos una instrucción de entrada
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494. Un procesador 496 suministra un circuito conmutador 498 con una señal de PWM (duración variable) para excitar un circuito resonador sintonizado 500. El circuito resonador 500 excita un transformador de HV 502 a una frecuencia resonante fija para generar voltaje en una salida de HV 504, por ejemplo, los electrodos. La medición de la corriente 506 al resonador proporciona retroalimentación de la función de plasma al procesador 496. Se puede proporcionar retroalimentación adicional desde un sensor de corriente de entrada 508.
El circuito activador de HV 490 que se muestra en la figura 28 puede tener varias ventajas, que incluyen que el ajuste resonante mejore la eficiencia de producción de óxido nítrico y elimina la necesidad de un capacitor de descarga que mejore la confiabilidad y prolongue la vida del componente. La operación de AC del circuito activador de HV puede prolongar la vida de los electrodos y puede reducir el potencial de electrodeposición de partículas metálicas en la corriente de aire. En algunas modalidades se utiliza un filtro para capturar partículas metálicas dentro de una corriente de gas. En algunas modalidades, el tamaño de filtro es de 0.22 micrómetros. En algunas modalidades, el gas es burbujeado a través de un líquido para captar partículas después de la cámara de plasma. El líquido puede ser agua, ácido nítrico, ácido acético, ácido fólico, por ejemplo.
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El control de DSP de la duración de descarga puede regular con mayor precisión la concentración de óxido nítrico y el control de DSP también permite el ajuste automático de resonancia para tomar en consideración variación de fabricación, características de transformador, temperatura y estado del electrodo (separación, desgaste, temperatura). En algunas modalidades, el sistema identifica la frecuencia resonante periódicamente a través de un tratamiento para tomar en consideración las condiciones cambiantes. En una modalidad, el sistema determina la frecuencia resonante únicamente durante el encendido. En algunas modalidades, el sistema almacena la frecuencia resonante y actualiza este valor almacenado periódicamente (por ejemplo, cada dos meses) con el fin de reducir el tiempo de arranque. En algunas modalidades, el sistema funcionará ligeramente fuera de resonancia con el fin de disminuir la potencia del plasma para producir dosis bajas de NO. La entrada y/o salida de retroalimentación de corriente automáticamente se puede detectar si el electrodo falla en generar una chispa, lo cual puede permitir algoritmos de mitigación autónomos. El DSP puede controlar la forma de onda de AC al controlar su frecuencia y su ciclo de trabajo.
En algunas modalidades, el transformador del circuito activador de HV es un diseño resonante en donde el voltaje dentro del lado secundario del transformador se
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- 77 incrementa hasta que está presente un voltaje suficiente en los electrodos para descomponer la separación de aire. El voltaje que se requiere para descomponer la separación de aire puede variar con la humedad, presión, distancia de separación, forma del electrodo, condición del electrodo y otros factores. Teniendo un diseño resonante sin un nivel de alto voltaje establecido mejora la confiabilidad de generación de plasma en presencia de electrodo y variabilidad ambiental. En algunas modalidades, los voltajes para descomposición típicamente están en el intervalo de 8 kV a 20 kV, no obstante, es deseable mantener voltajes en menos de 14 kV de manera que se puedan aplicar las normas de seguridad relacionadas con la generación de rayos X.
La frecuencia de la corriente alternante entre los electrodos es el resultado del diseño de elementos físicos y, en una modalidad, típicamente está en el intervalo de 50 kHz a 200 kHz. En una modalidad ejemplar, la frecuencia de corriente de AC es de 135 kHz. En otra modalidad ejemplar, la frecuencia de corriente de AC es de 100 kHz. Los pulsos pueden estar a una frecuencia fija para un tratamiento a aproximadamente 100 a 200 Hz. Esta tasa puede variar, dependiendo de la aplicación. Por ejemplo, una aplicación neonatal requerirá frecuencias más bajas debido a la baja cantidad de NO que se requiere. La duración de los pulsos también puede variar en base en la cantidad de NO deseada.
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Por ejemplo, para un adulto típico, la duración es de aproximadamente 250 microsegundos (un ciclo de trabajo de 0.25%) .
La inductancia de fuga del primario determina la frecuencia resonante. La inductancia mutua entre el primario y el secundario determina la resonancia del transformador. El circuito de alto voltaje se puede controlar por un temporizador 555, un dispositivo lógico programable complejo (CPLD, por sus siglas en inglés), un arreglo de compuerta programable de campo (FPGA), un microprocesador o cualquier conjunto de circuitos analógicos. La comunicación con el circuito de alto voltaje a partir del programa de control y el circuito de control se puede realizar utilizando una conexión cableada como por ejemplo una línea colectiva en serie, una línea colectiva I2C, un medio inalámbrico como por ejemplo óptico, Bluetooth, Wi-Fi u otros medios.
El circuito activador de alto voltaje puede continuar generando plasma de acuerdo con las instrucciones hasta que recibe una instrucción para ya sea alterar o detener la producción de plasma. El sistema puede continuar generando óxido nítrico en el caso de falla del programa de control, falla de interconexión del usuario y/o falla del circuito de control.
El sistema puede incluir un módulo de comunicación inalámbrico para comunicarse con diversos componentes
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL adicionales que incluyen pero que no se limitan a un sistema de datos de paciente de hospital y otros controladores. Por ejemplo, un sistema puede comunicar el estado del caso de tratamiento de un paciente a un segundo sistema cuando un cartucho está siendo transferido entre los controladores para transporte.
En algunas modalidades, el cartucho ventilador se transfiere desde un controlador a otro durante el transporte. La información de tratamiento incluye, pero no se limita a número de serie, número de lote, información de configuración de sistema, historia de datos de tratamiento, registro de alarma, registro del paciente, historia de datos de análisis de gas, registro de ajuste de tratamiento, fecha de expiración, información de calibración de sensor de flujo y otra información que puede ser. transferida desde un controlador a otro controlador por medio de un dispositivo de memoria dentro del cartucho de ventilación. El dispositivo de memoria se puede comunicar por medio de una conexión cableada o un medio inalámbrico (RFID, Bluetooth, etc.). Los datos pueden ser renovados dentro del cartucho ventilador a una tasa periódica durante el tratamiento. De esta manera, la recepción del sistema lee el cartucho de ventilación y puede tomar el tratamiento del paciente en donde se detuvo el sistema anterior. Esta clase de transferencia se puede llevar a cabo durante la transferencia de un paciente de un hospital
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL a una ambulancia, de un helicóptero a un hospital o en caso de que el sistema falle.
En algunas modalidades, la trampa de agua tiene un dispositivo de memoria utilizado para almacenar información que incluye pero que no se limita a número de serie, número de lote, información de configuración de sistema, historia de datos de tratamiento, registro de alarma, registro de paciente, historia de datos de análisis de gas, registro de ajuste de tratamiento, fecha de expiración, información de calibración de sensor de flujo y otra información. La facturación puede estar en unidades de minutos de tratamiento con NO, moles de tratamiento con NO, número de tratamientos, etc.
También se puede incluir un ventilador de enfriamiento del recinto con o sin un codificador para confirmar operación del ventilador. La operación del ventilador también se puede detectar ópticamente o con un sensor de flujo en línea con el flujo de ventilador. El ventilador también puede tener su propio control de ciclo cerrado en base en una entrada de temperatura para modular la velocidad del ventilador. La velocidad de ventilador también se puede modular en base en la temperatura del recinto, niveles de generación de plasma, temperatura de salida del recinto, temperatura ambiente, temperatura de intercambiador de calor y/u otras entradas. El ventilador puede abastecerse
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL de aire de enfriamiento desde el cartucho o desde otra entrada filtrada en el recinto. En algunas modalidades, dos ventiladores extraen aire y lo hacen pasar a través de un cartucho de filtro desechable. En algunas modalidades, uno o más ventiladores se abastecen de aire desde el interior del recinto del dispositivo y lo soplan. En algunas modalidades, se eliminan por soplado gases de escape fuera de la parte inferior del dispositivo, resolviendo preocupaciones de entrada de fluidos.
Se pueden utilizar diversas entradas para controlar los niveles de generación de plasma. En una modalidad, la presión ambiente puede servir como una entrada para el algoritmo de control al determinar los niveles de generación de plasma para una concentración dada de salida de óxido nítrico utilizando un sensor de presión ambiente. Se puede medir la presión de la cámara de plasma dentro de la cámara de plasma para determinar la cantidad de N0<sub>2</sub> y 0<sub>2</sub> presentes. Se puede utilizar un sensor de temperatura de recinto para detectar sobrecalentamiento en el recinto. En caso de sobrecalentamiento, el sistema puede responder al incrementar las velocidades de los ventiladores de recinto, incrementar los caudales de óxido nítrico gaseoso, advertir al usuario y/u otro tipo de notificación. Un sensor de temperatura ambiente se puede localizar en una ubicación que esté aislada del calor generado por el sistema de óxido nítrico, y la
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL medición desde el sensor se puede utilizar como una entrada al algoritmo de generación de plasma puesto que el aire más frío es más denso, lo que resulta en una eficiencia mejorada de generación de NO. Se puede utilizar un sensor de humedad para medir las condiciones de aire ambiental para proporcionar una entrada en los algoritmos de control de generación de óxido nítrico y realizar estimaciones. El sensor de humedad también se puede utilizar para monitorear la humedad de la cámara del sensor de análisis de gas para asegurar que los sensores se mantengan en condiciones de humedad aceptables o como una entrada para controlar la muestra en temperaturas para evitar la condensación dentro de la línea de muestra. Los sensores de análisis de gas pueden estar montados individualmente en el controlador o se pueden ensamblar en un paquete de sensores de manera tal que la operación abarca todos los sensores. El manejo de la línea de gas de los gases de muestra se puede realizar desde Nafion, o equivalente, tubería para evitar condensación de humedad y proteger a los sensores de gas que estén demasiado secos, dependiendo de la humedad de la muestra de gas. Las muestras de gas para los sensores de análisis se pueden abastecer directamente de la cámara de plasma, desde la salida del eliminador, desde el cartucho eliminador, desde el cartucho ventilador y desde una ubicación dentro de la extremidad de inspiración del paciente. En una modalidad, el gas es
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL muestreado desde la extremidad de inspiración del paciente, justo antes del acoplamiento Y del paciente de manera que el gas es analizado justo antes de que entre al paciente sin agregar espacio muerto adicional al circuito, como sería el caso si la muestra se realizara entre la Y y el paciente. En otra modalidad, el gas es muestreado en la salida del cartucho de ventilación. Esto presenta la ventaja de muestrear gas que está diluido en concentraciones en el paciente mientras aún se encuentra en la porción seca del circuito de ventilación, y por lo tanto no está contaminado por humedad, medicamentos nebulizados u otros contaminantes potenciales. Esta opción puede proporcionar el beneficio de que no requiere una trampa de agua y un filtro debido a que está en la porción seca del circuito de ventilador así como reducir las etapas de uso para el establecimiento del sistema puesto que no existe una línea de muestra externa. Se entenderá por una persona experta en el ámbito que cualquier número y combinación de los sensores descritos en la presente se pueden utilizar con el sistema.
En algunas modalidades, el sistema puede usar un sensor de NO para detectar niveles de óxido nítrico en el gas inmediatamente antes de la inspiración del paciente. La ubicación del sensor de NO cerca del paciente es deseable de manera que existe un efecto mínimo de conversión adicional de NO a NO2 antes de la entrada en el paciente. Se pueden usar
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL uno o más sensores de NO para redundancia y/o control de ciclo cerrado de generación de plasma en base en la salida de NO. En una modalidad, se utiliza un sensor de NO único para detectar niveles de NO fuera del intervalo y para retroalimentación de ciclo cerrado limitado. Por ejemplo, los niveles de sensor de NO medidos pueden aumentar o disminuir la actividad de plasma por una cantidad limitada, tal como 10% para ajustar la salida del dispositivo.
En algunas modalidades, el sistema puede utilizar uno o más sensores de NO2 para analizar los gases de inspiración antes de su entrada en un paciente. El umbral de alarma de NO2 puede variar, pero en una modalidad típicamente está entre 1 ppm y 3 ppm de NO2, con base en la aplicación y la duración de tratamiento. En algunas modalidades, el sistema puede continuar la operación en el caso de una alarma de NO2 debido a que un evento respiratorio súbito es más probable que el daño a pulmón en los niveles de umbral de alarma de NO2.
El nivel de O2 también se puede medir por el sistema. Un sistema que se abastece de aire ambiente para flujo a través de la cámara de plasma puede diluir gases dentro de la extremidad de inspiración de un ventilador. Esto puede ser de interés particular cuando un paciente se le ha prescrito con 100% de oxígeno. De esta manera, es deseable informar al usuario de los niveles reales de O2 que el
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL paciente está respirando posterior a la introducción de óxido nítrico. Por ejemplo, la discrepancia en los niveles de O<sub>2 </sub>entre lo prescrito y lo real puede ser tan grande como 8% en el caso de O<sub>2</sub> al 100%. Las mediciones de O<sub>2</sub> también se pueden utilizar como una entrada para un algoritmo de control en un sistema que genera plasma directamente dentro de los gases inspirados. Dado que los niveles de O<sub>2</sub> y N<sub>2</sub> se aproximan a una relación estequiométrica de 50/50, los niveles de producción de NO mejoran. Por lo tanto, una cantidad disminuida de energía eléctrica se puede requerir para generar una cantidad dada de NO. Sin considerar los niveles de O<sub>2</sub> en el algoritmo de generación de plasma, el paciente está en riesgo de recibir más o menos NO que el prescrito. En una modalidad, una membrana tal como una utilizada en un concentrador de oxígeno, se puede utilizar para incrementar los niveles de oxígeno en el aire antes de su entrada en la cámara de plasma para de esta manera incrementar la eficiencia de producción de NO.
En algunas modalidades, una bomba de gas de muestra se puede localizar en el sistema para extraer gases de muestra de la extremidad de flujo de inspiración en el circuito ventilador a los sensores de análisis de gas y a la atmósfera. Los sensores de análisis de gas utilizados habitualmente se basan en un proceso electroquímico. Los sensores tienen frecuencias de medición bajas, típicamente a
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL intervalos de 30 a 60 segundos. Los sistemas de suministro de NO disponibles comercialmente extraen la muestra de gas a un caudal constante. Esto promedia la concentración de NO con respecto al tiempo. No obstante, con el flujo de ventilador, los caudales y la concentración pueden variar en tiempo. Por ejemplo, si el paciente recibe 100 ppm de NO durante la inspiración y la inspiración representa 10% del período respiratorio y la exhalación se lleva a cabo en el 90% restante del ciclo de respiración, el paciente estaría recibiendo en promedio 100 ppm de NO. Los sensores de análisis de gas, no obstante promediarían la concentración de gas detectado sobre la totalidad del ciclo respiratorio y reportarían una concentración de 10 ppm. De esta manera, un caudal constante de la bomba de muestra puede generar lecturas imprecisas de la concentración de gas.
Una manera de mejorar la precisión de las lecturas de análisis de gas es hacer variar la velocidad de bomba de línea de muestra como una función de la frecuencia respiratoria del paciente. Un estimado razonable para esto es el caudal de inspiración del circuito ventilador, no obstante, consideraciones adicionales para flujo de desviación de ventilador pueden ser necesarias. En el ejemplo anterior, la bomba de muestra únicamente extraería la muestra cuando el paciente está inspirando, y por lo tanto los gases analizados estarían a la misma concentración que cuando el
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- 87 paciente inspira, es decir, 100 ppm de NO. Una manera de hacer variar el flujo de bomba de la muestra sería colocar la bomba apagada (flujo cero) durante la exhalación del paciente y encenderla únicamente durante la inhalación del paciente.
El tratamiento de ventilador con flujo de desviación puede alterar la precisión medida del NO inhalado también. Si la bomba de muestra se detiene durante la exhalación (cuando el flujo de desviación es derivado a la extremidad de expiración y no entra al paciente), la concentración del flujo de desviación no se mide, por lo que mejora la precisión de la medición de la concentración de NO inspirado.
En el caso de que los sensores de análisis de gas requieran un flujo de gas constante, el sistema puede muestrear gas de una fuente diferente del circuito del ventilador durante la exhalación del paciente. Un ejemplo de otra fuente sería aire ambiente. El controlador puede calcular que la medición se puede basar en el tiempo de muestra conocido desde la extremidad de inspiración en comparación con la fuente alternativa y las concentraciones detectadas.
En algunas modalidades, un enfoque para proporcionar los sensores de análisis de gas con un gas que es más representativo del gas que esté inspirando el paciente es tener una cámara de acumulador/mezclador de corriente
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL lateral paralela a la extremidad de inspiración del ventilador. Típicamente, el volumen de la cámara de mezclado es por lo menos igual al volumen del gas jalado por la bomba de muestra en un ciclo respiratorio de manera que el gas muestreado representa un promedio de lo que inspira el paciente. En el ejemplo anterior, el dispositivo puede medir NO 10%. No obstante, acoplado con la información de flujo de ventilación, el controlador también sabe que el paciente únicamente está inspirando 10% del tiempo. De esta manera, el dispositivo puede aplicar un factor a los datos medidos como sigue: concentración de NO para indicar = valor de NO medido/tiempo de inspiración, %, en donde el valor de NO es el valor indicado a partir de las celdas electroquímicas que han promediado el nivel de NO sobre la totalidad del ciclo respiratorio y % de inspiración es la fracción de tiempo de ciclo respiratorio en unidades de % que el paciente esté inspirando.
También se puede proporcionar un sensor de flujo de gas de muestra. Un flujo de los gases de muestra sobre los sensores de análisis de gas se puede requerir para las mediciones representativas de los gases del circuito de ventilador. Es posible para la línea de muestra que se obstruya o se estrangule. El sistema tiene un sensor para detectar la obstrucción de una línea de muestra y una función apropiada de la bomba de muestra de gas. El sensor puede ser
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL un sensor de presión que mida el nivel de presión/vacío en la cámara de sensor o un sensor de flujo real en serie con la bomba, o el sensor puede ser un sensor de flujo dentro de la línea de muestra. En el caso de una línea de muestra bloqueada, la línea de muestra se puede purgar al correr la bomba en reversa.
El montaje de electrodo, o el montaje de plasma o la cámara pueden ser parte del controlador o parte de los componentes desechables tal como el cartucho.
En general, las temperaturas involucradas en generar un plasma están o son cercanas al punto de fusión de la mayor parte de los metales. En aplicaciones de automóvil y en descripciones de sistema de suministro de NO hasta la fecha, el voltaje aplicado a los electrodos ha sido DC, es decir, existe un cátodo y un ánodo. Los electrones viajan desde el ánodo al cátodo, erosionando el ánodo con el transcurrir del tiempo. Se colige que en aplicaciones de automóviles y de otro tipo, los materiales de temperatura de alta fusión se usan únicamente en el ánodo.
En algunas modalidades, se aplica corriente AC a los electrodos. Esto uniforma el desgaste del electrodo al permitir que ambos electrodos sean el cátodo por una fracción de tiempo. Con ambos electrodos sirviendo como cátodo, ambos electrodos pueden estar comprendidos de un material de temperatura de fusión alto, tal como, pero sin limitarse a
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL iridio, platino, óxido de iridio sintetizado y aleación de iridio-platino. El electrodo nonecesita ser de construcción monolítica de material único sino que pueden ser aleaciones o combinaciones de materiales adecuados. En algunas modalidades, una almohadilla de iridio o de otro metal noble o aleación se suelda al extremo de un sustrato cilindrico metálico. Se entenderá que una diversidad de formas además de los cilindros también se pueden utilizar desde los electrodos. El material de sustrato puede ser un material menos costoso, como por ejemplo cobre, níquel, acero al carbón o hierro. Este enfoque compuesto únicamente disminuye costos pero también permite métodos de montaje adicionales para los electrodos. Por ejemplo, el acero al carbón o el hierro se pueden utilizar dado que estos materiales son no tóxicos y por lo tanto cualquier arco que haga contacto con el sustrato permanecerá seguro.
En algunas modalidades, la masa de la almohadilla de electrodo de iridio de 0.15 g lo cual es 360 veces mayor que una almohadilla típica de iridio de automóvil de 0.5 mg. Esta masa agregada disminuye el incremento de temperatura durante la generación de plasma debido a la masa térmica más grande y el parche de contacto más grande a los materiales de sustrato de electrodo. Al tener una almohadilla de electrodo de iridio grande, los electrodos pueden operar por períodos de tiempo extendidos, por ejemplo de un mes, dos meses, tres
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL meses, cuatro meses o períodos más prolongados sobre un par de electrodos.
Diversas formas y tamaños de electrodo se pueden utilizar en la cámara de plasma. En algunas modalidades, se pueden utilizar electrodos de aguja. Los electrodos de aguja algunas veces se desgastan rápidamente, incrementando la separación de electrodos y alterando los niveles de producción de NO. En algunas modalidades, se puede utilizar una superficie de electrodo plana, con una geometría de electrodo que se aproxima a la de una esfera la cual se erosionará más lentamente puesto que los arcos iniciarán desde más de una ubicación.
Una pluralidad de pares de electrodos también se pueden utilizar en el sistema. El controlador (o cámara de plasma, o cualquier otra ubicación en la cual los electrodos pueden ser montados) también puede incluir uno o más pares de electrodos para incrementar el tiempo de funcionamiento entre servicios. En algunas modalidades, estos electrodos se pueden montar a un múltiple de manera que sean sustituidos como una unidad. En un sistema que tiene múltiples montajes de electrodo, el sistema puede generar ciclos a través de los electrodos para minimizar el sobrecalentamiento. De manera alternativa, el sistema puede utilizar los electrodos secuencialmente. Cada electrodo puede tener un transformador de alto voltaje dedicado o una unidad de conmutación como un
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL distribuidor que puede ser utilizada para energizar cada electrodo desde un transformador de HV. La figura 30 muestra una modalidad ejemplar de la manera en un múltiple de electrodo 520 se duplica como un disipador térmico y puede tener aletas de enfriamiento en el mismo.
Dado que los electrodos pueden portarse, es posible colocar electrodos en el sistema para incrementar la facilidad de sustitución. En algunas modalidades, los electrodos pueden ser empacados individualmente con su propia cámara de plasma para sustitución fácil. El montaje puede incluir otros rasgos opcionales como por ejemplo un disipador térmico. La actividad del electrodo también puede generar recubrimientos de materiales electrodepuestos sobre las paredes de la cámara de plasma. Al hacer que la cámara de plasma sea sustituible con el montaje de electrodo, disminuye en el desempeño debido al acortamiento eléctrico a través de materiales electrodepuestos se puede evitar. En algunas modalidades, la cámara de plasma incluye un material de blindaje EMI para minimizar emisiones radiadas de la actividad de plasma. El material de blindaje EMI típicamente está acoplado eléctricamente a un blindaje sobre los conductores de alto voltaje a los electrodos, los cuales a su vez están acoplados eléctricamente a un blindaje eléctrico que cubre al transformador de alto voltaje. En algunas modalidades, el blindaje EMI está conectado a un suministro
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL de energía DC conectado a tierra. En algunas modalidades, el montaje de electrodo incluye conexiones neumáticas (tubos, acoplamientos y similares) para facilitar la conexión a los otros componentes de la compuerta de gas. El flujo de gas al electrodo puede ser a través de una cámara de generación de chispas con puntos de entrada y salida independientes, como se muestra en las figuras 31A, 31B y 31C. Las figuras 31A, 31B y 31C muestran diversas vistas de una modalidad de un montaje de electrodo doble 530 con flujo transversal con un material potting 532, un disipador térmico 534 y una pluralidad de tapones generadores de chispa del estilo automotriz. El intercambiador de calor y la trayectoria de gas se pueden elaborar de metal extruido. Las figuras 32A y 32B muestran diversas vistas de una modalidad de un montaje de electrodo único 540 en el cual el punto de entrada y salida para flujo de gas puede ser la misma abertura de manera que los gases entran en un orificio ciego en el montaje de electrodo 540 y se desplazan de regreso fuera del mismo punto de entrada. En algunas modalidades, la EMI de banda ancha generada a partir de la generación de plasma se puede mitigar por blindaje del montaje de electrodo al rodear el electrodo en una jaula Faraday.
En modalidades en donde los pasajes de gas que no son eléctricamente conductores se conectan a la cámara de plasma (por ejemplo, tubos de plástico), la EMI se desplazará
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL a lo largo de la longitud del pasaje de gas hasta que el pasaje se doble, punto en el cual la EMI sale del lado del pasaje. El blindaje se puede colocar alrededor del pasaje para absorber EMI conforme sale del pasaje. En algunas modalidades, un resorte eléctricamente conductor conectado a tierra se coloca alrededor del exterior del pasaje de gas para absorber la EMI emitida desde la cámara de plasma. En algunas modalidades, una estructura tejida tubular de blindaje eléctrico se coloca alrededor del pasaje de gas y se conecta a tierra. En algunas modalidades, la cinta eléctricamente conductora se enrolla alrededor del pasaje de gas. En algunas modalidades, el pasaje, en sí mismos, se elabora de un material conductor (por ejemplo, acero inoxidable). la longitud mínima de la porción blindada del pasaje puede ser desde la cámara de plasma al primer doblez en el pasaje que tenga un ángulo suficiente para absorber por completo al EMI. Se colige que la magnitud del doblez es suficiente para absorber la totalidad de EMI dentro del pasaje es una función del diámetro del pasaje (para aberturas redondas). Cambiar la proporción dimensional de la sección transversal del pasaje (por ejemplo, al volverla ovalada) puede mantener una sección transversal similar mientras disminuye la cantidad de doblez necesario para absorber EMI con un blindaje eléctricamente conductor.
La figura 33 muestra un ejemplo de un montaje de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL electrodos 552 montado a un controlador 550. En la modalidad ilustrada, el aire bombeado y el aire que contiene NO se acoplan al montaje de electrodo 552 con un conector de lumen doble. El montaje incluye un sello de anillo toroidal o de labio 554. El plasma del montaje 552 es bombeado en un filtro 556 y un eliminador 558.
Se pueden utilizar diversos diseños de electrodo para generación de NO. En algunas modalidades, se pueden utilizar enchufes de estilo de automóvil para generación de NO, no obstante, pueden incluir resistores y más masa y resistencia que la se requiere. Una bujía de un.automóvil se diseña para resistir con un aislante cerámico y un electrodo conectado a tierra de metal pesado. El interés de costo y masa, un electrodo de alto voltaje adaptado es deseable. La figura 34 muestra un electrodo de alto voltaje que se puede fabricar e instalar fácilmente. La figura 34 ilustra una modalidad de un montaje de electrodo 160 con un orificio ciego 562 (líneas con diagonales en el fondo). Los electrodos compuestos 564 y 566 se pueden insertar en los extremos (derecho e izquierdo). En algunas modalidades, el montaje de electrodo 560 de la figura 34 se puede fabricar creando electrodos compuestos por iridio fusionado (u otro metal noble o aleación) almohadillas a una flecha metálica (por ejemplo, cobre). Los anillos toroidales 568, 570 se pueden insertar en cada extremo de un manguito. El manguito 572 se
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL puede construir de PEEK, vidrio, cerámica u otro material inerte, no conductor. Los electrodos son insertados a través de anillos toroidales desde cualquier extremo en un manguito. Una herramienta de separación se inserta en el orificio para conexión de aire. Las placas de extremo 574, 576 se deslizan sobre cada flecha. Los electrodos son presionados ligeramente desde ambos lados contra la herramienta de separación. Las placas de extremo se sueldan a las flechas, inmovilizando la separación. Los electrodos pueden ser mantenidos en el lugar utilizando una variedad de técnicas, que incluyen pero que no se limitan a un acoplamiento de interferencia, adhesivo, sujetador roscado y otros medios. En algunas modalidades, la placa de extremo puede ajustar a presión mecánicamente sobre al extremo del manguito de vidrio, como se muestra en la figura 35, lo cual ilustra una modalidad de un montaje de electrodo 580 con placas de extremo 588 que ajustan a presión al manguito 586 y que se sueldan a los electrodos 582 y 584.
Teniendo un orificio único para conexión de aire permite al usuario insertar un montaje de electrodo desde un lado con una acción única. Se pueden utilizar diversos tipos de rasgos de retención, que incluyen pero que no se limitan retenes, sujetadores a presión, pinzas u otros medios, para mantener un montaje de electrodo en posición dentro de un controlador.
Un montaj e de electrodo adaptado puede
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL interconectarse con un controlador al registrar los electrodos con contactos eléctricos en el controlador. Un niple de lumen doble desde el controlador se puede insertar en el orificio en el lado del montaje de electrodo para suministrar aire y remover aire cargado con NO.
La figura 36 ilustra una modalidad de un montaje de electrodos 590 que comprende un manguito 596, un electrodo compuesto 592 (flecha de cobre con almohadilla de iridio), sellos de anillo toroidal 598, 600 y placas de extremo 602 y 604. El montaje de electrodo 590 se puede insertar en un controlador con contactos eléctricos de alto voltaje que hacen contacto con cada extremo del montaje de electrodo 590 y un niple de lumen doble 606 insertado en el orificio de conexión de aire. El electrodo compuesto puede tener una etapa en el diámetro, reborde u otro rasgo que haga que el electrodo de la parte inferior salga en un orificio a una profundidad específica. Las figuras 37A y 37B ilustran modalidades de electrodos con rasgos para tocar fondo. Durante la fabricación de un montaje de electrodo, se fabrican electrodos individuales. En las modalidades mostradas, una punta de metal con punto de fusión alto se conecta a un material de sustrato menos costoso. Esta solución compuesta puede reducir el costo y mejorar la transferencia de calor alejándolo del plasma en muchos casos. Para ensamblar un montaje de electrodo, en una modalidad,
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL cada electrodo es presionado en un bastidor. Al proporcionar un anaquel o tope positivo sobre el perfil exterior de cada electrodo, los electrodos pueden ser presionados dentro hasta tocar fondo. En otras modalidades, los electrodos son presionados en una cámara de plasma, múltiple u otro componente neumático del sistema. En otras modalidades, los electrodos son presionados en un bastidor hasta que se ha obtenido una separación de electrodo objetivo. En una modalidad, los electrodos se localizan y se mantienen en lugar dentro del alojamiento de cámara de plasma con un ajuste a presión. En una modalidad, la cámara de plasma se sobremoldea sobre los electrodos. En una modalidad, los electrodos se mantienen en su lugar con un tornillo ajustado.
En algunas modalidades, el flujo de aire a través del montaje de electrodo avanza a través de la separación de electrodo. La figura 38 ilustra una modalidad de un montaje de electrodo 610 que muestra entradas de aire (inferior izquierda y superior derecha). El aire fluye dentro del montaje de electrodo en un lado y hacia fuera en el lado opuesto. La figura 39 ilustra una modalidad de un montaje de electrodo de flujo cruzado 620 que muestra geometría de placa de extremo. El orificio en la esquina de placa de extremo se puede utilizar para soldadura de un alambre al mismo para sujetar la placa de extremo al manguito con un sujetador roscado. Las esquinas de la placa de extremo se pueden
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL redondear para reducir el potencial de descarga eléctrica desde la placa de extremo.
El flujo de aire dentro del montaje del electrodo puede ser desde un lado al otro, como se muestra en la figura 39. En algunas modalidades, el flujo puede ser desde un lado a un lado adyacente. En algunas modalidades, el aire entra desde un lado, se desplaza axialmente en paralelo con los electrodos y después sale desde el mismo lado. Este diseño comparte el beneficio de ser insertado con una acción única. Por ejemplo, una persona que instale un electrodo simplemente empuja el montaje de electrodo sobre las condiciones neumáticas coincidentes, estableciendo simultáneamente conexiones eléctricas.
Existen varias maneras de llevar a cabo el control de plasma. En algunas modalidades, un nivel de energía de plasma se controla al hacer variar el voltaje de entrada a la bobina primaria en el circuito de alto voltaje. Un algoritmo de cacería o un algoritmo de barrido se puede utilizar para detectar la frecuencia resonante del circuito de HV cuando el sistema se enciende por primera vez. Esto se acomoda para variación del fabricante en el transformador y varianza en el electrodo (por ejemplo, separación, desgaste, corrosión).
La figura 40 ilustra una gráfica ejemplar de una solución para determinar la frecuencia resonante para el circuito de alto voltaje. Se puede utilizar un algoritmo de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL barrido para alternar frecuencia de corriente (no frecuencia de generación de chispa) para encontrar una frecuencia resonante para acomodarse al desgaste del electrodo y puede barrer de alto a bajo o de bajo a alto. Es posible eliminar la sintonía de la resonancia cuando se desea menor producción de NO. Esto reduce la cantidad de energía en el plasma, lo que resulta en una producción reducida de NO.
En algunas modalidades, se puede usar un sensor de presión para detectar generación de plasma. La presión se incrementa debido a que el plasma caliente el aire y hace que el aire se expanda. En algunas modalidades se puede utilizar un micrófono para detectar la presentación de plasma. En algunas modalidades, el ruido en la corriente en el bobinado primario del circuito de HV se puede usar para detectar plasma. La figura 41 ilustra una gráfica ejemplar que muestra el uso de ruido para detectar plasma.
El inicio del plasma puede requerir energía adicional, lo que incrementa el ruido RFI e incrementa la erosión del electrodo. Así, en algunas modalidades, se puede generar plasma continuamente y únicamente varía el caudal de flujo que contiene NO<sub>2</sub> y O<sub>2</sub> y/o la intensidad de plasma. Además, la generación continua de plasma puede crear más NO que el que se necesita para tratar al paciente. Para evitar esto, el sistema puede tener más de un montaje de electrodo, con cada montaje de electrodo que tiene una separación de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL electrodo diferente. Las separaciones más pequeñas se pueden utilizar para generar niveles menores de NO, según se necesite para aplicaciones en neonatos. Se pueden utilizar separaciones más grandes (por ejemplo de 2 a 3 mm) para generar dosis más altas de NO.
El montaje de electrodo, como se indica en lo anterior, puede tener una variedad de configuraciones. En algunas modalidades, se pueden utilizar una pluralidad de bujías de separación corta para reducir la interferencia electromagnética (EMI) y reducir los requerimientos de alto voltaje. Se puede utilizar un diseño de dos electrodos con un tercer cuerpo que proporciona un blindaje para el plasma. Se puede utilizar una corriente de retorno desde la bujía como una indicación del estado del electrodo, tal como pérdida de la almohadilla de iridio o detección de que el desempeño está disminuyendo. El uso de propiedades de color/ópticas de la chispa también se pueden usar como una indicación de la condición del electrodo.
Es posible que la posición del electrodo conectado a tierra en un montaje de electrodo de estilo de automóvil con respecto al flujo de aire puede tener un efecto de 10 a 12% en la generación de NO. Al localizar el electrodo conectado a tierra corriente arriba de la separación de electrodo, existen dos beneficios significativos: A) blindaje del arco de plasma, el cual es susceptible a doblado en
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL presencia de flujo sustancial. Mediante la utilización del electrodo conectado a tierra como una obstrucción de flujo, el arco de plasma puede producirse en una región menos turbulenta, lo cual puede ayudar en la producción estable de MO. B) cualquiera de las partículas, especialmente óxido de iridio, la cual puede ser colocada por electrodeposición desde la superficie de electrodo, puede depositarse sobre el aislante del electrodo de centro cerámico corriente abajo sin crear una trayectoria acortada de fuga y salto de chispa acortados al electrodo conectado a tierra. De este modo, el montaje de electrodo puede requerir indexado (es decir, una operación específica con respecto al flujo de gas) para asegurar un desempeño consistente. En algunas modalidades, se puede utilizar un montaje de electrodo que se deja caer con una característica de indexado. Esto puede funcionar debido a que la generación de NO no involucra alta presión y temperatura de manera que no se requieren roscados. Por ejemplo, un rasgo de indexado puede incluir la forma hexagonal con una esquina sin contacto a tierra, una clavija que surge del enchufe (electrodo conectado a tierra, cubierta de electrodo conectado a tierra, aislante, electrodo central), una ranura en la cubierta de electrodo conectado a tierra, un diseño de empalme único en la cubierta de electrodo conectado a tierra y/o una forma sobremoldeada única sobre el montaje de electrodo convencional. Se puede
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL utilizar un indicador visual para ayudar a un usuario para orientar correctamente el montaje de electrodo. Por ejemplo, un punto de color en el montaje de electrodo puede alinearse con un punto de color en el múltiple.
El uso de bujías fuera de anaquel, como por ejemplo bujías de automóvil o de podadera pueden representar un riesgo para el paciente al no generar la cantidad apropiada de NO y/o al introducir materiales tóxicos en la corriente de aire. En algunas modalidades, una interconexión de montaje de electrodo único se puede utilizar con el múltiple. Por ejemplo, un anaquel de electrodo conectado a tierra sin roscado con uno o más esquinas de torque hexagonales removidas se puede utilizar, como se muestra en la figura 37. El diámetro exterior de la sección 100 roscados puede ser menor que el diámetro de una bujía roscada, con lo que se evita la inserción. El montaje de electrodo puede ser retenido por una placa de retención que se sujeta al múltiple y aplica una fuerza de sujeción al montaje de electrodo. La cubierta de montaje de electrodo puede tener una superficie sellante que compense un anillo toroidal contra el múltiple.
El montaje de electrodo se puede sellar al múltiple con una diversidad de mecanismos. La figura 42A ilustra una modalidad ilustrativa de un montaje de electrodo, y las figuras 42B y 42C ilustran componentes del montaje de electrodo mostrado en la figura 42A. En algunas modalidades,
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL como se muestra en la figura 42A, se puede utilizar un anillo toroidal (Viton, o materiales fluorados son los que se prefieren) con un montaje de electrodo 630. En algunas modalidades, el sello de anillo toroidal mostrado en la figura 42C, es un anillo tiroidal de compresión axial, como se muestra en la figura 42B, en donde la fuerza de pinza mantiene el sello. Se puede aplicar compresión por placa de retención que sujeta al múltiple. La compresión del anillo toroidal se puede controlar por rasgos que limiten la compresión en la placa, enchufe o múltiple. En algunas modalidades, se puede utilizar una placa de retención y puede ser eléctricamente conductora en el caso de un múltiple de plástico (por ejemplo, teflón). En el caso del múltiple eléctricamente conductor, la placa de retención puede ser no conductora, como por ejemplo plástico. En algunas modalidades, el anillo toroidal sella radialmente contra una perforación en la cámara de plasma*
Los materiales de electrodo pueden electrodepositarse desde los electrodos y entrar a la corriente de aire del ventilador lo cual puede ser dañino para el paciente si los materiales de electrodo son tóxicos. En algunas modalidades, el montaje de electrodo de la cubierta de electrodo conectada a tierra se puede elaborar de acero o hierro, los cuales no son tóxicos. El hierro y el acero también son magnéticos y por lo tanto se puede colocar
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL un imán en el sistema corriente abajo desde el montaje de electrodo para recolectar partículas de electrodo magnético electrodepositadas.
La figura 43 muestra un ejemplo de un montaje de electrodo 640 diseñado para mejorar la pureza de NO gaseoso. Las almohadillas de electrodo de metal noble se une sobre la superficie trasera únicamente de manera que sólo el electrodo está presente al plasma. El metal noble puede ser platino, iridio, otro metal con un punto de fusión alto o aleación del mismo. Las almohadillas de metal se conectan sobre su lado trasero a un sustrato eléctricamente conductor. El sustrato mantiene la almohadilla de electrodo en la ubicación correcta y conduce electricidad a la almohadilla. El sustrato mostrado en la figura 43 se elabora de una lámina de metal, lo cual facilita la conducción al montaje por medio de un conector de lengüeta. Los resaltos alrededor del conector de lengüeta proporcionan un medio para sellar un compartimiento aislante alrededor del conector para evitar fugas eléctricas. Los rebordes entre los electrodos sobre la superficie inferior incrementa la distancia de superficie entre los electrodos para minimizar aún más el potencial de fuga eléctrica. El cuerpo del montaje (mostrado en naranja) se elabora de un material que no es eléctricamente conductor como por ejemplo plástico o material cerámico. Uno o más orificios en el cuerpo permite que el cuerpo sea asegurado al resto del
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL sistema por medio de tornillos. En una modalidad, el cuerpo mismo está roscado para acoplamiento en el sistema.
La figura 44A presenta un dibujo de una almohadilla de electrodo 650 con la unión 654, como por ejemplo una soldadura, a un sustrato de electrodo 652. Un problema que se puede presentar en la generación de plasma es que el arco de plasma puede ser emitido desde materiales adyacentes a la almohadilla de electrodo, dependiendo de su proximidad al arco, función de trabajo termiónico y geometría. Durante la generación de NO por medio del plasma, es deseable controlar el plasma de manera que únicamente sea emitido desde las almohadillas de electrodo. El diseño en la figura 44A muestra una almohadilla de electrodo 650 con un área más grande hacia el plasma (a la derecha en la imagen) y un extremo más pequeño hacia el sustrato. El extremo más pequeño está unido al sustrato por medio de soldadura, broncesoldadura, corrugado, ajuste a presión o algún otro medio. La almohadilla de electrodo puede ser creada al girar sobre un torno, EDM cable, vaciado u otro proceso.
El material de sustrato para los montajes de electrodo que se muestran en la figura 43 y 44A típicamente son metálicos. A diferencia de las bujías típicas que tienen un recubrimiento de níquel, las aplicaciones médicas requieren un metal más inerte. En algunas modalidades, se utiliza acero inoxidable, debido a su biocompatibilidad y
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- 107 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL capacidad de soldado a metales nobles. . En algunas modalidades, se utiliza titanio o una aleación de titanio, lo que proporciona beneficios en conductividad térmica, biocompatibilidad, susceptibilidad a soldado (temperatura de fusión alta) y ausencia de níquel y cromo (metales tóxicos).
La figura 44A muestra un montaje de electrodo con un cilindro alrededor de las almohadillas de electrodo. El cilindro proporciona una superficie para capturar materiales electrodepositados desde los electrodos que pueden ser sustituidos con los electrodos. Sin una superficie para capturar materiales electrodepositados, las paredes de la cámara de plasma pueden acumular suficientes materiales electrodepositados para ser eléctricamente conductores por lo que presentan un corto circuito para la electricidad y disminuye la generación de NO. Otras formas las cuales también sirven como un conector para materiales electrodepositados, incluyen una superficie plana 670 entre las almohadillas de electrodo 672 y el cuerpo de montaje 674, como se muestra en la figura 45, no obstante, una forma cerrada como un tubo o una extrusión cuadrada es el potencial más grande para disminuir cortos circuitos entre los electrodos. También se muestran en la figura 45 extensiones desde los electrodos que sirven como rasgos de enfriamiento. Estos rasgos de enfriamiento ayudan a evitar el sobrecalentamiento del electrodo lo que puede dar lugar a un
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL desgaste o daño aumentados a los materiales aislantes.
La figura 44B muestra el montaje de electrodo de la figura 44A con el aislamiento 656 alrededor de toda la longitud del electrodo excepto para la punta. En algunas modalidades, la punta se elabora de un metal noble, como por ejemplo iridio o platino. El aislamiento 656 alrededor del electrodo evita que el arco de plasma tenga contacto con los lados del electrodo cuando es energizado por lo que se controlan los tipos de materiales que pueden ser electrodepositados fuera del electrodo. Además, el electrodo incrementa la distancia de fuga eléctrica desde un electrodo a otro electrodo y de esta manera disminuye el potencial para un corto circuito.
La figura 44C muestra un montaje de electrodo 660 para uso en un dispositivo de generación de NO. El montaje 660 incluye dos electrodos 662, 664 elaborados de lámina metálica. En un extremo, los electrodos están conformados como un conector de lengüeta para conexión eléctrica. El marco aislante 666 proporciona aislamiento eléctrico entre los electrodos 662, 664 y mantiene la separación de electrodos. Las salientes alrededor de los conectores de lengüeta de electrodo proporcionan una superficie para un compartimiento para sellar contra, cuando se realiza una conexión eléctrica. Una saliente entre los dos resaltos en la superficie superior proporciona distancia de fuga adicional
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- 109 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL entre los dos electrodos. En el fondo de la figura, existe una estructura tubular 668 alrededor de la separación de electrodo. Esta estructura tubular proporciona una superficie para recibir materiales de electrodo electrodepositados. Al proporcionar una superficie de sacrificio para materiales electrodepositados, los materiales electrodepositados no se acumulan sobre la pared de cámara de plasma, lo que incrementa el potencial para un corto eléctrico debido a la fuga o la formación de arco directamente a la pared de cámara de plasma. La estructura tubular 668 se puede elaborar de ya sea un material eléctricamente aislante o un material eléctricamente conductor si se mantienen los espacios libres apropiados. El borde inferior de los electrodos muestra material adicional que actúa como una aleta de enfriamiento 669 en el flujo de aire de reactivo gaseoso para disipar calor desde los electrodos 662, 664 y minimiza la electrodeposición.
La generación de plasma puede generar radiación electromagnética considerable. La fuente más grande de emisiones es el circuito de alto voltaje y la actividad del plasma. El blindaje del circuito electrónico, los electrodos y la cámara de plasma ayuda a minimizar emisiones. Además, el acortamiento de la longitud de los alambres en el circuito de alto voltaje puede reducir emisiones. Para este fin, es benéfico combinar los electrodos y el transformador de alto
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL voltaje de manera que no haya longitud de alambre entre los dos que pueda actuar como una antena. La figura 46A muestra una combinación de montaje de electrodo y transformador de alto voltaje. El transformador de núcleo de hierro 680 se muestra, pero se pueden combinar otros tipos de transformadores con los electrodos 682 para reducir emisiones. En una modalidad, un esquema de conexión a tierra central que conecta la totalidad del chasis que blinda a los elementos y los une a DC conectado a tierra en un punto único absorbe el volumen de la radiación EMI y la conduce a tierra sin que sea reirradiada.
La figura 46B muestra un montaje de electrodo ejemplar 690 con un foco sobre maximizado de la fuga y las distancias de salto de chispa. En esta modalidad, la almohadilla de electrodo conectado a tierra 692 es más alta que la almohadilla de electrodo central para asegurar que el arco únicamente se produce a la almohadilla. En algunas modalidades, el electrodo conectado a tierra 696 mide un diámetro de 2 mm y una altura de 2 mm. La almohadilla de electrodo conectado a tierra 692 se sujeta a un electrodo conectado a tierra 696 por medio de soldadura, cobresoldadura u otro medio. En algunas modalidades, en electrodo conectado a tierra se elabora de acero inoxidable para minimizar el potencial de que entren partículas de níquel al producto gaseoso, no obstante, el acero al carbón, titanio u otros
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL materiales con un punto de fusión alto se han considerado. Ambas almohadillas de electrodo se elaboran de un material de punto de fusión alto, tal como iridio, platino o similar. La almohadilla de electrodo central puede ser más corta, por ejemplo como 1 mm debido al hecho de que existe aislamiento cerámico 698 alrededor del mismo que emita la formación de arco a materiales de sustrato.
La cubierta del montaje de electrodo que se muestra en la figura 46B se diseña para estar lejos de la separación de electrodo. Esto es para minimizar la susceptibilidad para formación de chispas laterales. En el ejemplo que se muestra, la distancia desde el electrodo central a la cubierta es más de tres veces la distancia de la separación de electrodo que forma arco desde el electrodo central directamente a la cubierta y es poco probable incluso en presencia de deposición del óxido de iridio sobre el aislante cerámico 698. Un anillo toroidal 700 proporciona un sello contra una superficie coincidente en una cámara de plasma o bloque de electrodo.
El electrodo conectado a tierra tiene una sección transversal asimétrica con la dimensión larga tangencial a la cubierta, por lo que se maximiza la distancia alejándose de la separación de electrodo. El electrodo conectado a tierra se sujeta a la cubierta de electrodo en la ubicación más exterior, lo que maximiza aún más la distancia desde la
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL separación de electrodo. El doblado del electrodo conectado a tierra es un doblado súbito para maximizar la distancia desde la separación de electrodo. En algunas modalidades (no mostradas), un material eléctricamente aislante como por ejemplo un polímero o material cerámico se colocan entre la separación de electrodo y el electrodo conectado a tierra. En algunas modalidades, el material aislante es un tubo o un recubrimiento que cubre la longitud del electrodo conectado a tierra.
El funcionamiento de los montajes de electrodo con o sin transformadores incrustados puede variar en producción respecto a la separación de electrodo, variación en el bobinado del transformador, variación en la conductividad . y otros factores. Una solución para resolver la variación de fabricación es incrustar información de calibración dentro del montaje de electrodo por medio de una RFID u otro dispositivo de memoria. Esta información de calibración puede consistir de una frecuencia resonante.
El desempeño del múltiple neumático dentro de un dispositivo de generación de NO también puede variar. En una modalidad, la información de calibración para el múltiple se incrusta dentro del múltiple y se utiliza por el programa del sistema comunicada para calcular los parámetros de generación de NO. La información puede ser incrustada en múltiple por RFID, un procesador con Bluetooth, código de barras,
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL dispositivo de memoria cableada u otros medios. La información de calibración puede consistir de uno o más de los siguientes tipos de información: un valor de restricción de flujo, información de calibración del sensor de presión, información de calibración del sensor de flujo, función de transferencia de orificio variable. El múltiple también puede tener datos de fabricación y uso incrustados y/o escritos en el mismo, tales como número de serie, número de lote, fecha de expiración, fecha de uso por primera vez, cantidad total de tiempo en funcionamiento, cantidad total de exposición de NO, etc.
El propósito del múltiple es dirigir el flujo de gas a través del sistema sin fugas. En una modalidad, el múltiple se elabora de metal, como por ejemplo aluminio, acero inoxidable o titanio, de manera que el múltiple puede actuar como un disipador térmico en el blindaje de EMI. En otra modalidad, el múltiple se elabora de un material polimérico como por ejemplo PEEK o teflón con el fin de proporcionar un material inerte en contacto con NO, NO2 y aire. Los múltiples poliméricos pueden ser revestidos o encapsulados de alguna otra manera y material conductor para propósitos de blindaje de EMI. En una modalidad, el múltiple es un diseño divido que se mantiene junto con sujetadores roscados con un junta entre las dos mitades. La junta se elabora de silicona, Tygon, fluorocarburo (FKM) u otro
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL material elastomérico compatible con NO. La compresión de la junta se protege de un apriete excesivo por topes positivos que controlan el nivel de compresión de junta. La compresión de la junta se realiza con paredes estrechas para minimizar la fuerza de sujeción sobre la junta y proporcionar compresión de junta uniforme. En otra modalidad, el múltiple se construye a partir de dos o más componentes que se sueldan juntos ultrasónicamente. Otros métodos de montaje de múltiple pueden incluir soldadura de placa caliente, soldadura láser, unión por disolvente, soldadura por RF y adhesivo UV, con base en los materiales seleccionados.
En algunas modalidades puede producirse generación de chispa lateral. La generación de chispa lateral es el término utilizado para los arcos que se producen entre un electrodo y una superficie que no es el electrodo. La formación chispas laterales se produce cuando la trayectoria eléctrica de la chispa a una superficie que no es el electrodo se vuelve de una impedancia menor que la trayectoria al electrodo. Cuando esto sucede, existe un cambio en la corriente de descarga y la forma de onda asociada con la descarga actual. La generación de chispa lateral puede indicar imperfecciones en la construcción de los electrodos. La formación de chispas laterales también puede producirse conforme el electrodo se desgasta al final de su vida útil. La formación de chispa de modo lateral es
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL indeseable por varios motivos: 1) descarga, además de en la separación de electrodo, es no determinística. Es decir, la energía de la descarga es diferente a la esperada y por lo tanto la producción de NO y NO<sub>2</sub> es impredecible, 2) la descarga a puntos diferentes a los electrodos generará electrodeposición sobre metales que no son el electrodo en la corriente de aire. Dependiendo de los materiales, las partículas electrodepositadas pueden ser potencialmente tóxicas, 3) la descarga sin control puede provocar la generación de niveles de corriente no seguros en el circuito de control lo cual puede dañar potencialmente el circuito.
Al detectar la presentación de generación de chispas lateral (o carencia de generación de chispas), se pueden evitar condiciones indeseables y/o peligrosas al conmutar a la línea de respaldo. En una modalidad, se detecta generación de chispas laterales al analizar el contenido de frecuencia de la corriente de entrada al transformador de alto voltaje. El plasma, cuando es albergado desde un flujo de aire directo, como en el caso del indexado de electrodo mencionado en otra parte en este texto, es más estable y carece de una estructura de alta frecuencia. De modo contrastante, la generación de chispas laterales puede tener un contenido de mayor frecuencia el cual se puede detectar. En otra modalidad, se aplica un filtro de paso alto a la señal de corriente de entrada. La señal sometida a filtro de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL paso alto es una media onda rectificada y comparada con una señal conocida. Las desviaciones de lo que se espera son indicaciones de generación de chispas laterales. En otra modalidad, el promedio de la corriente de entrada en el transformador de alto voltaje se compara con un intervalo esperado de valores. La corriente debajo de este intervalo puede indicar generación de chispa lateral debido a que el plasma ha encontrado trayectoria de menor resistencia. La corriente por encima de este intervalo indica una ausencia de generación de chispa debido a que la energía generada por el circuito de control no está siendo suministrada al plasma y de manera que el control incrementará la corriente para intentar forzar la descomposición. En otra modalidad, se detecta generar chispas laterales por una declinación súbita en la producción de NO, como se indica por los sensores de No y/o NO<sub>2</sub> gaseoso. En algunas modalidades, el controlador, ante la detección de generación de chispas laterales, apagará las chispas en un intento de reiniciar. Si el reinicio de descarga de plasma no tiene éxito, el controlador cambiará al circuito de respaldo de generación de NO.
Diseño de Electrodo
En algunas modalidades, el sistema puede incluir un primero y segundo electrodos individuales. En algunas modalidades, el sistema puede incluir electrodos sustituibles por el usuario. Para facilitar la sustitución de electrodos,
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL los electrodos se pueden configurar en un montaje de electrodo. Esto permite que una separación de electrodo preestablecida que el usuario no necesita establecer o ajustar. En algunas modalidades, el montaje de electrodo incluye una cámara de plasma con una entrada para reactivo gaseoso y una salida para gases de producto.
Conforme los electrodos se desgastan, el material de electrodo puede electrorrevestirse sobre las superficies cercanas. Por ejemplo, con óxido de iridio, los materiales electrodepositados son eléctricamente conductores. Esto puede generar un corto circuito que conduce electricidad a lo largo de la superficie de la cámara de plasma y/o al montaje de electrodo en vez de hacerlo a través de una separación de aire. En algunas modalidades, un montaje de electrodo puede incluir una superficie para recolectar material de electrodo electrodepositado. Esta superficie se refresca cuando el montaje de electrodo es sustituido. En algunas modalidades, existe una superficie sustituible dentro del múltiple que puede ser cambiada según se necesite. En algunas modalidades, la cámara de plasma es sustituible. En algunas modalidades, la cámara de plasma está integrada en el montaje de electrodo.
En el caso de que exista un corto a lo largo de la superficie en vez de a través de la separación de aire, el sistema de control puede detectar este tipo de fuga al
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL analizar la integridad de la señal de corriente DC a la lógica proporcionada al circuito de conmutación en el extremo frontal del generador de alto voltaje. Durante generación de chispas anormales, la corriente encuentra una trayectoria de menor resistencia a lo largo de los lados del electrodo. En algunas modalidades, el sistema monitorea desplazamientos en el nivel de los picos de corriente con el fin de detectar eventos de generación de chispas anormales.
Con base en el material de almohadilla de electrodo y el material de sustrato de electrodo que se seleccione, es posible que el sustrato de electrodo pueda tener una función de trabajo menor (es decir, susceptibilidad a conducir electricidad) en comparación con el material de almohadilla de electrodo. En este caso, un arco eléctrico que abarca una separación en dos almohadillas de electrodo pueden desplazarse una distancia más larga para aterrizar directamente sobre el material de sustrato de electrodo en vez de un material de almohadilla de electrodo. En algunas modalidades, la longitud de almohadilla de electrodo puede ser suficientemente grande de manera que el arco no alcanzará al material de sustrato de electrodo. En algunas modalidades, la almohadilla de electrodo puede estar conformada como un hongo con una cabeza grande orientada hacia la separación de electrodo, pero de esta manera presentar únicamente material de almohadilla de electrodo al arco. En algunas modalidades,
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL
- 119 se coloca un separador entre el electrodo conectado a tierra y la almohadilla de electrodo en donde el espacio tiene un diámetro más pequeño que la almohadilla de electrodo (figura 42) . El diseño de electrodo que se muestra en la figura 42 blinda la interconexión soldada entre la punta de electrodo y el sustrato de electrodo evitando la formación de arco. El separador se conecta a la almohadilla de electrodo con soldadura láser, cobresoldadura u otro medio para unir los materiales. Con este diseño, es menos probable que un arco tenga contacto con la soldadura y el material de sustrato de electrodo conectado a tierra, disminuyendo el potencial de introducir materiales en la corriente de aire además del material de la punta de electrodo.
En algunas modalidades, se pueden usar metales nobles para material de almohadilla de electrodo debido a que tienen temperaturas de fusión altas y generan relaciones más altas de NO/NO2. En algunas modalidades, se pueden usar los metales nobles y se pueden conectar a otros materiales de sustrato, produciendo un electrodo compuesto. Se pueden seleccionar una diversidad de materiales de sustrato, tomando diversos factores en consideración, que incluyen pero que no se limitan a seguridad en el caso de que un arco se ponga en contacto, biocompatibilidad, susceptibilidad a soldadura y costo.
En algunas modalidades, el material de sustrato se
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL elabora de titanio el cual proporciona ventajas en biocompatibilidad y susceptibilidad de soldado (temperatura de fusión alta) con respecto a los materiales de sustrato más comunes. En algunas modalidades, se utiliza acero inoxidable como un material de sustrato el cual proporciona una ventaja mínima respecto a no contener níquel.
Vida de Servicio del Electrodo
Los electrodos pueden fallar en una variedad de formas, que incluyen desgaste excesivo que incrementa la separación sobrepasando la distancia utilizable y deposición de materiales eléctricamente conductores sobre superficies adyacentes que pueden proporcionar una vía para un corto. En algunas modalidades, el sistema de generación de NO tiene la capacidad de detectar un electrodo fallido/conjunto de electrodos y detener el uso de un electrodo que no está funcionando apropiadamente.
Existe una diversidad de maneras para que el sistema detecte una falla de electrodo. Por ejemplo, una falla de un electrodo se puede detectar al analizar la corriente que se desplaza a través del circuito de alto voltaje. La corriente eléctrica a través del circuito de alto voltaje típicamente es muy brillosa (múltiples frecuencias presentes) durante una descarga eléctrica normal. De modo contrastante, una descarga eléctrica que se desplaza a lo largo de la superficie (corto) tendrá una señal más limpia
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL (contenido de menos frecuencia). Este es un evento detectable y puede ser utilizado como criterio para retirar un electrodo de servicio. La forma de onda de la corriente de descarga es un indicador de en qué lugar aterriza la descarga. En algunas modalidades, la forma de onda actual se puede utilizar como un activador para sustitución de electrodo o programar mantenimiento. En algunas modalidades, el sistema detiene el uso de un electrodo particular después de un número predeterminado de descargas perdidas o descargas que no se desplazan a través de la separación de electrodo.
Circuito de Alto Voltaje
En algunas modalidades se utiliza corriente alterna (AC, por sus siglas en inglés) en los electrodos. Esto mejora la eficiencia eléctrica, reduce el peso e incluso el desgaste del electrodo. Además, la protección eléctrica del usuario (medios de protección de operador, MOOP, por sus siglas en inglés) se reduce a un voltaje AC debido a que el voltaje pico requerido para descarga eléctrica con el voltaje AC tiene la mitad de la magnitud de un alto voltaje DC equivalente requerido. Esto es debido a que el voltaje de AC tiene un pico positivo y uno negativo. En algunas modalidades, la corriente alterna de bajo voltaje (~ 16 VAC) se suministra al bobinado primario de un transformador y el bobinado secundario genera una salida de aproximadamente 7 kVAC. En otras modalidades, el voltaje de entrada puede
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL variar de 6 VAC a 100 VAC.
La frecuencia del voltaje AC es una variable adicional que puede ser controlada por el sistema. Para eficiencia eléctrica óptima, un dispositivo de generación de NO puede barrer a través de muchas frecuencias para determinar una frecuencia resonante del circuito de alto voltaje. La ventaja de este enfoque es que puedes tomar en consideración de variación de fabricación en el transformador, electrodos, cableado, etc. así como desgaste del electrodo. En una modalidad, la frecuencia de voltaje de AC se determina al seleccionar la frecuencia asociada con la cantidad máxima (resonante) de la corriente en el circuito antes de que se produzca la descarga eléctrica a través de los electrodos. La frecuencia resonante real varía con el sistema eléctrico y el nivel de desgaste en el circuito de alto voltaje.
En una modalidad, la frecuencia resonante se presenta en el intervalo de 80 kHz a 150 kHz. En una modalidad, un intervalo más estrecho de frecuencia es buscado, 115 kHz a 130 kHz, por ejemplo, para reducir la cantidad de tiempo para conducir el barrido de frecuencia resonante. La búsqueda para resonancia de un circuito de alto voltaje se puede realizar en cualquier momento cuando el sistema de generación de NO es encendido. En una modalidad, la frecuencia resonante se determina únicamente en el
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL encendido. En otra modalidad, la frecuencia resonante se determina al inicio del tratamiento de un paciente. En una modalidad, la frecuencia resonante se determina con cada inspiración del paciente. En una modalidad, el sistema busca para la primera frecuencia armónica. En algunas modalidades, el sistema busca para una frecuencia armónica. En algunas modalidades, la frecuencia resonante se mide y almacena en la memoria. La frecuencia resonante no cambia de modo significativo de un usuario a otro. Ante el siguiente encendido, la frecuencia se lee de la memoria en vez de ser reestablecida, lo que permite un arranque más rápido. En algunas modalidades, la frecuencia resonante se reestablece y actualiza periódicamente.
CONTROLADOR
Como se ha explicado en lo anterior, el sistema de generación de NO incluye un controlador que está configurado para controlar la producción de NO por una o más cámaras de plasma, por ejemplo, al controlar la generación de chispa de uno o más electrodos en las cámaras de plasma.
El controlador está comprendido de un recinto que alberga diversos componentes. Se entenderá que una persona habitualmente experta en el ámbito que varias combinaciones de estos componentes pueden estar presentes en el controlador. Además, pueden existir más de uno de algunos de los componentes dentro del recinto, dependiendo de su
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL producción de NO crítica o continua.
El recinto alberga los componentes internos del controlador y los protege de caídas así como de programas mecánicos e ingreso de fluido. En algunas modalidades en las cuales el sistema incluye uno o más cartuchos (como se explicará con mayor detalle más adelante), el recinto también puede incluir rasgos para acoplar el cartucho. En algunas modalidades, los recintos incluyen por lo menos una ranura de cartucho que está configurada para interconexión mecánicamente con el cartucho de una manera que asegura que el cartucho es removible y que está colocado correctamente en relación al controlador y evita que el cartucho sea insertado inadecuadamente, por ejemplo volteado de cabeza o ladeado. El recinto y la ranura de cartucho pueden incluir rasgos para proteger al cartucho y a la ranura de cartucho. Por ejemplo, la ranura de cartucho puede incluir una puerta pasiva o activa que cubra la ranura de cartucho para evitar daños mecánicos y/o acceso de fluido a las porciones internas del controlador. La puerta puede incluir un resorte u otro mecanismo de desviación de manera que la puerta pueda ser desviada para que se encuentre en una posición cerrada. En una modalidad, la puerta puede ser configurada para cerrarse completamente cuando el cartucho sea insertado por completo en la ranura de cartucho.
Las figuras 47A y 47B muestran una modalidad de un
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL recinto de controlador 710 y su contenido. El aire fluye a través del recinto y se mueve por medio de un ventilador 712 que abastece de aire desde un cartucho 714. El controlador del recinto del recinto incluye uno o más sensores 716, una salida 718 y una ventilación 732, un interruptor de energía 722, un fusible 724 y un controlador de energía 726. Las baterías 736 también se incluyen como una fuente de energía adicional. Uno o más circuitos de alto voltaje 72 8 y una conexión a tierra 720 también se incluyen en el recinto controlador 710. El recinto 710 también incluye una pantalla 715 que está configurada para comunicar y presentar información al usuario respecto a la producción de NO e información del paciente.
El controlador acepta energía AC de todas las fuentes de energía AC y convierte la energía en un voltaje DC utilizando un transformador convencional. El controlador dado que incluye una entrada de energía DC que pueda aceptar 12V o 24V para asegurar energización adecuada cuando opera en un avión, ambulancia o helicóptero. La entrada de energía de DC también se puede utilizar para recibir energía desde un dispositivo de batería externa para transporte extendido del paciente. La batería externa se puede conectar al recinto controlador para facilitar transporte.
El controlador también puede incluir una o más baterías para generación de NO en ausencia de energía de una
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL pared. Múltiples baterías, por ejemplo dos baterías, se pueden utilizar para redundancia. Por ejemplo, la duración de la operación de cada batería puede ser 30 minutos.
El controlador incluye un circuito de control que recibe y procesa información en relación al sistema de generación de NO (por ejemplo, desde un cartucho si se está utilizando uno) y el paciente es tratado con NO. El controlador usa esta información para determinar uno o más parámetros de control que pueden ser comunicados a la cámara de plasma para controlar la concentración de NO en el producto gaseoso producido en las cámaras de plasma. En algunas modalidades, el circuito de control recibe y/o procesa información en relación a la información de sensor y recibe entradas del usuario. El circuito controlador también puede enviar y/o recibir información hacia y desde una interfaz de usuario puede controlar la producción de NO al determinar un caudal de gas de la cámara de plasma y/o una frecuencia de la AC del circuito de control de forma de onda y/o un ciclo de trabajo de la AC del circuito de control en forma de onda, y/o la frecuencia de pulso de descarga y/o el ciclo de trabajo de pulso de la actividad de plasma y/o la cuenta de descarga y/o un período de descarga y/o un ciclo de trabajo de descarga.
Como se muestra en la figura 48, un dispositivo de generación y suministro de NO puede proporcionar NO durante
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL la inspiración utilizando un pulso de concentración constante 737 o un pulso con concentración dinámica 738. En una modalidad utilizando la concentración dinámica 738, la concentración de gases en un volumen inicial de un pulso de NO son mayores que la concentración en el resto del volumen en el pulso de NO. Al variar la concentración dentro de un pulso, la dosis suministrada puede variar dentro de la anatomía de un paciente (pulmones, vías respiratorias, etc.). Una ventaja de este enfoque es que las regiones del pulmón con mayor intercambio de aire que normalmente se llenan primero durante la inspiración recibirán de modo preferencial más NO. En una modalidad, la concentración dentro de un pulso se hace variar al alterar los parámetros de plasma (potencia, frecuencia, ciclo de trabajo, etc.) con un flujo pulsátil a través de la cámara de plasma. En otra modalidad, los parámetros de plasma permanecen constantes y un flujo a través de la cámara de plasma se hace variar para generar variaciones en la concentración dentro de la corriente de producto gaseoso. En otra modalidad, tanto los parámetros de plasma como los parámetros de flujo se hacen variar para producir variación de concentración dentro de un pulso de NO suministrado.
En algunas modalidades, un circuito de vigilancia también se puede incluir en el controlador y se puede utilizar para monitorear la función del programa de control y
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL los circuitos de alto voltaje. El circuito de vigilancia puede generar alarmas en caso de un evento o condición de alarma. La creación de una alarma no detendrá el tratamiento a un paciente dado que la pausa en el tratamiento puede potencialmente dañar al paciente. Se pueden incluir medidas de seguridad en el caso de una falla de circuito de control. Por ejemplo, en el caso de una falla de programa de control, un zumbador piezoeléctrico con una batería dedicada se hace sonar para llamar la atención al usuario. En algunas modalidades, un sistema puede advertir al usuario si el flujo a través del dispositivo se detecta y no se ha iniciado NO. Esto se aplica tanto al circuito ventilador como al circuito de bolsa.
En algunas modalidades, un cartucho puede incluir un dispositivo de memoria. El dispositivo de memoria puede tener una diversidad de usos. Por ejemplo, el dispositivo de memoria incluye información que identifica el tipo de cartucho para disminuir errores de uso. La comunicación al dispositivo de memoria se puede estar en contacto eléctrico directo con el cartucho o a través de un medio inalámbrico, como por ejemplo RFID. En algunas modalidades, la información en el dispositivo de memoria y las comunicaciones hacia y desde el dispositivo de memoria están encriptados para asegurar seguridad de datos y evitar uso indebido. En algunas modalidades, un microprocesador real, sensores y/o memoria
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL pueden ser colocados en el cartucho. En algunas modalidades, un microprocesador, sensores y/o memoria están separados del cartucho y se pueden comunicar con el cartucho inalámbricamente o a través de una conexión cableada.
En algunas modalidades, que utilizan un cartucho, la memoria se puede utilizar para almacenar información en relación a las diversas opciones de cartucho. Por ejemplo, al conocer qué clase de cartucho está insertado, el controlador puede utilizar la información almacenable en la memoria para buscar los requerimientos de calibración correspondientes para medición de flujo del ventilador, vida del cartucho, límites de ajuste de NO, vida del electrodo y otros parámetros asociados con el cartucho. El dispositivo de memoria puede ser transferido de un controlador a otro segundo controlador, por ejemplo, para transporte. El dispositivo de memoria puede capturar el ajuste de tratamiento, números de moléculas de NO que fluyen a su través, números de moléculas de NO2 que fluyen a su través, registros de alarma, registros de tratamiento y antecedentes del paciente, por ejemplo. El beneficio de entender el número de moléculas de NO y/o NO2 que fluyen a través del cartucho eliminador es que la duración de servicio puede ser determinada con mayor precisión en comparación con un método basado en tiempo, permitiendo al cartucho eliminador ser utilizado de manera más completa antes de su desechado. En
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL una modalidad, el volumen de gas que contiene NO que fluye a través del cartucho se describe al dispositivo de memoria.
En algunas modalidades, el número de descargas de plasma que se producen durante el tiempo en que el eliminador ha sido insertado se escriben en el cartucho. Para cartuchos eliminadores con más de una trayectoria de eliminador, la cantidad de uso de cada trayectoria se almacena independientemente en el dispositivo de memoria de cartucho. En una modalidad, el dispositivo de memoria se utiliza para marcar si el cartucho ha sido o no insertado en un controlador.
Diversos tipos de información se pueden describir al dispositivo de memoria durante el proceso de fabricación. Por ejemplo, la información escrita en un dispositivo de memoria durante la fabricación del cartucho puede incluir, pero no se limita a información en relación al número de partes, ID del fabricante, fecha de fabricación, fecha de expiración, número de serie, número de lote y constantes de calibración para medición de flujo, medición de presión u otras capacidades de detección del cartucho. Información escrita y leída desde el dispositivo de memoria durante el tratamiento puede incluir pero no se limita a cuenta de generación de chispas para un primer montaje de electrodo (A), cuenta de generación de chispas para un segundo montaje de electrodo (B), fecha de uso por primera vez, tiempo de uso
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL acumulado, información de grupo de usuarios como Neo (neonatal), Ped (pediátrico) o Adt (adulto), número de serie en que fue utilizado el cartucho controlador por primera vez, y número de serie del último cartucho controlador que se utilizó. Un RFID de cartucho puede almacenar información que incluye pero que no se limita a estado usado/nuevo, los últimos ajustes de controlador utilizados como por ejemplo ppm de NO deseados, velocidad de descarga de plasma y/o ciclo de trabajo de plasma (para transferencia a otro controlador para transporte), antecedentes de alarma para un tratamiento de un paciente, datos de tendencia del paciente para FIO<sub>2</sub>, SpO<sub>2</sub>, ajuste de nivel de NO, nivel de NO medido, nivel de O<sub>2 </sub>medido, nivel de NO<sub>2</sub> medido, notas de caso de usuario . y anotaciones (para transferencia a otro controlador para transporte). Un programa de reciclado de cartucho se puede implementar para desechar de manera responsable los cartuchos pero también para proporcionar datos respecto a cómo son utilizados los cartuchos en el campo.
La figura 143 muestra la arquitectura de elementos físicos de un sistema de generación y suministro de NO, con redundancia. El tablero de control principal (MCB, por sus siglas en inglés) 1770 tiene dos subsistemas en forma de control y monitoreo del usuario (UCM) 1772 y control de energía y vigilancia (PCW) 1774. El UCM 1172 desde la parte superior derecha en sentido contrario de las manecillas del
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL reloj conecta un panel táctil de montaje de pantalla 1776, bombas de sistema 1778 y antenas 1780 para un subsistema RFID y un subsistema WI-FI. Existe una línea colectiva I2C 1782 que atraviesa el controlador del sistema al paquete sensor de gas 1784. Esto permite a la UCM recolectar datos de sensor, datos de trampa de agua, presión de paquete sensor y flujo y proporciona control de la bomba de línea de muestra.
Existe un módulo GSM y un módulo USB externos a MCB/UCM, una función para llamar a una enfermera y ventiladores de enfriamiento controlados de velocidad múltiple dentro del sistema. Externo al MCB, la temperatura del recinto se mide y se utiliza un altavoz para alarmas audibles. En el fondo del MCB, existen conexiones hasta para dos tableros GDN 1786, 1788. El lado izquierdo de la figura muestra la conectividad a PCW y la funcionalidad en ese lugar. Existe una indicación de puerta abierta para servicio. Se proporcionan dos baterías para redundancia que se pueden cargar y drenar simultáneamente o de manera secuencial. En el caso de que falle una batería, el sistema puede extraer energía suficiente desde la segunda batería para continuar el tratamiento. Existe una entrada de DC, una entrada de energía AC y una indicación en la posición del conmutador. Interno al módulo PCW se encuentra un zumbador piezoeléctrico que permite que alarmas de audio durante la catástrofe de un sistema. Existe LED para indicadores de estado, la
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL disponibilidad de potencia y alarmas. Un circuito flexible que contiene los LED (no mostrado) se conecta al MCB y se extiende alrededor de la superficie interior de la manija para iluminar la barra de iluminación dentro de la manija para transferir el estado del sistema.
Los sensores internos de UCM miden a luz ambiente, la humedad del ambiente, orientación, temperatura interna y humedad interna. Existe un almacenamiento instantáneo MMC y DRAM. Una USB 4 de alta velocidad con puerto de cubo también se muestra.
La figura 144 es una modalidad de un tablero de generación y suministro de NO (GDN) 1790. De izquierda a derecha, el GDN recibe instrucciones desde la UCM como por ejemplo ajustes de tratamiento. El GDN controla sobre la bomba de gas reactiva de sistema. El GDN proporciona acondicionamiento de energía adicional para los sensores externos y componentes del sistema. El circuito primario resonante conecta al transformador el cual a su vez se conecta a los electrodos de plasma. Los sensores y componentes de sistemas externos se conectan al múltiple 1792 para controlar apropiadamente el flujo de los diversos gases. Existe un eliminador/cartucho de filtro 1794 conectado al múltiple 1792 que remueve contaminantes del sistema y/o para la creación de NO. Existen sensores en el cartucho ventilador 1796 para asegurar el flujo asociado con los ventiladores en
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL la respiración manual (empaquetamiento).
PARÁMETROS DE CONTROL
Como se explica en lo anterior, diversa información en relación al sistema, que incluye información acerca del producto gaseoso, reactivo gaseoso y el paciente se pueden utilizar por el controlador como parámetros de control para controlar la producción de NO por el sistema de generación de NO.
Los parámetros de plasma pueden afectar diversos aspectos de la generación de NO y son controlados por los parámetros de control, que incluyen pero que no se limitan a:
• Circuito de control de forma de onda de frecuencia AC - este es la señal de frecuencia del control utilizada para generar corriente AC del plasma. Se utiliza para ajustar la resonancia del circuito de alto voltaje.
• Ciclo de trabajo de AC del circuito de control de forma de onda - este es el ciclo de trabajo de la señal de control utilizada para generar la corriente AC del plasma. Esto se utiliza para definir la forma de la corriente de AC para controlar el contenido de energía de una armónica del circuito de alto voltaje.
• Pulso de descarga - un evento de plasma, también denominado como pulso • Frecuencia de pulso de descarga - el inverso el tiempo entre descargas (1/período de pulso)
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL • Período de pulso - longitud de tiempo desde el inicio de un evento de plasma al inicio del siguiente • Ciclo de trabajo de pulso - porción del período de descarga en que la descarga eléctrica está ENCENDIDA.
• Retraso de plasma - duración de tiempo entre la activación de alto voltaje y la generación de plasma real. Este el tiempo que se requiere para gas entre los electrodos se ionice y se descomponga. Este parámetro varía con la temperatura del electrodo. Mediante la generación de descargas para mantener los electrodos calientes, el retraso de plasma se puede minimizar.
• Potencia de descarga - el producto de diferencia de potencial (V) y corriente (A) entre los electrodos durante una descarga.
• Descargas - grupos de impulsos separados estrechamente • Cuenta de pulsos - número de pulsos en una descarga • Período de descarga - tiempo transcurrido entre el inicio de los eventos de descarga • Ciclo de trabajo de descarga - por ciento de tiempo durante el período de descarga que se permite que los pulsos se produzcan. En una modalidad, este parámetro se utiliza para generar niveles extremadamente bajos de No al
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL disminuir el ciclo de trabajo (es decir, separar las descargas) • Frecuencia de descarga - número de descargas por segundo que se producen
Algoritmo de generación de NO
El sistema de generación de NO puede variar la velocidad en que las moléculas de NO/tiempo basado en una o más parámetros de control de entrada. Las entradas al algoritmo de generación de NO pueden ser uno o más de los siguientes parámetros que se pueden utilizar para controlar la generación/concentración de NO en un producto gaseoso producido en una o más cámaras de plasma:
• Tratamiento conconmitante (ventilador, CPAP, ECMO, anestesia, respiración manual, etc.) parámetros: flujo, presión, temperatura del gas, humedad del gas. Estos parámetros se pueden medir por el dispositivo de generación de NO o se pueden enviar al dispositivo de generación de NO por comunicación analógica o digital.
• Parámetros del paciente: flujo de inspiración, SpO<sub>2</sub>, detección de respiración, volumen corriente, volumen mínimo, NO<sub>2</sub> expiratorio, etC<sub>2</sub>. · Parámetros del ambiente circundante: temperatura ambiente, presión ambiente, humedad ambiente, NO ambiente, NO<sub>2</sub> ambiente.
• Parámetros del dispositivo: presión de cámara de plasma, flujo de cámara de plasma, temperatura de cámara
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL de plasma, humedad de cámara de plasma, temperatura de electrodo, tipo de electrodo, separación de electrodo.
• Parámetros de tratamiento con NO: concentración objetivo de NO, concentración indicada de NO, concentración indicada de NO<sub>2</sub>. En algunas modalidades, el algoritmo de generación de NO puede utilizar la humedad y la composición del gas, detectar del gas reactivo para mejorar los cálculos de caudal en moles del reactivo gaseoso y/o del gas de inspiración.
Salidas del algoritmo de generación de NO
En algunas modalidades, el sistema controla el flujo del gas reactivo a través de la cámara de plasma, y todos los demás ajustes tales como la frecuencia de plasma, duración de plasma, ciclo de trabajo de plasma, energía de plasma, cuenta de descargas, etc. son constantes.
La tabla siguiente (tabla 1) muestra algunos algoritmos de control de plasma. La variable significa que el parámetro se puede ajustar en tiempo real en cualquier punto en el tratamiento. Se entenderá que no todas las posibles combinaciones de parámetros de control se muestran en la tabla.
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TABLA 1
<td> parámetro</td><td> Alg 1</td><td> Alg 2</td><td> Alg 3</td><td> Alg 4</td><td> Alg 5</td><td> Alg 6</td>
<td> flujo de reactivo gaseoso</td><td> variable</td><td> variable</td><td> variable</td><td> variable</td><td> constante</td><td> constante</td>
<td> frecuencia de descarga</td><td> constante</td><td> constante</td><td> variable</td><td> constante</td><td> constante</td><td> constante</td>
<td> ciclo de trabajo de descarga</td><td> constante</td><td> variable</td><td> constante</td><td> variable</td><td> variable</td><td></td>
<td> potencia de descarga</td><td> constante</td><td> variable</td><td> variable</td><td> variable</td><td> variable</td><td> variable</td>
<td> ciclo de trabajo de pulso</td><td> constante</td><td> variable</td><td> variable</td><td> variable</td><td> variable</td><td> constante</td>
<td> cuenta de descarga</td><td> constante</td><td> -</td><td> variable</td><td> variable</td><td> -</td><td> -</td>
<td> duración de descarga</td><td> constante</td><td> -</td><td> constante</td><td> variable</td><td> -</td><td> -</td>
<td> frecuencia de descarga</td><td> constante</td><td> -</td><td> variable</td><td> constante</td><td> -</td><td> -</td>
<td> ciclo de trabajo de descarga</td><td> constante</td><td></td><td> variable</td><td> variable</td><td></td><td></td>
En algunas modalidades, el sistema de generación de
NO selecciona parámetros de control de plasma para minimizar la salida de NO2. Si existe un intervalo de parámetros con una salida igual de NO2, entonces los parámetros se seleccionan en base en minimizar el consumo de energía eléctrica. En algunas modalidades, el control de plasma y/o
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL los parámetros de flujo de gas se seleccionan de manera que la salida del dispositivo de generación de NO está en una concentración constante de NO de manera que el desempeño es similar al de una toma de NO con una concentración constante de NO. En algunas modalidades, los parámetros de control* de plasma y/o gas se seleccionan de manera que las concentraciones de salida de NO del dispositivo de generación de NO siguen un perfil de concentración predeterminado con el tiempo.
Flujo de inspiración
En algunas modalidades, el controlador mide el flujo del aire inspirado con el fin de calcular la cantidad de óxido nítrico requerida para obtener la concentración prescrita de NO. Esto se puede obtener utilizando una diversidad de técnicas, por ejemplo, con el uso de un sensor de flujo de aire de inspiración. En otra modalidad, este flujo se puede medir al medir una presión dentro de la extremidad de inspiración como un sustituto para el flujo, que tiene la entrada de usuario del caudal de inspiración dentro del controlador y recibir la información del caudal a través de conexión cableada o inalámbrica desde el ventilador u otro dispositivo que esté generando/midiendo el flujo.
El flujo se puede medir en una diversidad de maneras. En algunas modalidades, el flujo se mide por una medición de una caída de presión a través de restricción de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL flujo dentro del flujo de aire por un sensor de presión localizado dentro del controlador. En algunas modalidades, el flujo se mide por una medición de la caída de presión a través de una restricción de flujo dentro del flujo de aire por un sensor de presión localizado dentro del cartucho desechable. En algunas modalidades, el flujo se mide por una medición por medio de un alambre calentado. En algunas modalidades, el flujo se mide por una medición por medio de un termistor calentado. En algunas modalidades, el flujo se mide por un medidor de flujo de masa térmica que utiliza un par de sensores de temperatura, tales como termopares, o detectores de temperatura de resistencia (RTD, por sus siglas en inglés).
El sistema también puede incluir una o más bombas de aire de tratamiento. El aire de tratamiento consiste de un flujo de aire suficiente para la generación de NO en una aplicación de corriente lateral o corriente principal. El aire de tratamiento puede ser un subconjunto de aire que respira un paciente y que se mezcla con el flujo principal de aire antes de su inspiración por el paciente.
Las bombas de aire se necesitan para abastecer aire atmosférico y dirigirlo a la cámara de plasma. La medición de flujo de aire a la cámara de plasma asegura que las bombas de aire sean funcionales. En algunas modalidades, esta medición se realiza con un termistor calentado, no obstante, otras
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL técnicas de medición de flujo como por ejemplo las diferencias de presión a través de una resistencia de flujo son igualmente eficaces. La velocidad de la bomba de aire objetivo puede ser una función de nivel prescrito de NO, el caudal de aire de inspiración, la temperatura de aire, la presión de aire, la humedad de aire y/u otros factores. En una modalidad, los caudales de gas aparecen en una o más tablas de búsqueda en base en los moles deseados de NO/min que se desean así como el listado variable anterior.
En algunas modalidades, el caudal de gas medido en el circuito del ventilador proporciona una entrada para determinar la velocidad de bomba de aire y/o el caudal de reactivo gaseoso para generación de NO. Una ventaja de esta solución es que funciona bien con un paciente que respira espontáneamente, asegurando que el sistema incrementa la producción de NO para coincidir con cada respiración.
El intervalo de caudales de aire puede variar, por ejemplo, de 0 a 15 Ipm con un objetivo de mantener flujos de aire a través de la cámara de plasma menores que o iguales a 10% del flujo de aire de inspiración de la corriente principal. Las bombas de aire pueden ser casi de cualquier tipo y que incluyen, pero que no se limitan a diafragmas, bombas centrífugas, ventiladores, sopladores, bombas de vaivén, de engranaje y otros diseños. En algunas modalidades, la bomba puede evitar el flujo de aire pasivo a través de la
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- 142 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL bomba cuando la bomba está apagada, lo cual eliminará el sistema de generación de óxido nítrico presentando una fuga al circuito ventilador. Un ejemplo de una bomba que satisface este criterio es una bomba de diafragma. En algunas modalidades, se utiliza una bomba para llenar un depósito a caudales que varían de 0 a 6 Ipm mientras que los flujos que salen del depósito varían de 0 a 15 lpm. Caudales altos que salen de un depósito pueden ser de corta duración, con base en el volumen del depósito.
En el caso de que una bomba no evite el flujo de gas pasivo cuando está apagada, se puede colocar una válvula en serie con la bomba para bloquear el flujo de aire pasivo desde el circuito de ventilación a la atmósfera. En algunas modalidades, la válvula requeriría que la energía se cerrara (abierta cuando está apagada) de manera que cualquier falla de la válvula no evitaría el suministro de óxido nítrico al paciente. Las válvulas pasivas, que incluyen pero que no se limitan a válvulas de retención, válvulas de pico de pato y válvulas de deslizamiento cruzado también pueden funcionar en algunas aplicaciones.
En algunas modalidades, el suministro de NO a través de una cánula nasal, una pausa en el tratamiento puede permitir que el NO residual en el tubo de cánula nasal se convierta en NO2. Cuando se reanuda el tratamiento, el NO2 residual se puede empujar al interior del paciente. Una
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL solución a esto es que para la bomba de aire funcione brevemente en reversa cuando se reanuda el tratamiento jalando aire que potencialmente arrastre NO2 desde de la cánula nasal al interior del eliminador. La bomba de aire puede funcionar en reversa durante un tiempo suficiente de manera que el volumen de aire dentro de la cánula nasal sea cambiado con aires. En ese punto, la bomba de aire puede conmutar hacia un flujo hacia adelante y ser actividad de plasma para suministrar NO al paciente.
Debe hacerse notar que algunos tipos de bombas como por ejemplo las bombas de diafragma son por pulsos, porlo que introducen pulsos en el flujo de aire. Dado quela producción de NO es una función de la densidad del aire, se colige que los reactivos gaseosos a una presión más alta suministran más N2 y O2 dentro del plasma, por lo quese genera más NO para una descarga de plasma dada. Cuandola presión del reactivo gaseoso varía, como es el caso inmediatamente después de una bomba de diafragma, los niveles de producción de NO también variarán con la presión. Se colige que un nivel más alto de consistencia de producción de NO se puede obtener cuando se minimiza la condición por pulsos de la corriente de reactivo gaseoso. Existen medios neumáticos para disminuir la condición por pulsos de la presión corriente abajo desde una bomba, como por ejemplo utilizar un orificio de flujo crítico, un diafragma, un
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL acumulador o un tubo de pared flexible como por ejemplo un tubo elastomérico.
En una modalidad, la condición pulsátil de la bomba u otros tipos de fluctuación de presión dentro del reactivo gaseoso es detectado con un sensor de presión, micrófono, sensor de fuerza, calibrador de tensión, manómetro u otro tipo de sensor de presión y se utiliza para determinar la sincronización de actividad de plasma. En algunas modalidades, un sistema de generación de NO genera plasma al mismo tiempo que el ciclo de pulso de bomba para generar una producción de NO más consistentes.
El sistema también puede incluir una o más válvulas de muestra de gas. El controlador puede utilizar una válvula manual o controlada por un programa para seleccionar entre el abastecimiento de gas de la línea de muestra y desde la atmósfera para facilitar el abastecimiento de aire limpio para propósitos de calibración. En algunas modalidades, se usa una válvula solenoide para seleccionar la fuente para el gas, no obstante, se entenderá que se pueden usar otros tipos de válvulas para realizar esta función. En algunas modalidades, el controlador puede utilizar una válvula para seleccionar entre abastecimientos de gas desde un cartucho o directamente desde una cámara de plasma. El gas abastecido directamente desde la cámara de plasma puede tener NO y NO2 en cantidades conocidas, para propósitos de calibración.
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El sistema también puede compensar la variación en diversas condiciones ambientales que incluyen pero que no se limitan a humedad, elevación, presión y temperatura utilizando medición de presión ambiente y/o medición de presión en la cámara de generación de chispas. Por ejemplo, el aire húmedo es menos denso que el aire seco. No obstante, es más difícil de ionizar y descargar un arco en aire húmedo. El resultado neto de estos factores sería convertirlos a un factor de sensibilidad. El controlador puede utilizar factores de sensibilidad para cada condición ambiente, para ajustar la producción de NO en respuesta a las condiciones ambiente actuales en comparación con las condiciones de calibración nominal.
Se puede utilizar un eliminador previo al electrodo para volver al aire más consistente para generación de plasma y NO. En algunas modalidades, el eliminador previo al electrodo se localiza dentro de un cartucho de filtro de aire desechable y depura el aire antes de que entre a la bomba (figura 49). En algunas modalidades, el eliminador previo al electrodo se localiza después de la bomba pero antes de la cámara de plasma. En una modalidad, el material eliminador previo al electrodo está dentro del depósito de aire que sirve como un acumulador entre la bomba y la cámara de plasma.
En algunas modalidades, el sistema puede variar el
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL flujo de aire a través de la cámara de generación de chispas mientras mantiene una velocidad constante de generación de chispas. La actividad de plasma puede ser constante (es decir, continua), periódica o variable. La obtención de un perfil deseado de concentración de NO en un flujo de un paciente se puede realizar de diversas maneras, que incluyen variar uno o más flujos de aire en presencia de actividad de chispa. La actividad de chispa puede ser continua, intermitente o variable. En algunas modalidades, un perfil de concentración de NO puede ser constante para la totalidad del volumen inspiratorio. En algunas modalidades, un perfil de concentración de NO puede ser constante para cada n-ésima respiración y cero o de una magnitud menor para el resto de las respiraciones.
El sistema puede utilizar un parámetro de tratamiento para el paciente como una entrada para modificar el tamaño del flujo de aire a través de una cámara de generación de chispas. Por ejemplo, el flujo de aire de inspiración en un circuito ventilador se puede utilizar. En una modalidad, el flujo de reactivo gaseoso es 1/12-ésimo del flujo de ventilador. En otra modalidad, el flujo de reactivo gaseoso varía de 1/20-ésimo a 1/10-ésimo del flujo ventilador. El flujo de aire puede diluir la concentración de oxígeno en el circuito de ventilador y de esta manera la cantidad más pequeña de reactivo gaseoso flujo/dilución de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL ventilación es deseable. Una relación más pequeña de flujo de aire para flujo de ventilación reduce la dilución de oxígeno. De manera alternativa, el flujo de gas desde un concentrador de oxígeno o desde un mezclador se pueden utilizar como una entrada de parámetro de tratamiento para un paciente.
Un control de ciclo cerrado de flujo de aire se puede utilizar de manera que el flujo a través de la cámara de generación de chispas sea preciso. Se pueden utilizar varios tipos de control que incluyen, pero que no se limitan a control de la presión dentro de un depósito, control de flujo desde una. bomba, control de un orificio variable en presencia de una cabeza de presión y modulación analógica o digital (por ejemplo, PWM) de una válvula con un orificio/restricción de flujo conocido en presencia de una cabeza de presión.
En algunas modalidades, se puede proporcionar un sistema en donde la dilución del flujo de gas de ventilador se limite para activar un umbral de 0<sub>2</sub> mínimo definido por el usuario. Por ejemplo, cuando un ventilador está suministrando 100% de oxígeno, una concentración de 0<sub>2</sub> objetivo en un paciente de 92% requiere un flujo diluyente de menos de 10% del flujo del ventilador cuando el aire atmosférico es el diluyente.
Con el fin de incrementar el flujo de aire a través de la cámara de generación de chispa de modo concomitante con
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL el flujo de ventilación, el sistema se puede configurar para detectar el pulso de inspiración en el circuito ventilador tan temprano como se pueda. En algunas modalidades, el tubo ventilador (por ejemplo, de aproximadamente 46 cm (18') de largo) con un sensor de flujo en el extremo de la conexión del ventilador se puede utilizar de manera que el sistema puede detectar un pulso de inspiración más pronto. En algunas modalidades, la presión en la extremidad de inspiración del ventilador se puede medir dentro del cartucho de ventilación para detectar respiración espontánea de manera que el sistema de detección de NO pueda detectar una respiración antes que el ventilador para de esta manera permitir que el sistema suministre NO al borde delantero de un bolo de inspiración sin necesidad de un algoritmo de predicción. En algunas modalidades, el sistema puede comparar las mediciones de flujo de ventilación con las mediciones de flujo de NO para confirmar temporización sincronizada de flujo de NO. La comparación se puede realizar al restar el tiempo del flujo de pico de ventilación a partir del flujo pico de NO para calcular un desplazamiento de fase. En algunas modalidades, la diferencial objetivo es desviada, en algunas modalidades es deseable para el pulso de NO para dirigirlo al pulso de inspiración, de manera que la desviación como se define sea un valor positivo. En algunas modalidades, el sistema utiliza la temporización de una muestra (típicamente, una cuenta de
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3) de pulsos de inspiración previos para predecir la temporización de un pulso de inspiración específico.
Otras consideraciones de los parámetros de control y plasma
En algunas modalidades, un circuito abierto con una tabla de búsqueda en base en la concentración prescrita de NO indicada por un usuario se utiliza junto con uno o más de los siguientes parámetros: tipo de cartucho, caudal de ventilador, temperatura ambiente, presión ambiente, humedad ambiente, valores medidos de No en la línea de inspiración del ventilador y cualquier otro factor que afecte la producción de NO.
Diversos sensores también se pueden utilizar en el control de la producción de NO. En algunas modalidades, el control de retroalimentación parcial desde un sensor de No único que puede también generar alarmas se utiliza. El tratamiento únicamente se puede ajustar (es decir, recortar) por una cantidad limitada como por ejemplo 10% en base en la entrada de sensor. En algunas modalidades, se pueden utilizar sensores de NO dobles, con un sensor que es utilizado para control de ciclo cerrado y el otro sensor que es utilizado para condiciones de alarma. Los dos sensores se pueden comparar entre sí para detectar una falla de sensor. En alguna modalidad, se puede utilizar un sistema de sensor triple de NO para control de circuito cerrado. En el caso de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL que un sensor difiera de los otros dos, ese sensor se ignora y el tratamiento puede continuar con los dos sensores remanentes. En algunas modalidades, el umbral de alarma de concentración de NO se ajusta automáticamente cuando se selecciona un nuevo ajuste de NO. En algunas modalidades, el ajuste de alarma de NO se determina por una tolerancia en base en un porcentaje por encima y un porcentaje por debajo del valor objetivo. En algunas modalidades, el ajuste de la alarma de NO se determina a partir de una tabla de búsqueda en base en la concentración objetivo de NO.
Diversos esquemas de controles de producción de NO se pueden utilizar por el sistema. En algunas modalidades, el caudal de gas en la cámara de plasma y uno o más parámetros de control se utilizan para controlar la producción de NO. El caudal de flujo de gas en la cámara de plasma puede ser controlado por la velocidad de una bomba, la presión de la cámara de depósito, el ajuste de válvula proporcional u otros medios. El parámetro de plasma puede ser la velocidad, ciclo de trabajo, voltaje de conmutación del bobinado de transformador primario o energía. En algunas modalidades, el caudal de gas de la cámara de plasma y el ciclo de trabajo de plasma están controlados. En algunas modalidades, el caudal de gas de la cámara de plasma y la energía de generación de chispa están controlados. En algunas modalidades, el caudal de gas de cámara de plasma y la frecuencia de plasma están
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL controlados. En algunas modalidades, el caudal de gas de plasma se hace variar para que sea una función de la variación del caudal respiratorio con la respiración. En algunas modalidades, el caudal de gas de la cámara de plasma es una fracción proporcional constante (10%) del caudal de inspiración. En una modalidad, la velocidad del pulso de plasma se puede hacer variar para mantener una concentración constante de NO a través del ciclo respiratorio. En una modalidad, la velocidad de bomba de aire se mantiene constante y únicamente se hacen variar los parámetros de control de plasma para producir las concentraciones requeridas de NO en base en el flujo de inspiración del paciente. En una modalidad, los parámetros de plasma se mantienen constantes y únicamente se hace variar el caudal de gas de plasma. En una modalidad, los parámetros de plasma se mantienen constantes y el caudal de gas de plasma se controla para que sea una fracción del caudal de inspiración. En algunas modalidades, el caudal de gas de cámara de plasma se mantiene constante y se hace variar la energía de plasma. Se entenderá que cualquier combinación de estos esquemas de producción de NO se puede utilizar.
Existen múltiples combinaciones de caudal de gas de cámara de plasma y otros parámetros de plasma (por ejemplo, velocidad de pulso, altura de pulso, energía de pulso) que generan un nivel dado de moléculas de NO. En algunas
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL modalidades, un parámetro de plasma para un nivel de producción dado de NO se selecciona en base en minimizar los niveles de NO2 en un gas efluentes. En algunas modalidades, el caudal de gas de la cámara de plasma para una cantidad dada de producción de NO se selecciona en base en minimizar los niveles de NO2 en el gas efluente. En algunas modalidades, la combinación del caudal de gas de plasma y el parámetro de plasma (velocidad, ciclo de trabajo o energía) se seleccionan en base en minimizar los niveles de NO2 en el gas que se produce.
Energía de chispa
En algunas modalidades, se puede utilizar la energía de chispa para controlar la producción de NO. Un incremento en la energía de chispa puede resultar en un incremento en la salida de No. La energía de chispa es una función de un voltaje del circuito de alto voltaje y la corriente del circuito de alto voltaje en la separación de electrodo. Incrementar la frecuencia de pulso de descarga y/o acortar el ciclo de trabajo del pulso tiene el efecto de incrementar la corriente disponible en el transformador en el momento de descarga. Los elementos de diseño que tienen un efecto sobre la energía de chispa incluyen: corriente de fuga del transformador (minimizada), capacitancia del transformador (minimizada mediante el uso de un alambre Litz y mantenimiento del alambre Litz dimensionalmente cerca al
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL núcleo magnético) , que tiene una unidad de corrección de factor de energía ajustado para suministrar corriente alterna (AC) resonante al transformador, minimizar la temperatura del transformador al disminuir la impedancia del alambre (alambre Litz) . El sistema también puede operar de manera que existe una producción continua de NO. En algunas modalidades, el sistema de generación de óxido nítrico puede operar con una prioridad para generación de óxido nítrico. De esta manera, el sistema continua generando óxido nítrico en caso de cualquier falla única. Incluso cuando existe una condición de alarma, el sistema puede continuar la generación de NO mientras se notifica al usuario de un problema. El sistema se puede diseñar con redundancia para varios de los elementos de sistema críticos. Dos o más de los siguientes elementos de sistema pueden presentarse para asegurar operación continua: electrodos, circuitos eliminadores, bombas de aire, circuitos de alto voltaje, circuitos de temporización de plasma, sensores de óxido nítrico y baterías.
En algunas modalidades, un dispositivo de generación de NO puede incluir un bucle neumático que hace circular continuamente gas que contiene No y lo depura de manera que está disponible para suministro. Después de la cámara de plasma, la concentración de oxígeno y nitrógeno permanecen virtualmente sin cambio a partir de las concentraciones atmosféricas de aproximadamente 21% y 78% en
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL volumen, respectivamente. Por lo tanto, se forma NO<sub>2</sub> desde el momento en que se genera NO en el plasma. Parte de este NO<sub>2 </sub>puede ser removido químicamente después del generador eléctrico de NO antes de que gas rico en NO se mezcle en el flujo de inspiración. Con base en el diseño detallado del circuito neumático, y los detalles del caudal de inspiración y la terapia con NO, el tiempo de residencia del gas rico en NO, rico en O<sub>2</sub> en el volumen después de la remoción química de N0<sub>2</sub> pero antes de la inyección puede ser excesivo. Un tiempo de residencia excesivo da lugar a mayor formación de N0<sub>2</sub>. Este diseño considera un bucle recirculante de gas rico en NO. El gas está circulando constantemente y únicamente una porción es desviada a la extremidad de inspiración. La recirculación limita el tiempo de residencia de manera que la formación de NO<sub>2</sub> se puede limitar. Además, el gas que regresa a la fuente de NO puede ser re-depurado para limitar la acumulación de NO<sub>2</sub>, como se explica con mayor detalle con respecto a las figuras 93 a 95.
Los pacientes que reciben óxido nítrico requieren remoción de ventilación mecánica gradual en vez de una detención súbita, y el sistema puede soportar la remoción de ventilación mecánica de un paciente en diversas maneras. En algunas modalidades, el sistema puede proporcionar un recordatorio de remoción de ventilación mecánica para notificar al usuario que el paciente ha estado en una
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- 155 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL dosificación particular por una cantidad de tiempo seleccionada por el usuario. En una modalidad, el sistema automáticamente puede realizar remoción de ventilación mecánica en base en entradas fisiológicas, que incluyen pero que no se limitan a los niveles de SpO<sub>2</sub>. En este modo, el sistema disminuirá la dosis de NO y monitoreará la respuesta del paciente. Si el paciente no responde bien (los niveles de SpO<sub>2</sub> disminuyen, por ejemplo) a la dosificación disminuida de NO, el nivel de NO puede incrementarse de nuevo. En una modalidad, el sistema puede proporcionar una pantalla de tendencia para mostrar la respuesta del paciente a la remoción de ventilación mecánica así como los antecedentes generales del paciente. La pantalla de tendencia puede mostrar información diversa acerca del paciente y el tratamiento, que incluye pero que no se limita a la dosis prescrita de NO, niveles medidos de NO, niveles de SpO<sub>2</sub>, niveles de FIO<sub>2</sub> y otros parámetros específicos para el tratamiento o estado general del pacientes.
En algunas modalidades, los sistemas de suministro y generación de óxido nítrico realizan medición de NO, NO<sub>2</sub>, O<sub>2 </sub>y otros gases de vez en cuando. Los sensores de gas se pueden calibrar periódicamente para asegurar precisión de medición adecuada.
Compensación de Altitud
La densidad de aire en elevaciones altas es menor
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- 156 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL que en elevaciones menores. Se colige que existen menos moléculas de O<sub>2</sub> y N<sub>2</sub> entre una separación de electrodo a una mayor elevación de manera que las moléculas de NO son producidas a una velocidad menor que a nivel del mar. La reducción en moléculas de todas clases entre los electrodos a elevación alta también disminuye el voltaje de descomposición para que se produzca una descarga eléctrica. En algunas modalidades, un generador de NO puede medir la presión ambiente como una indicación del estado de gas en la cámara de plasma. En algunas modalidades, se mide la presión dentro de la cámara de plasma. El controlador puede alterar la actividad de descarga eléctrica como una función de la presión de cámara de plasma para asegurar que se generen cantidades precisas de NO. En algunas modalidades, se utiliza una restricción de flujo variable corriente abajo de la cámara de plasma para controlar la presión dentro de la cámara de plasma. Por ejemplo a elevaciones mayores, se puede ajustar una válvula proporcional para restringir el flujo e incrementar la presión dentro de la cámara de plasma y de esta manera incrementar la salida de NO. En algunas modalidades, los cambios a los parámetros de alto voltaje no se requieren a una elevación alta debido a que la presión dentro de la cámara de plasma se mantiene en un nivel constante.
Variaciones en las condiciones ambientales
En algunas modalidades, un sistema de generación de
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NO incluye un medio de compensación para variación en condiciones ambiente (humedad, elevación, presión, temperatura) puesto que estas condiciones pueden afectar el número de moléculas de NO generadas para una descarga eléctrica dada. La compensación puede estar en forma de alteración de uno o más de los siguientes parámetros: la duración de las descargas eléctricas, la frecuencia de las descargas, el voltaje de las descargas, el ciclo de trabajo de descargas eléctricas, la presión dentro de la cámara de plasma, el caudal a través de la cámara de plasma, la cuenta de descargas u otros parámetros conocidos que afectan las velocidades de producción de NO. En algunas modalidades, el sistema de generación de NO mide uno o más de los siguientes parámetros: presión ambiente, presión de cámara de plasma, temperatura ambiente, temperatura de cámara de plasma, humedad ambiente y humedad de cámara de plasma.
Variación continua de flujo
La respiración del paciente puede ser voluntaria o inducida por una máquina. En cualquier caso, el caudal es dinámico conforme el paciente inspira. Esto representa un desafío de que el dispositivo de generación de NO proporciona una concentración constante de NO al paciente.
Las configuraciones en línea (corriente principal) en donde el plasma se produce dentro del gas de inspiración, los parámetros de plasma únicos se pueden hacer variar en
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL tiempo real para dosificar los gases de inspiración apropiadamente. En algunas modalidades, el controlador detecta una presión y/o una medición de flujo que sirve como la entrada de control.
En configuraciones de corriente lateral, el plasma es generado en una fuente de gas que contiene Nj y O2 que es independiente del gas inspirado por el paciente. Por ejemplo, un dispositivo de generación de NO de corriente lateral abastece de gas que contiene N2 y O2 a partir de una fuente externa, convierte una porción del gas a NO e introduce un gas que contiene NO a un circuito ventilador. En este ejemplo, el dispositivo de generación de NO debe generar una cantidad variable de NO en proporción con el flujo del ventilador con el fin de obtener concentraciones constantes de NO en el gas inspirado. En una modalidad, el dispositivo de generación de No suministra un flujo constante de gas que contiene NO al circuito ventilador y únicamente varía uno o más parámetros de control de plasma.
La variación de presión dentro del circuito ventilador presenta una resistencia a la introducción de gas que contiene NO en una corriente de ventilador. En algunas modalidades, funcionar una bomba a velocidad constante puede resultar en una situación en donde se introduzca NO en el ventilador durante la inspiración debido a la alta presión que se produce durante el pulso de
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- 159 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL inspiración. En algunas modalidades, se puede utilizar un orificio pequeño en la ubicación de inyección de NO para mantener la presión del gas de producto más alta que la presión dentro del circuito ventilador, lo que asegura que siempre exista un flujo de NO en el circuito ventilador.
En algunas modalidades, el flujo de reactivo gaseoso a través del dispositivo de generación de NO se hace variar como una función del flujo del ventilador. En una modalidad, el flujo de aire a través del dispositivo de generación de NO se hace variar como una proporción lineal del caudal del flujo de inspiración del paciente. En una modalidad, la proporción lineal es 1 a 10%, no obstante, se han contemplado relaciones tan altas como 20%.
Variar el flujo de reactivo gaseoso continuamente en tiempo real a través del generador de NO como una función de un parámetro de entrada proporciona ventajas: 1) la cantidad de moléculas de NO se incrementa con incremento en el flujo a través del plasma, por lo que se incrementa la generación de NO cuando se necesita, 2) la presión dentro del sistema de generación de NO se incrementa conforme se incrementa la presión de flujo de inspiración, lo que asegura que el producto gaseoso continúa fluyendo dentro del flujo de inspiración, 3) los cambios en los parámetros de control de plasma o no necesarios con el fin de suministrar concentración constante de NO al paciente,
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4) un caudal de reactivo gaseoso alto minimiza el retraso de tránsito y el tiempo de residencia de gas rico en NO en el controlador.
El parámetro de entrada puede ser una indicación de la sincronización del ciclo de inspiración del paciente y/o del caudal. El parámetro detectado puede ser uno o más de los siguientes: presión, flujo, temperatura, tensión, acústico, ultrasónico, óptico u otros medios. El parámetro se puede detectar directamente por el dispositivo de generación de NO o se puede medir por otro dispositivo y se puede comunicar al dispositivo de generación de No por medio de medios cableados, inalámbricos, ópticos o de otro tipo. En una modalidad, el caudal de inspiración se mide por el sistema de generación de NO. En una modalidad, el caudal de ventilador se mide por el sistema de generación de NO. En una modalidad, un evento activador se marca por un ventilador y se comunica al dispositivo de generación de NO. En una modalidad, la tensión de la pared toráxica del paciente y/o actividad EMG del diafragma se comunican al dispositivo de generación de NO. En una modalidad, la generación de NO es controlada en base en uno o más de una entrada de acústica de inspiración del paciente (medición con micrófono), presión del circuito de inspiración, temperatura de flujo de inspiración (los gases exhalados están tibios).
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- 161 Optimización de relació|n de NO/NO<sub>2</sub> durante la generación - Ozono
La relación de NO<sub>2</sub> respecto a NO generado durante una descarga eléctrica puede variar. Uno de los mecanismos para formar NO<sub>2</sub> es cuando O3 se combina con NO. Se forma O3 a partir de la corona eléctrica lo cual puede producirse conforme el potencial eléctrico se acumula en los electrodos antes de la descarga. La producción de NO se mantiene por la señal de control desde el circuito de control de alto voltaje. En una modalidad, esto consiste de una onda constituida de pulsos de AC. El término onda se refiere a una señal de control que va del circuito que impulsa la bobina primaria del transformador de alto voltaje. Cuando la onda es alta (durante la parte alta de un pulso), el circuito primario impulsa el transformador con corriente AC. Cuando la onda es baja (pulso apagado), el circuito primario es inactivo. En general, la cantidad de NO generada es proporcional al porcentaje de tiempo que los pulsos en esta onda están ACTIVOS (es decir, generando NO) . Al inicio de un pulso, el voltaje se acumula hasta que se produce la descomposición de plasma a través del electrodo. Este ligero retraso reduce el tiempo dentro del pulso que el pulso es activo. Si el pulso es relativamente corto, el voltaje acumulado puede ser una porción significativa del pulso y por lo tanto reducir el tiempo efectivo ENCENDIDO y por lo tanto
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL reducir la producción de NO. Los electrodos calientes ionizan el gas entre los mismos. De esta manera, un retraso en la descomposición es disminuida si el tiempo entre los pulsos se reduce debido a que los electrodos no tienen tiempo de enfriarse de modo significativo entre pulsos. En una modalidad, los pulsos se agrupan cercanos entre sí para reducir el retraso por descomposición. En una modalidad, se introduce espacio entre los grupos de pulsos para mantener la producción de NO para aumentar demasiado alto y mantener el promedio de tiempo eficaz en que la onda es activa.
En algunas modalidades, después de la descomposición inicial de plasma, el voltaje de onda de control se puede reducir para, mantener la chispa con una energía más baja hasta que finaliza el pulso. Por ejemplo, para una separación de 2.5 mm, se pueden requerir de 6 a 12 kV para descomponer la separación y crear plasma, únicamente se requieren 500 a 1000 voltios para mantenerlo. Reducir el voltaje de control reduce la corriente en el plasma y por lo tanto la energía, lo que permite en la formación de plasma de baja energía lo que permite la producción de dosis baja de NO. Una reducción en la energía de plasma también mejora la eficiencia eléctrica del controlador.
En algunas modalidades, el sistema utiliza conjuntos de descargas (una serie de descargas en sucesión rápida) para mantener calientes los electrodos por lo que se
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL reduce el retraso en plasma en descargas subsecuentes después de la primera descarga. En una modalidad, el sistema varía la pausa entre descargas para controlar los niveles de salida de NO. La pausa entre descargas también proporciona tiempo para que los electrodos enfríen el flujo de gas reactivo. En un método, se utiliza un material aislante anti-corona sobre y alrededor de los electrodos para disminuir la formación de O<sub>3 </sub>desde la corona.
La producción de NO por watt puede tener parámetros de control óptimos. Durante el desarrollo de un dispositivo de generación de NO, se determina los parámetros de plasma óptimos y se utilizan como valores implícitos para diseños comerciales. En una modalidad, el dispositivo barre parte o la totalidad de los parámetros de generación de chispa para determinar los ajustes óptimos antes o durante las etapas tempranas de un tratamiento. Un dispositivo de almacenamiento del voltaje capacitivo no selecciona, por razones de confiabilidad.
La optimización de energía y la minimización de NO<sub>2 </sub>con frecuencia no coinciden. En algunas modalidades, los parámetros de control de plasma se seleccionan para optimizar eficiencia eléctrica. En algunas modalidades, los parámetros de control de plasma se seleccionan para minimizar la producción de NO<sub>2</sub> en algunas modalidades, los parámetros de control de plasma se seleccionan para optimizar una
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL combinación de niveles de NO<sub>2</sub> y eficiencia eléctrica, reconociendo que ningún parámetro es optimizado.
Administración de ΝΟ<sub>2</sub>
El NO se oxida en presencia de oxígeno y se oxidará por completo en NO2 si se proporciona tiempo suficiente. El NO2 no es saludable para la respiración debido a que forma ácido nítrico cuando contiene humedad, como se encuentra en el revestimiento del pulmón. Se colige que los sistemas de generación de NO deben minimizar la cantidad de NO<sub>2 </sub>suministrado al paciente. Los niveles de NO2 se reducen por inclusión de un depurador, no obstante, enfoques algorítmicos adicionales pueden reducir aún más el suministro de N0<sub>2</sub>.
En una modalidad, el sistema de generación de NO haciendo funcionar la bomba de gas de reactivo por un período de tiempo después de que cesa la actividad de plasma. Esto purga las trayectorias neumáticas y el eliminador del dispositivo. El cese de la actividad de plasma puede ser cuando el tratamiento finaliza. El cese de la actividad de plasma puede ser de respiración a respiración. En una modalidad, el sistema de generación de NO puede invertir la dirección de flujo a través del eliminador, dirigir el NO<sub>2</sub> al orificio de salida del sistema en vez de al paciente. En una modalidad, el producto gaseoso es expuesto a luz UV con una frecuencia en el intervalo de 300 nm a 420 nm para convertir
NO'2 a NO antes de la inyección en una corriente de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL inspiración. En una modalidad, la corriente de inspiración se expone a luz UV con una frecuencia entre 300 nm y 420 nm posterior a la inyección de NO.
Administración de dosis
Ajuste de Recorte
Los ajustes de tratamiento para el suministro de NO varían con el tamaño del paciente (diámetro de tubería de ventilación) , tipo de humidificador, longitud de tubería del paciente, tratamientos auxiliares concomitantes (por ejemplo nebulizadores) y otras variables. Se colige que el tiempo de tránsito desde la generación de NO al paciente variará a su vez lo cual puede causar variación en la cantidad de conversión de NO a NO2. El tiempo de tránsito adicional se produce conforme los gases de muestra se desplazan desde la ubicación de muestreo de gas en la extremidad de inspiración a los sensores de análisis de gas. Como un resultado, la cantidad de NO indicada por los sensores de gas puede ser diferente (típicamente, menor) que la cantidad de NO solicitada. En una modalidad, el dispositivo de generación de NO tiene una característica de recorte que permite ajustes finos en la producción de NO que se realizan de manera que las mediciones de NO en los sensores de gas coinciden con el nivel objetivo de NO. En algunas modalidades, un dispositivo de generación de NO tiene una característica de recorte que permite ajustes finos de la producción de NO que se realicen
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL de manera que las mediciones y los sensores de gas son iguales a la concentración objetivo de NO + las cantidades de NO perdidas debido al tránsito desde el punto de recolección de muestra a los sensores.
Ajuste Manual del Recorte
Una característica manual de recorte permite al usuario superar variaciones en el ajuste del paciente que altere la cantidad de NO suministrada al paciente. Incrementos en la producción de NO utilizando la característica de recorte incrementarán la producción tanto de NO como de NO<sub>2</sub>. La característica de recorte no altera los niveles de alarma de NO y NO<sub>2/</sub> de manera que las características de seguridad permanecen sin cambio. En una modalidad, la característica de recorte se presenta sobre una interconexión de pantalla táctil. En una modalidad, en la característica de recorte es una parilla física.
Ajuste Automático de Recorte
En una modalidad, el sistema utiliza datos de sensor de gas para incrementar o disminuir automáticamente la producción de NO para que coincida con el nivel de suministro objetivo de NO de una manera en ciclo cerrado. En una modalidad, el ajuste automático de recorte se limita a una magnitud de ajuste particular. En una modalidad, el nivel de ajuste de recorte se limita a un número establecido de ppm de NO. En una modalidad, el nivel de ajuste de recorte se limita
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL a un porcentaje del nivel objetivo de NO (por ejemplo, 10%). En algunas modalidades, un rasgo de recorte automático compensa las pérdidas de NO que se producen durante el tránsito dentro de una línea de muestras de manera que controla la concentración de NO en el punto de recolección de muestra.
Dosis Múltiples de NO
En algunas modalidades, es posible utilizar dosis múltiples de NO para proporcionar una terapia de NO de etapas múltiples. Por ejemplo, se puede utilizar una primera dosis de NO para dilatar un vaso pulmonar o una vía respiratoria, y se puede utilizar una segunda dosis de NO para sostener la dilatación. En algunas modalidades, el dispositivo de generación y suministro de NO suministra una dosis alta para un conjunto establecido de tiempo (por ejemplo 1 a 2 minutos) antes de disminuir automáticamente la dosis de la dosis objetivo. En otra modalidad, una dosis alta se suministra durante un cierto número de respiraciones (por ejemplo, 10) antes de cambiar a la dosis objetivo. La transición desde la dosis alta a la dosis objetivo puede ser una función paulatina o una declinación continua (lineal, logarítmica, etc.) . En algunas modalidades, la dosis alta es un valor establecido para todos los pacientes. En algunas modalidades, la dosis alta es una función de la dosis objetivo (dos veces la dosis objetivo, por ejemplo).
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INTERFAZ DE USUARIO
En algunas modalidades, el sistema puede incluir una interfaz de usuario (UI, por sus siglas en inglés) en comunicación con el controlador y configurado para mostrar información en relación a la producción de NO, ajustes de tratamiento, alarmas, anotaciones, concentraciones de gas y estado del paciente. La interfaz de usuario se puede configurar para presentar datos de tendencia, los datos de tendencia es un antecedente en tiempo de No generado, NO medido, SpO2, O2, la frecuencia respiratoria, la frecuencia cardíaca y EKG o un capnógrafo. En una modalidad, una barra de iluminación está insertada dentro de la manija del dispositivo, localizando luces de alarma activadas en el recinto para visibilidad. En una modalidad, las ventanas en el lado de la manija habilitan la iluminación de alarmas para que se proyecten hacia los lados de la manija también. La figura 50 muestra un ejemplo de una barra de iluminación de alarma 762 iluminada parpadeante en rojo para una alarma de alto nivel. La barra de iluminación puede ser iluminada en otros colores, por ejemplo un amarillo parpadeante para advertencia, un color verde continuo para autoprueba completa, un color azul continuo para indicar suministro activo de NO y un color blanco parpadeante para conexión activa en modo de bolsa. En una modalidad, los LED para iluminar la barra de iluminación se localizan en el borde del
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL tablero de UCM. En una modalidad, un PCB se localiza en la porción superior de la manija para iluminar hacia abajo en la barra de iluminación.
Diversos tipos de información se pueden presentar a un usuario sobre una interconexión gráfica de usuario. En algunas modalidades, un sistema de suministro de NO puede proporcionar una gráfica de tendencia o una tabla que muestre los antecedentes en tiempo de uno o más de lo siguiente: NO prescrito, No medido, SpO<sub>2</sub>, O<sub>2</sub> EKG, frecuencia respiratoria, frecuencia cardíaca, capnografía, N0<sub>2</sub>. En algunas modalidades, un sistema de suministro de NO puede tener ajustes rápidos de NO como por ejemplo 80, 40, 20, 10, 5, 4, 3, 2, 1. En algunas modalidades, un sistema de suministro puede presentar un pulmón animado que indica que el tratamiento está en proceso. En algunas modalidades, un sistema de suministro de NO puede determinar los parámetros respiratorios del paciente como por ejemplo la frecuencia respiratoria o volumen corriente para flujo medido en la extremidad de inspiración del paciente y presentar la información en la interconexión. En algunas modalidades, el color de fondo del UI se puede cambiar para indicar que el tratamiento se está llevando a cabo. Además, un bisel de la pantalla tiene un indicador que establece eNO que se ilumina cuando el tratamiento se está llevando a cabo y se está suministrando NO al paciente.
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En algunas modalidades, un sistema de generación de NO puede proporcionar al usuario con un recordatorio del momento en que el paciente está listo para la siguiente etapa de remoción de ventilación mecánica para disminuir los niveles de NO, como se muestra en las figuras 52 y 53. El temporizador también se puede utilizar para recordar al usuario verificar al paciente poco después de inicio del tratamiento, es decir, desde 10 minutos a 24 horas, para verificar si el paciente está respondiendo al tratamiento. El recordatorio también se puede utilizar como un recordatorio para sustituir accesorios desechables como filtro de disco de modo periódico en base en el protocolo del hospital. Cuando el tiempo establecido finaliza, el dispositivo puede recordar al usuario como una alarma o una notificación utilizando señales visuales y/o audibles. El recordatorio se puede basar en tiempo, SpOa u otras variables fisiológicas.
La figura 51A muestra una modalidad ejemplar de una interfaz de usuario. Como se muestra en la figura 51A, la interfaz de usuario de una pantalla clínica se puede dividir en 5 regiones principales: un panel de estatus, un centro de notificaciones, un panel de tratamiento, un centro de análisis de gas y panel de control. El centro de notificación puede presentar mensajes de información relacionada con un paciente, estado del sistema e instrucciones de usuario. Un galón apuntando hacia abajo bajo un centro de notificación se
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL puede oprimir y arrastrar hacia abajo para exponer información adicional. En vez de presionar de modo preciso sobre el galón, un gesto de barrido hacia abajo en cualquier parte en el panel de tratamiento del ventilador también puede exponer información adicional. La información adicional puede incluir todas las alarmas activas e instrucciones de resolución de problemas para cada una de las alarmas activas. La interfaz de usuario permite una pantalla que se puede desplazar al realizar gestos de barrido hacia arriba y hacia abajo. En cualquier momento una alarma nueva está activa y el UI cierra todas las ventanas emergentes y menús secundarios y regresa al usuario a la pantalla inicial clínica principal, como se muestra en las figuras 54 y 55. La barra de estado muestra información en tiempo real como por ejemplo estado del temporizador, tiempo de tratamiento acumulativo, información del paciente, estado de batería y batería remanente, en porcentaje, estado de potencia AC, estado de conexión inalámbrica, fecha y hora. En algunas modalidades, también se muestra el tiempo transcurrido desde el inicio del tratamiento. El tiempo de tratamiento acumulativo es el tiempo total cuando se suministró el tratamiento al paciente desde que el dispositivo se encendió como tiempo transcurrido que es el tiempo total desde la última vez que se inicio el tratamiento. Se entenderá que diversos otros tipos de información se pueden presentar a un usuario en una barra de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL estado y un centro de notificación.
La figura 51B ilustra una modalidad del panel de tratamiento de ventilador de la interfaz de usuario. Como se muestra en la figura 51B, el panel de tratamiento de ventilador muestra una animación para mostrar la actividad de sistema (por ejemplo, una imagen de pulmón), la cantidad prescrita de NO (20), medios para introducir modo manual, cartucho eliminador remanente útil en medidor de vida (esquina izquierda inferior), valores de gas medido, límites de alarma (15, 25) y ajustes de establecimiento de tratamiento (tres botones en la esquina derecha inferior). El signo más incrementa la cantidad prescrita en incrementos que son proporcionales con el valor. Por ejemplo, se puede realizar incrementos de 1 a 10 en incrementos de 1 ppm, pero sobrepasando 10 los incrementos son a 5 ppm. El botón de menos disminuye la cantidad prescrita en disminuciones similares. En algunas modalidades, el objetivo de NO se puede cambiar al tocar el valor objetivo de NO y al deslizar un dedo hacia arriba o hacia abajo hasta que se cambia el valor objetivo de NO al valor deseado. La figura 51C muestra la manera que el botón central con un teclado en el mismo sobresale con un menú de ajuste rápido para permitir al usuario seleccionar con rapidez la concentración deseada de NO. Cuando un teclado para el objetivo de NO o un establecimiento de alarma se presenta de modo instantáneo, el
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL área de tratamiento del ventilador puede ser semitransparente y activa para permitir al usuario ver el estado del tratamiento actual en todo momento. En algunas modalidades, tocar el número objetivo NO grande también puede abrir un menú de ajuste rápido, como se muestra en las figuras 56 y 57.
Un arco, o un calibrador radial o lineal sobre el panel de tratamiento muestra el intervalo de posibles concentraciones de NO, resaltando el intervalo actual de operación. En algunas modalidades, la escala representada por el arco se puede ajustar por tipo de paciente, por ejemplo de 0 a 40 para neonato y de 0 a 80 para un adulto. Un botón de inicio se puede localizar en el centro del arco o puede vascular a un botón de pausa cuando el tratamiento está activo. La interconexión también puede incluir un botón para entrar en modo manual. Una región resaltada del arco muestra los límites de alarma/tolerancia aceptable alrededor de la concentración establecida. En caso de que la concentración de NO pase por encima o por debajo de este rectángulo, se genera una alarma. En una modalidad, la interfaz de usuario es una pantalla táctil que permite al usuario tocar el arco en la ubicación de límite de alarma que desea. En una modalidad, el usuario puede tocar la pantalla y arrastrar el límite de alarma a lo largo del arco al nivel deseado.
El panel de análisis de edad puede presentar los
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL valores medidos actuales para NO, NO<sub>2</sub> y O<sub>2</sub> así como los límites de alarma establecidos. El oprimir el panel de gas puede presentar el menú de ajuste de intervalo de alarma para el gas respectivo para permitir al usuario cambiar con rapidez el intervalo de alarma al valor deseado. Los ajustes rápidos también permiten al usuario cambiar el estado de alarma de cada medición de gas a activo, inactivo o puesto en pausa indefinidamente de audio. En algunas modalidades, el nivel de NO presentado es igual al nivel de NO medido por los sensores de análisis de gas más la cantidad de NO perdido en tránsito desde el punto de muestreo de gas a los sensores. La cantidad de NO perdido, que es calculada como una función de la concentración de NO, la concentración de O<sub>2</sub> y el tiempo del tránsito desde aquí. El tiempo de tránsito es una función del volumen interno de la línea de muestra (longitud, ID, etc.) y el caudal de bomba de muestra. En algunas modalidades, el nivel de NO<sub>2</sub> mostrado es igual al nivel de NO<sub>2 </sub>medido menos la cantidad de NO perdida en tránsito desde el punto de muestreo de gas a los sensores. El panel de control es estático y se presenta en todas las páginas de la interfaz de usuario y puede incluir un menú, información del paciente, fijación de pantalla y silencio de alarma. El menú permite al usuario retroceder a la página de inicio del menú, observar menús con mayor profundidad y revisar datos del caso. El botón de inmovilización inmoviliza o libera la pantalla para
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL evitar toques accidentales. Cuando la pantalla es inmovilizada presionando en cualquier parte en la pantalla se habilita la animación de liberación para advertir al usuario que la pantalla necesita ser liberada. El botón de inicio en cualquiera de los menús secundarios permite al usuario regresar a la pantalla de inicio clínica principal desde cualquier pantalla. Una pantalla de interfaz de usuario ejemplar se muestra en la figura 58.
La figura 51D ilustra una modalidad de la pantalla en modo manual, la cual muestra al usuario que el sistema ha iniciado el modo manual. Se muestra la concentración deseada de NO. Los botones de más y menos permiten al usuario ajustar rápidamente la concentración de NO mientras que los botones de teclado resaltan el ajuste rápido para permitir al usuario introducir manualmente el ajuste que se desea, como se muestra en la figura 59.
La figura 51E muestra una modalidad de una pantalla de tendencia que puede mostrar ajustes históricos de NO, mediciones reales de NO, mediciones de NO<sub>2</sub>, mediciones de O<sub>2</sub>, mediciones de SpO<sub>2</sub>, entradas/anotaciones del usuario, C0<sub>2 </sub>(capnografía), frecuencia respiratoria, EKG, frecuencia de pulso u otras mediciones fisiológicas y ambientales. La cantidad de tiempo presentada en la gráfica de tendencia puede variar pero en una modalidad la gráfica muestra 72 horas. En una modalidad, la gráfica de tendencia puede ser
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL barrida a la izquierda para mostrar datos históricos recolectados para el tratamiento actual más allá del tiempo representado en el eje de las abscisas, como se muestra en la figura 60. Un usuario puede cambiar el eje de las abscisas, por un subconjunto de las 72 horas. La pantalla de tendencia permite al médico ver lo que le ha sucedido al paciente durante un período de tiempo, por ejemplo en un fin de semana. La figura 21F muestra una modalidad de una pantalla de tendencia que muestra la tendencia de datos en forma tabular, lo cual puede ser barrido hacia arriba para mostrar datos históricos, como se muestra en la figura 61.
La figura 51G muestra una modalidad de una pantalla de menú. Cuando el botón de menú es presionado, el usuario tiene acceso a los ajustes de pantalla del botón de modo de ventilación manual, calibración HI manual, calibración baja manual, autocalibración, ajustes y valores implícitos. Una característica de ayuda también se puede volver disponible cuando existen FAQ. Una IFU que se puede someter a búsqueda también puede estar disponible en ayuda. La entrada a los ajustes clínicos y biomédicos puede ser protegida por contraseña o se puede restringir o se puede programar para que se le proporcione acceso a un individuo o un grupo de ID de usuario. En algunas modalidades, los ajustes pueden incluir la capacidad del usuario a generar y adaptar valores preestablecidos para alarmas, temporizadores, límites de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL alarma, NO objetivo implícito, etc. en base en el tipo de paciente o estado de enfermedad del paciente o departamento. Una pantalla de interfaz de usuario ejemplar se muestra en la figura 62.
Durante el uso normal, la interfaz de usuario puede ser estática o animada. La animación en la pantalla puede advertir al usuario del hecho de que el sistema está funcionando apropiadamente. En una modalidad, la animación está en forma de una imagen de pulmón con flechas o puntos que representan el NO gaseoso que entra al pulmón. El NO gaseoso que sale del pulmón también se puede mostrar. En algunas modalidades, la animación de pulmón puede representar con precisión las bpm en tiempo real. En un modo manual, la animación de una bolsa en la pantalla puede advertir al usuario del hecho de que el sistema se encuentra en modo manual y el sistema está funcional apropiadamente. La animación de bolsa puede ser una animación parpadeante que oscile entre una bolsa de color que representa una bolsa llena con gas a una bolsa sin color que representa una bolsa vacía en una animación que muestra inflado y desinflado gradual de la bolsa.
La interfaz de usuario también puede mostrar el volumen corriente del paciente, medido por la integración de las mediciones de flujo de gas en la trayectoria de flujo de ventilador. Para mejorar la precisión del cálculo de volumen
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL corriente el sistema puede utilizar el caudal medido dentro de la línea de expiración durante la exhalación del paciente como una indicación del flujo de desviación del ventilador.
La interfaz de usuario puede incluir diversas pantallas y rasgos. En algunas modalidades, la animación de pulmón se puede utilizar con un medicamento que disminuye en el pulmón y de regreso. Por ejemplo, el pulmón mostrado inicialmente puede tener un color negro en el interior. Conforme el medicamento entra al pulmón, el sombreado en el pulmón que se muestra cambia de arriba hacia abajo volviendo al pulmón de color (por ejemplo, rosa). Conforme el paciente exhala, el sombreado rosa se retrae y el pulmón que se presenta se vuelve negro de nuevo. La pantalla también puede incluir una animación de NO que fluye a través de una bolsa para indicar el suministro de NO a una bolsa. Por ejemplo, se puede mostrar un gradiente que se mueva desde un extremo al otro de la imagen de la bolsa. La bolsa puede estar vacía (negra) o coloreada para indicar la presencia de un medicamento.
Cuando el paciente está separándose de la asistencia respiratoria con un ventilador automático y hace una transacción a ventilación manual (es decir, empaquetamiento), existe el riesgo de que la concentración de NO suministrada cambie del primer modo al siguiente. Esto puede tener como resultados efectos adversos para el
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL paciente. Un concepto para evitar un cambio rápido en la concentración de NO suministrada es para que un sistema de generación de NO para que establezca automáticamente la concentración de NO para respiración manual al mismo nivel que el que se encontraba en la respiración con ventilador. Lo opuesto también es aplicable, cuando el suministro de NO cambia de bolsa a suministro por ventilador. El sistema tampoco permite al usuario cambiar entre modos si no se detecta flujo en el modo deseado.
ELIMINADOR
La trayectoria de eliminador puede variar en tamaño, forma y diseño. En algunas modalidades, una trayectoria de eliminador con un perfil redondo de aproximadamente 6 mm (0.25 pulgadas) de diámetro interior se puede utilizar. Se entenderá que otras secciones transversales pequeñas también se pueden utilizar, con base en el caudal de gas. En un ejemplo, los eliminadores disponibles comercialmente estándar (United Filtration P/N DIA-BNMB) miden 2 cm de ID, 3 cm de longitud y tienen 6 g de material eliminador. Tienen un acoplamiento de saliente de 6 mm (0.25 pulgadas) en cada extremo de la entrada y salida de gas. Al disminuir el área en sección transversal, se puede asegurar que la totalidad del material eliminador ha tenido contacto con el gas, incluso a caudales bajos. Esto permite una mejoría notoria en la eficacia del eliminador al reducir
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL las ppm de NO<sub>2</sub> que salen del flujo e incrementan la longevidad del eliminador. La longevidad del eliminador se puede determinar al someter el eliminador a un escenario clínico simulado hasta que los niveles de NO<sub>2</sub> alcanzan un umbral clínicamente relevante, por ejemplo 5 ppm. En algunas modalidades, el área en sección transversal del eliminador se mantiene pequeña, lo cual proporciona un mayor control sobre la longitud de trayectoria para gases que se desplazan y mejoran la eficacia del eliminador. El beneficio de tener una sección transversal relativamente pequeña es que el gas pasa con una mayor velocidad, mezclándose de una manera más activa y poniéndose en contacto con el material eliminador.
En algunas modalidades, el sistema tiene dos trayectorias eliminadoras independientes. La primera trayectoria eliminadora es para el suministro de ventilador de NO y la segunda trayectoria eliminadora es de respaldo para el suministro de ventilador o para un dispositivo de ventilación manual.
El eliminador puede incluir una o más trayectorias a través del material eliminador. Puesto que el gas tomará la trayectoria más corta, una trayectoria de eliminador larga con una área en sección transversal pequeña se utiliza en vez de una trayectoria corta con una área en sección transversal grande. Con el fin de empacar una trayectoria de eliminador larga en un espacio más compacto, la trayectoria de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL eliminador puede tener un diseño de zigzag, que recuerda a un laberinto. Se pueden utilizar muchas configuraciones de trayectoria de eliminador que incluyen pero que no se limitan a una espiral, al tubo para empacado compacto.
El eliminador se puede elaborar de una diversidad de materiales. En algunas modalidades, el material eliminador es cal sodada, lo cual es una combinación de hidróxido de sodio, hidróxido de potasio e hidróxido de calcio. La cal sodada está disponible en múltiples factores de forma física que incluyen cilindros y semiesferas.
La cal sodada es quebradiza y puede fracturarse durante su manejo. Cuando la cal sodada se fractura partículas de cal sodada pueden desplazarse a través de la trayectoria del eliminador y obturar el filtro en su salida. En una modalidad, que se muestra en la figura 63, la trayectoria del eliminador 770 tiene múltiples ciclos de partícula 772 colocados a lo largo de la trayectoria de flujo para capturar material particulado de cal sodada. Este diseño limita la cantidad de material particulado que puede recolectarse en cualquier filtro.
En algunas modalidades, la cal. sodada está constituida o mezclada con un material que incrementa su tenacidad pero que mantiene la absorción de NO2. En algunas modalidades, la cal sodada se combina con azúcar para incrementar su tenacidad. En algunas modalidades, una
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL cubierta de polímero flexible que es permeable a NO<sub>2</sub> se coloca alrededor de una o más partículas de cal sodada. En algunas modalidades, un sustrato flexible es recubierto con cal sodada para evitar la fractura de la cal sodada. En algunas modalidades, el sustrato flexible es un tubo con recubrimiento de cal sodada en la pared interior. En algunas modalidades, las partículas de cal sodada están incrustadas en una estructura porosa (espuma de celda abierta). La espuma protege a la cal sodada de compresión y desgarre y al mismo tiempo mantiene una vía de gas abierta y la capacidad para recolectar partículas. En algunas modalidades, la cal sodada se empaca en un tubo de pared rígida para proteger al material granular de trituración. En algunas modalidades, las pellas de cal soldada se mezclan con pellas elastoméricas o relativamente suaves dentro de un volumen de manera que las pellas suaves protegen a las pellas de cal sodada cuando se aplica desplazamiento y/o vibración. En algunas modalidades, el flujo de gas a través de un lecho de partículas de cal sodada es vertical con respecto a la gravedad de manera que las partículas sedimentan en el fondo de una cámara cuando los caudales de gas son suficientemente bajos o inexistentes.
En algunas modalidades, la trayectoria de flujo de producto gaseoso de un dispositivo de generación de NO se diseña para captar material particulado de cal sodada para evitar que el material particulado obstruya el filtro. En
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL algunas modalidades, la trayectoria de flujo de aire en una o más ubicaciones dentro del eliminador tiene giros pronunciados, habitualmente con una medida de 90 grados o mayores. Conforme el aire fluye alrededor del doble, partículas de masa grande se desplazan al exterior del giro debido a la fuerza centrífuga en donde se acumulan. En algunas modalidades, las partículas se acumulan en un depósito o cámara conectado neumáticamente a la trayectoria de aire. En otra modalidad, las partículas se acumulan sobre una superficie adhesiva. En algunas modalidades, las partículas se incrustan en una espuma de celda abierta.
Puede ser importante llenar la trayectoria del eliminador y mantener llenado continuo de la trayectoria con material eliminador. Por ejemplo, si se utiliza una trayectoria 2-D y está orientada en un plano horizontal, el material eliminador puede sedimentarse en el fondo de la trayectoria dejando una trayectoria de gas sin obstrucciones por encima del material eliminador. En una modalidad, el espacio de aire en la parte superior de la trayectoria laberíntica se llena con espuma de celda cerrada u otro material de relleno que se pueda comprimir y que sea compatible con NO para evitar que el gas evite el material eliminador. En una modalidad, se utiliza una trayectoria 2-D con el plano de gas que se desplaza orientado en una orientación vertical de manera que el gas es obligado a
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL desplazarse a través del material eliminador conforme se desplaza hacia abajo por debajo de las obstrucciones en la trayectoria de gas. El beneficio de este enfoque es que el sedimentado del material eliminador debido a gravedad y vibración del tránsito no afecta la eficacia del eliminador. En una modalidad, la trayectoria de eliminador se desplaza en 3 o más direcciones de manera que la sedimentación del material eliminador no introduce una trayectoria de flujo de gas que evite el desplazamiento a través del material eliminador. En una modalidad, una trayectoria de eliminador delgada y larga también se puede crear al llenar un tubo con material eliminador. El tubo se puede colocar en espiral, de manera envolvente, plegado o enrutado de alguna otra manera como parte de un dispositivo desechable. Los cilindros moldeados u otras formas se pueden agregar al cartucho para proporcionar una estructura para envoltura de los mismos en un espacio estrecho sin estrangular el tubo. Con referencia a la figura 64, un alojamiento de cartucho 780 se ilustra con cinco cilindros 782 para envolver tubos eliminadores. Los tubos se pueden conformar de una diversidad de materiales que incluyen material elastomérico como por ejemplo Tygon, un material más rígido, por ejemplo acero inoxidable o Teflón.
En algunas modalidades, una trayectoria eliminadora comprende una trayectoria de vaivén 2D o laberíntica orientada en un plano vertical para asegurar contacto del gas
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL con el eliminador. En una modalidad, una trayectoria de eliminador comprende una trayectoria tortuosa 2D orientada en un plano horizontal con material de relleno impermeable en la parte superior para evitar que los gases que no fluyen a través del material eliminador. En una modalidad, una trayectoria de eliminador comprende una trayectoria que fluye en 3 direcciones ortogonales (o direcciones adicionales) para asegurar que el gas fluye a través del eliminador sin importar la orientación del cartucho. En una modalidad, una trayectoria de eliminador comprende un tubo (por ejemplo, un tubo rígido o un tubo elastomérico) localizado dentro del alojamiento de cartucho. En algunas modalidades, una trayectoria de eliminador tiene un área en sección transversal menor de 0.5 cm<sup>2</sup>, lo cual puede incrementar la vida del eliminador al asegurar que el gas tiene contacto con la totalidad del eliminador. En algunas modalidades, un cartucho puede tener la capacidad de redirigir el gas que fluye en una trayectoria de eliminador a otra trayectoria de eliminador. En algunas modalidades, el material eliminador es comprimido por un resorte de manera que el material eliminador permanece empacado después de encontrar fracturas y sedimentación debido al impacto, manejo y/o vibración. En algunas modalidades, se puede usar un sistema que sea capaz de generar NO a partir de dos o más plasmas independientes, enviar el NO hacia dos o más trayectorias de eliminador
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL independientes y fusionar el flujo de NO en una corriente de aire hacia un paciente.
En algunas modalidades, el eliminador puede incluir un alojamiento de eliminador reutilizable que permite al usuario remover material eliminador y agregar material eliminador nuevo. Al remover y sustituir el material eliminador, esto permite que los componentes remanentes permanezcan en su lugar mientras únicamente el material eliminador es desechado al final del tratamiento.
El óxido nítrico químicamente es muy reactivo y por lo tanto la selección de material para el cartucho y otras partes del sistema que están expuestas a NO es importante. En algunas modalidades se utilizan polímeros como por ejemplo polietileno y polipropileno. Los polímeros alternativos también se pueden utilizar. Una manera de proteger el polímero es recubrir protectoramente la superficie del polímero con metal, material cerámico, vidrio o material eliminador para evitar la reacción de NO. En algunas modalidades, la trayectoria del eliminador tiene paredes construidas de material eliminador.
Varios parámetros se utilizan para determinar la longitud de la trayectoria de eliminador. En algunas modalidades, la longitud de la trayectoria de eliminador que se requiere para reducir las concentraciones de NO2 para niveles aceptables depende de la concentración inicial de
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NO2, el caudal, la longitud de la trayectoria del eliminador, el tamaño del eliminador, el área en sección transversal del eliminador, el número de partes de eliminador paralelas, temperatura y/o presión. Por ejemplo, un adulto que esté siendo tratada con una máscara facial, que recibe 60 Ipm de aire con 40 ppm de NO requerirá 2 trayectorias de eliminador de 70 cm de largo aproximadamente con un ID de 6 mm (1/4) que fluyen a 2 Ipm con 3 00 ppm de NO con el fin de durar 1 semana. Por otra parte, pacientes neonatales que respiran 20 ppm a 0.5 Ipm requieren sólo una tubería de ID de 6 mm (1/4) de 6 cm de longitud para un eliminador que dura por lo menos una semana. De este modo, el arreglo de los eliminadores se puede producir de modo que coincida con el caudal, la concentración de NO y los requerimientos de duración de los usuarios.
En algunas modalidades, un cartucho único puede tener múltiples trayectorias de eliminador con longitud variable. Por ejemplo, el cartucho puede incluir una trayectoria de eliminador con una trayectoria larga para aplicaciones principalmente de adulto y una trayectoria de eliminador con una trayectoria más corta para ventilar mutuamente al paciente y un respaldo para el circuito primario de generación de NO. La trayectoria de respaldo también se puede aplicar a ventilación manual.
En algunas modalidades, un cartucho puede incluir
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL múltiples trayectorias de eliminador en donde cada trayectoria tiene gas con puertas intermoldeadas que bloquean el flujo de aire dentro y fuera del mismo. Con base en la aplicación para la que está destinada el cartucho, las lengüetas en la parte moldeada por inyección se rompen durante la fabricación para permitir que el gas fluya a través de trayectorias particulares de eliminador.
Una trayectoria de eliminador para ventilación manual también puede servir como un circuito de respaldo para suministro de NO al ventilador si existe una falla en alguna parte del circuito ventilador NO. Una válvula selectora permite al usuario seleccionar entre el modo manual y el modo de ventilador para el segundo circuito. El accionamiento de la válvula puede ser manual, automático o controlado por un programa. Para acción manual, palancas, perillas giratorias, válvulas de jalar y empujar, controles deslizables o cualquier otro mecanismo manual se puede utilizar. Las opciones controladas por un programa involucran accionamiento solenoide de la válvula ya sea físicamente acoplando un mecanismo sobre el cartucho o aplicando una fuerza electromagnética a una rebaba de hierro dentro del mecanismo de válvula del cartucho. En algunas modalidades, un selector manual/ventilador se puede desviar hacia el soporte de ventilador. Por ejemplo, el selector puede permanecer únicamente en la posición manual cuando el dispositivo de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL ventilación manual real está conectado al sistema. En una modalidad, un sensor óptico dentro del controlador puede detectar la posición del selector y mostrar al usuario que el modo manual ha sido habilitado sobre una pantalla o presentación. La habilitación del circuito de dispositivo de ventilación manual también soporta la función del ventilador y evita la necesidad de una tercera trayectoria de eliminador con el fin de proporcionar tanto soporte de ventilador redundante como un rasgo manual.
El cartucho puede incluir una o más válvulas en el punto de salida de las trayectorias del eliminador para evitar que los contenidos del circuito de ventilador entren al eliminador. Las válvulas pueden ser activas . (por ejemplo una válvula accionada por solenoide) o pasivas (por ejemplo una válvula de pico de pato). Se entenderá que cualquier tipo de válvula u otra conexión se puede utilizar en el punto de salida de la trayectoria de eliminador para evitar el retroflujo desde el circuito ventilador conectado al cartucho.
Se pueden colocar uno o más filtros de salida entre el material eliminador y la cámara de chispa para evitar el desplazamiento de material eliminador en la cámara de chispa. Un filtro también se puede colocar entre el eliminador y el circuito ventilador para evitar el desplazamiento del material eliminador al circuito ventilador.
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Bajo ciertas condiciones, el NO<sub>2</sub> se puede convertir nuevamente en NO. En una modalidad, el dispositivo de generación de NO expone NO + aire a un rasgo de molibdeno calentado que cataliza la conversión de NO<sub>2</sub> a NO. En otra modalidad, el gas que contiene NO<sub>2</sub> es expuesto a una superficie de carburo de metal calentada que convierte N0<sub>2</sub> de regreso a NO. En otra modalidad, se utiliza una fuente de luz UV con una longitud de onda de aproximadamente 380 nm para convertir NO<sub>2</sub> en la corriente de gas nuevamente en NO. En otra modalidad, la intensidad de plasma y la duración de exposición son suficientes para convertir todo el oxígeno en una muestra de aire a NO, por lo que deja cantidades en traza de oxígeno para oxidar el NO. En algunas modalidades, que convierte una proporción alta de oxígeno disponible a NO, es posible que el eliminador remueva el NO<sub>2</sub> lo cual puede no requerirse si los niveles iniciales de generación de NO<sub>2</sub> son suficientemente bajos.
DISEÑO NEUMÁTICO
Un sistema de generación de NO incluye diversos tubos y múltiples para dirigir los gases reactivos y productos a través del sistema. En una modalidad, un múltiple único proporciona un enrutado neumático para uno o más de los siguientes rasgos neumáticos: depósito de aire, medición de presión del depósito, válvula proporcional (es decir, controlador de flujo), medición del flujo de reactivo
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL gaseoso, cámara de plasma, interconexión de montaje de ensamblado de electrodo, montaje de sensor de presión de cámara de plasma, montaje director de flujo, montaje de válvula de salida, enrutado para trayectorias de plasma a sensores de análisis de gas, enrutado para producto gaseoso a una trayectoria eliminadora, enrutado de producto gaseoso a través de un director de flujo que selecciona entre la bolsa y el ventilador, enrutado del producto gaseoso a un cartucho ventilador, etc.
En algunas modalidades, las vías neumáticas son manejadas por más de un múltiple. Existe un múltiple para cada día redundante.
En algunas modalidades, existen tres trayectorias de eliminador: una primera trayectoria de ventilador, una segunda trayectoria de ventilador y una trayectoria de ventilación manual (circuito de bolsa).
En algunas modalidades, la trayectoria neumática es dividida secuencialmente, con múltiples más pequeños de capacidad reducida que manejan los gases reactivos y productos en serie. En una modalidad, un múltiple maneja uno o más de lo siguiente: presión del depósito de reactivo gaseoso, montaje de orificio proporcional, medición de caudal de reactivo gaseoso, presión de cámara de plasma. En algunas modalidades, un múltiple funciona como parte del alojamiento de depósito de aire; como una tapa de extremo, un tapón o el
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- 192 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL alojamiento de depósito de aire mismo, por ejemplo.
En una modalidad, el montaje de electrodo incluye un múltiple con una entrada de reactivo gaseoso y una salida de producto gaseoso. En una modalidad, el múltiple es metálico para proporcionar blindaje electromagnético. El montaje/múltiple de electrodo puede ser sustituido como una unidad por el usuario como parte del servicio sistemático. Una filosofía de diseño es dirigir los gases a los electrodos en vez de dirigir electricidad a los electrodos. Esto es debido a que el gas es dirigido fácilmente dentro de un sistema utilizando una tubería. La electricidad es fácil de dirigir también con cables, no obstante, el alto voltaje que se requiere para generación de plasma produce EMI. De esta manera, la longitud del conductor eléctrico debe minimizarse. En una modalidad, la cámara de plasma se localiza dentro de una jaula Faraday con trayectorias de gas que corren dentro y fuera de la jaula de Faraday. En una modalidad, el montaje de electrodo/múltiple reside en la misma jaula de Faraday que el circuito de alto voltaje y los conductores eléctricos desde el circuito de alto voltaje al montaje de electrodo.
En una modalidad, un múltiple único maneja los pasajes neumáticos y las conexiones para los siguientes rasgos: medición de presión de la cámara de plasma, válvula proporcional para compensación de altitud, válvulas de salida para derivación de flujo a los sensores de análisis de gas,
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL uno o varios directores de flujo para dirigir los gases de producto a los sensores, uno o varios directores de flujo para dirigir los gases de producto a trayectorias de tratamiento específicas (tratamiento de ventilador versus ventilación de bolsa manual, por ejemplo), enrutado de gases a una trayectoria de eliminador, enrutado de gases para una trayectoria de eliminador a una trayectoria de inyección de NO, enrutado de gases a un inyector de No, enrutado de gases a un cartucho de ventilación, etc.
Las figuras 65 a 68 ilustran varias modalidades de circuitos neumáticos.
La figura 65 muestra un diseño neumático ejemplar 790 para un sistema de generación y suministro de NO. En la parte izquierda superior del diagrama, los gases de muestra 792 se originan en el circuito de tratamiento (parte inferior derecha de la figura, marcada como A) entran al sistema a’ través del filtro 794 y se desplazan a través de la trampa de agua 796. En algunas modalidades, este filtro 794 es desechable de manera que el usuario puede sustituirlo según se necesite cuando se obstruye. Un filtro adicional 798 después de la trampa de agua 7 96 protege los sensores de análisis del gas de los contaminantes. Los gases de muestra después fluyen a través de una bomba 800 y después a través de un orificio fijo 802 que limita el caudal del gas a través de los sensores y disminuye los pulsos en las muestras de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL gas. El gas después fluye a través de una tubería Nafion 804 para agregar humedad a la muestra desde las muestras en caso de que los gases de muestra estén muy secos. Después, el gas de muestra fluye a través de uno o más sensores de análisis de gas. Se muestran los sensores 806, 808, 810 para NO, NO2 y O2. Un sensor de diferencial de presión mostrado en el lado izquierdo del bloque del múltiple sensor se utiliza para medir el caudal a través del múltiple sensor de gas 812. Este caudal se puede utilizar para asegurar que la bomba de muestra está funcionando. Un sensor de presión absoluta cerca del extremo (parte inferior) del múltiple de sensor se utiliza para medir la presión atmosférica. Los gases salen del múltiple de sensor y fluyen a través de un acoplamiento en T, en donde una columna se conecta a la presión atmosférica y la otra columna se conecta a un orificio externo en el dispositivo. La primera columna se conecta a la atmósfera para evitar que el vacío del hospital afecte el caudal a través del múltiple de sensor de gas y que altere potencialmente el tratamiento de los pacientes. El puerto externo se puede conectar a vacío del hospital o se puede sólo ventilar a la atmósfera.
Al moverse a la derecha en la figura 65, en la parte superior del diagrama existe una entrada 814 para recibir el reactivo gaseoso en el sistema. En algunas modalidades, existe una conexión de aire médico de 22 mm. El
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL gas reactivo que entra fluye a través de un filtro 816 para remover material particulado y después se bifurca en dos trayectorias paralelas de generación de NO. Cada trayectoria consiste de una bomba 818a, 818b, un depósito 820a, 820b, un sensor de presión de depósito 822a, 822b, una válvula de flujo proporcional 824a, 824b, un orificio fijo, un sensor de presión de cámara de plasma 826a, 826b y una cámara de plasma 828a, 828b. Después de la cámara de plasma 828a, 828b, cada trayectoria de flujo tiene un director de flujo 830a, 830b que puede dirigir gases a ya sea el múltiple de sensor de gas 812 o hacia el aire de inspiración del paciente. Estas trayectorias laterales del múltiple de sensor de gas 812 permiten al sistema evaluar el gas producido y/o redirigir gases dentro de la cámara de plasma alejándolo del paciente. Después de las trayectorias laterales de análisis de gas, una de las trayectorias de gas utiliza un director de flujo 832 para seleccionar si los gases producto fluirán a un circuito ventilador (B en la figura) o a una salida de bolsa manual (C en la figura). Los gases después fluyen a través de tres depuradores paralelos en un cartucho desechable 833. Los pasajes depuradores consisten de un filtro, material depurador, un segundo filtro y una válvula de una vía. La válvula de una vía asegura que las presiones y materiales fuera del sistema no entren al cartucho y controlador.
En la esquina derecha inferior de la figura 6 5 se
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL muestra una instalación de tratamiento. En un circuito ventilador 834, los gases de inspiración salen del ventilador y entran al cartucho ventilador 836. Los gases fluyen a través de dos sensores de flujo 838, 840. En algunas modalidades, los sensores de flujo miden a presión, humedad y temperatura además del flujo. El gas producto que contiene NO se fusiona con el flujo de inspiración después de los sensores de flujo. El flujo de inspiración continúa a través de un filtro HEPA 842, un humidif icador 844 y sobre un acoplamiento en T 846, en donde los gases de muestra son jalados, después dirigidos al paciente.
También se muestra en la esquina derecha inferior de la figura 65 un circuito de empaquetamiento manual 848. Los gases de inspiración son abastecidos desde un mezclador/salida de pared/cilindro 850 y son introducidos al cartucho ventilador 836. El flujo se mide dentro del cartucho ventilador 83 6 antes de agregar gas que contiene NO. Los gases fluyen a través de un humidificador opcional 852 y sobre un acoplamiento en T 854 en donde los gases de muestra son jalados y después dirigidos al paciente.
El sistema que se muestra en la figura 66 es similar al sistema que se muestra en la figura 65 con la excepción de que el primer director de flujo 860 dentro de la línea secundaria de producción de NO selecciona entre el flujo a la extremidad de inspiración y el flujo hacia
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL respiración manual/sensores de gas, después un segundo director de flujo 862 selecciona entre el flujo al circuito de empaquetamiento manual y el múltiple de sensor de gas. Una ventaja de esta configuración es que la restricción de flujo de las líneas primaria y secundaria de generación de NO son idénticas. Otro rasgo de este sistema es una válvula en la entrada del múltiple de sensor de gas desde las líneas de derivación que puede ser accionado en combinación con las válvulas directoras de flujo para crear un volumen cerrado que puede ser probado para fugas durante una autoprueba del sistema. El volumen cerrado incluye vías neumáticas entre la bomba y el múltiple de sensor de gas, que incluyen la cámara de plasma.
La figura 66 también muestra una modalidad de la porción reutilizable del sistema en donde el múltiple es dividido en un múltiple superior 864, un múltiple inferior 866 y cámaras de plasma sustituibles 868a, 868b. La separación de las funciones en múltiple en diversos múltiples facilitan la fabricación del múltiple y elimina y/o minimiza la necesidad de juntas que pueden representar una fuga en el sistema. El múltiple superior 864 está cercano o es parte del depósito. En una modalidad, el múltiple sirve como una tapa de extremo a un depósito tubular. En otra modalidad, el depósito es un volumen dentro del múltiple superior. El múltiple inferior 866 alberga cámaras de plasma removibles y
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL dirige gases al cartucho eliminador 833. En esta modalidad, el cartucho eliminador se conecta neumáticamente de modo directo al cartucho ventilador para tiempo de tránsito reducido de NO y conexiones neumáticas reducidas. La figura 66 muestra un sistema sin un filtro HEPA en la salida del sistema de generación de NO.
La figura 67 muestra una modalidad de sistema que es en gran medida similar a los sistemas que se muestran en la figura 65 y 66. Una diferencia es en la manera en que el gas para análisis de sensores redirigido. Los gases muestran desde la vía primaria son redirigidos con un director de flujo mientras que los gases desde la vía secundaria fluyen a través de una válvula dentro de la vía de sensor de gas. Este diseño ofrece un beneficio en que la restricción de flujo de las trayectorias de flujo primario y secundarias serán idénticas por lo que se diminuye la variación en el desempeño entre las vías redundantes de generación de NO. Otro rasgo único de este sistema es que no hay depósitos y se basa únicamente en la presión generada en la línea entre la bomba y la válvula proporcional. Generalmente, este es un volumen pequeño a lo que vuelve a este diseño más aplicable a neonatos y pacientes con una baja pulsación de NO.
La figura 68 proporciona detalle adicional de un múltiple inferior. El reactivo gaseoso entra al múltiple a través de una entrada de gas 882 en la parte superior. El gas
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL pasa a través de una pared de un múltiple de electrodo 884 y dentro de una ranura en el exterior de un bloque de electrodo 886. La ranura está sellada a una perforación dentro de un múltiple de electrodo utilizando anillos toroidales 888. La ranura existe alrededor de la circunferencia del bloque de electrodo para evitar un pasaje ciego que podría mantener un flujo de gas estancado que podría convertirse en N0<sub>2</sub>. El gas que fluye desde la ranura al hueco dentro del bloque de electrodo que sirve como una cámara de plasma. Un montaje de electrodo coincide con el bloque de electrodo para sellar la cámara con un sello de anillo toroidal. El bloque de electrodo es indexado de manera que únicamente entra el bloque de electrodo en una orientación. Después de pasar a través del plasma, el producto gaseoso sale a través de un orificio en una pared del bloque de electrodo en una segunda ranura circunferencial. El gas que sale de la ranura en el múltiple de electrodo y después al múltiple desviador en donde pasa a través de desviadores de flujo, como se describe en lo anterior. El múltiple de electrodo se sujeta al múltiple desviador con sujetadores roscados y anillos toroidales que proporcione un sello para cada conexión neumática.
Como se ha mencionado en lo anterior, el bloque de electrodo sella el múltiple de electrodo con tres anillos toroidales. El bloque de electrodo se puede elaborar de ya
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL sea polímero o metal. En una modalidad, se elabora de aluminio, debido a su alta conductividad térmica para ayudar en el enfriamiento. Las aletas de enfriamiento en el extremo cerrado del bloque de electrodo proporcionan un área de superficie adicional para ayudar en la remoción de calor desde la cámara de plasma al aire de enfriamiento convectivo dentro del recinto del dispositivo. Un rasgo de remoción en el extremo del bloque de electrodo consiste de un alambre desde el que se puede sujetar con un dedo y se pueden jalar para remover el bloque de electrodo desde el múltiple de electrodo. Un beneficio de este diseño es que el bloque de electrodo es sustituible en caso de que se dañe en uso o que reciba materiales de electrodeposición suficientes que afecten la actividad del electrodo. El bloque de electrodo es sujetado al múltiple de electrodo con tornillos, una pinza o de alguna otra manera. En una modalidad, no se requieren herramientas para separar el bloque de electrodo. El beneficio de la modalidad que se muestra en la figura 92 es que el montaje de electrodo se puede separar de un panel de acceso en la parte trasera del dispositivo de generación de NO al remover el bloque de electrodo, sustituir el montaje de electrodo y volver a insertar el bloque de electrodo.
En el lado alejado de la figura 68, se muestra un compartimiento aislante 896 para evitar que materiales extraños generen un corto en el montaje de electrodo. Se
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL aplica alto voltaje al electrodo central del montaje de electrodo por medio de un contacto eléctrico. Una conexión de retorno de electrodo 898 hace contacto con la cubierta conectada a tierra de un montaje de electrodo para completar el circuito de alto voltaje.
INTRODUCCIÓN DE FLUJO DE NO A UN FLUJO DE INSPIRACIÓN
Inyección de NO en la corriente de inspiración
Un sistema de generación de NO requiere un período de tiempo para detectar flujo de inspiración, ajustar los parámetros de generación de NO, generar NO, depurar NO2 y suministrar NO a una corriente de inspiración. Este retraso en el tiempo de reacción genera un desplazamiento de fase entre la demanda de NO y el suministro de NO. Si la demanda retrasa el suministro de NO, la concentración dentro de la corriente de inspiración puede ser tan baja al inicio de un pulso de inspiración y alta al final de un pulso de inspiración.
En algunas modalidades, se introduce NO al flujo de inspiración como un chorro con una velocidad mayor que el flujo de inspiración prevalente. Esto permite que el NO entre al flujo de inspiración para desplazar el retraso de fase y captar el flujo de inspiración.
Por ejemplo, un bolo de NO destinado para dosificar un bolo de aire de inspiración se puede introducir después de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL que el bolo de inspiración ha pasado el inyector de NO pero puede ser retenido con el bolo de inspiración al tener una tasa de velocidad mayor.
En algunas modalidades, el flujo de NO se inyecta a través de un tubo de diámetro pequeño, concéntrico con el tubo que transporta el flujo de aire de inspiración. El área pequeña incrementa la velocidad del gas producto rico en NO conforme entra al flujo de inspiración. En algunas modalidades, el caudal de NO se selecciona en base en el tiempo de retraso del sistema. Una válvula proporcional es de una vía para ajuste del flujo de NO. En algunas modalidades, el chorro alineado en eje que es significativamente más pequeño que el tubo de suministro para crear un chorro de NO que constituye un retraso de sistema con el objetivo de crear una concentración controlada bien mezclada.
Inyección de NO
La presión dentro de un circuito de inspiración varía. Un dispositivo de generación de NO genera gases de producto a una presión mayor que la presión dentro del circuito de inspiración para de ese lugar ser ventilados desde el dispositivo de generación de NO al circuito de inspiración. En alguna modalidad, se utiliza una bomba grande y que responde ante la presión de gas variable y el flujo, según se requiere para asegurar un flujo hacia delante de NO en la corriente de inspiración. En otra modalidad, se utiliza
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL una bomba más pequeña para llenar un depósito de aire a una presión que es mayor que dentro del circuito de inspiración. El volumen del depósito se selecciona con base en la presión máxima del circuito de inspiración y el volumen de bolo máximo de NO que se requiere. En este enfoque de depósito, el sistema puede suministrar un flujo alto y una presión alta por una cantidad breve de tiempo que es suficiente para dosificar un bolo de gases de inspiración con NO. Entre respiraciones, el depósito de aire se recarga de manera que está lista para dosificar un bolo de inspiración subsecuente.
Debido al hecho de que el NO tiene una semivida dentro de la fisiología que dura más que una respiración, no es necesario dosificar en cada respiración con el fin de mantener la respuesta fisiológica deseada. En una modalidad, el dispositivo de generación de NO dosifica un subconjunto de inspiraciones. En una modalidad, el suministro de NO se establece en cada tercer respiración. En una modalidad, el suministro de NO se basa en el suministro de un número establecido de moléculas de NO por unidad de tiempo.
En algunas modalidades, el sistema de generación de NO incrementa la presión de gas corriente arriba del inyector de NO y libera un pulso de gas en un tiempo específico en el ciclo de inspiración. En una modalidad, el gas a alta presión es almacenado dentro de la cámara de plasma antes de su
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL liberación.
En algunas modalidades, el reactivo gaseoso a alta presión se almacena dentro de un depósito localizado antes de la cámara de plasma. En una modalidad, un medio de control de flujo se localiza entre el depósito de aire y la cámara de plasma para hacer variar el flujo de gas a través de la cámara de plasma. En otra modalidad, un medio de control de flujo se localiza después de la cámara de plasma de manera que la cámara de plasma se encuentra a la misma presión que el depósito de aires.
En una modalidad, un depósito de gas que contiene producto gaseoso se localiza después de la cámara de plasma. Un medio de control de flujo (por ejemplo, una válvula proporcional) se localiza entre el depósito de gas y el inyector de NO.
La liberación de presión puede ser en respuesta a un evento de inspiración detectado, en anticipación de un evento de inspiración en base en la sincronización de los eventos previos, en base en la medición de un parámetro fisiológico, en base en una señal de activador desde un dispositivo periférico (por ejemplo, ventilador) en base en la corriente de datos desde un dispositivo periférico.
Al ajustar la presión corriente arriba del inyector de NO, el sistema puede modular el caudal del NO gaseoso que entra a la corriente de inspiración.
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Recirculación de NO
En algunas modalidades de los sistemas de tratamiento con óxido nítrico inhalado, la vía neumática conduce gas en una dirección única desde la fuente de NO (es decir, un tanque o unidad de generación) a un punto en donde se inyecta el gas rico en NO al interior del flujo en el circuito de inspiración (figura 69A).
En algunas modalidades, la recirculación de gas entre la fuente de NO 900 y el punto de inyección 902 se puede obtener (figura 69B). Esto se puede utilizar con todos los tipos de sistemas de generación de NO descritos en la presente, que incluyen sistemas ambulatorios y aplicaciones agudas, por ejemplo, con un inyector de NO remoto.
A temperatura y presión estándar, el óxido nítrico reacciona con el oxígeno para formar dióxido de nitrógeno (NO2) . El NO2 es un contaminante tóxico al cual la exposición de un ser humano debe limitarse. La velocidad de oxidación de NO es la velocidad de formación de NO2. La velocidad de reacción se incrementa cuando la concentración de NO es mayor o la concentración de oxígeno es mayor. La reacción no es muy sensible a la temperatura cerca de temperatura y presión estándar. Durante el tratamiento con NO inhalado, es necesario mantener una concentración constante de NO inhalado, mientras se diluye al mínimo el flujo de inspiración. Por lo tanto, la fuente de NO típicamente es una
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL concentración razonablemente alta (-500-1000 ppm). Si la fuente de NO es un tanque de gas comprimido, y el resto del gas es una especie inerte como por ejemplo nitrógeno, la única formación significativa de NO<sub>2</sub> se produce en el circuito de inspiración después de que el gas rico en NO se mezcla en la proporción correcta con el flujo de inspiración para obtener la concentración de dosis deseada.
En algunas modalidades, se utiliza un arco eléctrico para generar óxido nítrico a partir de aire ambiente. El óxido nítrico (NO) está presente en una concentración del orden de 50 a 5000 ppm, dependiendo de la dosis deseada y del flujo de inspiración. No obstante, el oxígeno de recambio y el nitrógeno permanecen virtualmente sin cambio a partir de las concentraciones atmosféricas de aproximadamente 21% y 78%, respectivamente. Por lo tanto, el NO<sub>2</sub> se forma desde el momento en que se genera NO en el arco. Parte de este NO<sub>2</sub> puede ser removido químicamente después de que el generador de NO eléctrico antes de que el gas rico en NO se mezcle en el flujo de inspiración.
Con base en el diseño detallado del circuito neumático, y los detalles del caudal de inspiración y la terapia con NO, el tiempo de permanencia del gas rico en NO y rico en O<sub>2</sub> en el volumen después de remoción química de NO<sub>2 </sub>pero antes de la inyección puede ser excesivo. Un tiempo de residencia excesivo genera una mayor formación de NO<sub>2</sub>.
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En algunas modalidades, existe un ciclo recirculante de gas rico en NO. El gas está circulando constantemente y únicamente una porción es desviada a la extremidad de inspiración. La recirculación limita el tiempo de residencia de manera que la formación de N0<sub>2</sub> se puede limitar. Además, el gas que regresa a la fuente de No puede ser redepurado de manera que se limite la acumulación de N0<sub>2</sub>.
La figura 70 ilustra una modalidad de un ciclo recirculante 9109 que remueve continuamente N0<sub>2</sub> de almacenados de gas que contenga NO. Se abre una válvula para inyectar gases que contienen NO como se indica por el generador de NO 912. En algunas modalidades, la válvula se abre abriendo la inspiración del paciente.
La figura 71 ilustra una modalidad de un sistema en donde el gas recirculado 920 fluye de regreso a través del generador de NO 922. Esto es aceptable debido a que sólo una fracción de N<sub>2</sub> y O<sub>2</sub> se convierte a NO en la cámara de plasma. De este modo, se puede generar NO adicional del mismo aire.
El flujo de gas rico en NO se puede dirigir a la extremidad de inspiración al cerrar la válvula de inyección en la columna de retorno, de otra manera el gas rico en NO recircularía continuamente en el ciclo.
AUTOPRUEBA (CALIBRACIÓN)
Existen varios enfoques que se pueden utilizar para
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL asegurar que el sistema de generación de NO está funcionando según se espera, asegurando que los sensores de gas estén funcionando como se espera y/o al calibrar el sistema. Se entenderá que la calibración y el autoajuste son intercambiables y en algunas modalidades se refieren a probar la producción de NO y respuestas de sensores. Algunas de estas soluciones pueden disminuir de modo significativo el tiempo y la complejidad de calibración. En algunas modalidades se utiliza un cartucho de calibración y en algunas modalidades se utiliza una derivación de gas de calibración interna al dispositivo controlador de tratamiento. Ambas modalidades aprovechan el hecho de que el plasma controlado genera cantidades conocidas, de NO. El plasma es controlado al tomar en consideración uno o más de lo siguiente: presión del aire ambiente, temperatura ambiente, humedad, frecuencia de generación de chispas, ciclo de trabajo de generación de chispas, caudal de aire. Se entenderá que también se pueden considerar otros factores cuando se controla el plasma y se calibra el sistema. Los enfoques de calibración descritos en la presente pueden proporcionar ahorros de hasta 70% en tiempo debido a una disminución en la relación de usuario y la capacidad de verificar el funcionamiento de los sensores de NO y NO<sub>2</sub> así como la producción de gas simultáneamente.
En algunas modalidades que se muestran en la figura
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72, un cartucho de calibración 930 dirige la salida de flujo de gas que contiene NO/NO<sub>2</sub> desde la cámara de plasma 936 a través de una derivación 934 a la entrada de cámara de sensor antes de eliminación para NO<sub>2</sub>. Al controlar la actividad de plasma de acuerdo con las condiciones ambientales y los niveles de concentración deseados de NO y NO<sub>2</sub>, los sensores pueden exponerse a valores altos o bajos conocidos para calibración de sensores. Aunque la precisión de esta solución no es al mismo nivel que la calibración con gas de calibración susceptible de ser seguido, esta prueba puede detectar problemas de desempeño del sistema con un esfuerzo mínimo por parte del usuario. El cartucho de calibración 930 puede incluir un chip RFID 932, un código de barras y una interconexión mecánica única u otro medio para identificación automática por el controlador. El sistema automáticamente puede introducir el modo de calibración cuando un cartucho de calibración 930 ha sido insertado y detectado. El chip RFID 932 también puede incluir constantes de calibración para un cartucho específico, si la variación de cartucho a cartucho es suficiente para garantizar este nivel de control. Se entenderá que se pueden utilizar otros mecanismos de identificación en lugar de o junto con el chip RFID, que incluyen pero que no se limitan a un código de barras bidimensional.
En algunas modalidades, el cartucho de calibración
210 también incluye rasgos adicionales como por ejemplo un filtro de carbón para remover NO del aire ambiente, lo cual puede asegurar que los niveles cero para una calibración baja no necesitan una desviación debido a los niveles ambientales de NO. El cartucho de calibración incluye una conexión de gas y en una modalidad tiene una conexión de gas en la superficie frontal para la adición de O<sub>2</sub>, NO o NO2 gaseoso para calibración manual con una fuente externa de gas de calibración. La conexión de gas es controlada por una válvula, una llave, solenoide u otro medio. En algunas modalidades, la válvula de conexión de gas puede estar en el mismo lugar que el selector manual/ventilador en un cartucho estándar para facilidad de uso incrementada.
En algunas modalidades, en un sistema que tiene electrodos localizados dentro del controlador, los gases de salida desde la cámara de plasma se pueden dirigir a la cámara de muestra a través de una vía completamente dentro del controlador, sin pasar a través de un cartucho (figuras 65, 66, 67 y 68) . Esto permite la calibración de valores altos o bajos en cualquier momento sin requerir equipo adicional en forma de un cartucho de calibración o un cilindro de gas comprimido. Una o más derivaciones desde una salida de cámara de plasma o una cámara de plasma a la cámara de sensor de gas se puede controlar por una válvula controlada por un programa, una válvula manual, una bomba, o
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL cualquier otro medio de control de flujo. En algunas modalidades, la respuesta de los sensores de gas y la producción de NO y la trayectoria de generación de NO se pueden verificar simultáneamente mientras otra trayectoria de generación de NO suministra NO a un paciente.
Se puede realizar una prueba de respuesta de sensor (calibración alta) por generación de plasma a una velocidad que produce una cantidad conocida de NO y NO<sub>2</sub>. Se puede realizar una calibración baja al detener la generación de plasma y exponer los sensores a aire ambiente. De manera alternativa, la calibración baja para NO y NO<sub>2</sub> se puede realizar al mismo tiempo que la calibración alta para O<sub>2 </sub>puesto que el gas de calibración de O<sub>2</sub> no contiene NO o NO<sub>2</sub>.
LÍNEAS DE MUESTRA
El sistema también incluye una o más líneas de muestra. La línea de muestra puede ser un componente desechable que se utiliza para transportar muestras de gas desde la extremidad de inspiración de un ventilador a los sensores de análisis de gas. En algunas modalidades, la línea de muestra es un tubo con uno o más lúmenes. La línea de muestra puede incluir rasgos adicionales que se pueden incorporar en el diseño para facilitar el uso, plan para efectos de humedad y adaptarse a materiales viscosos que pueden entrar en la línea de muestra. En una modalidad, una línea de muestra incluye un acoplamiento para instalación de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL la línea de muestra en un circuito ventilador. Por ejemplo, la línea de muestra puede incluir un acoplamiento en T en el extremo del paciente para facilitar la instalación rápida en un circuito ventilador. El acoplamiento en T puede ajustarse en tamaño para el tamaño de tubería de ventilador esperada como por ejemplo 22 mm para adultos. En una modalidad, la muestra de gas es jalada desde el centro del flujo de ventilador en vez de una pared del acoplamiento en T, por lo que se disminuye el potencial para humedad u otros materiales dentro de la línea de ventilador evitando que entren a la línea de muestra.
Entre el acoplamiento en T y el cartucho/controlador corre un tubo de línea de muestra. El tubo de línea de muestra puede tener una variedad de formas y tamaños. En una modalidad, el tubo tiene una longitud de 3 m (10'), pero se pueden utilizar otras longitudes. En general, la longitud más corta posible del tubo es mejor para minimizar la conversión de NO a N0<sub>2</sub> en la línea de muestra y proporcionar los sensores de análisis de gas con una muestra sincronizada.
El tubo de línea de muestra se conecta a un filtro de línea de muestra. El filtro de línea de muestra puede tener una variedad de formas y tamaños. En una modalidad, el filtro de línea de muestra es de 0.2 gm, hidrofílica, un filtro de diámetro de 50 mm con conectores tipo Luer en ambos
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL extremos. El filtro es hidrofílico de manera que la humedad en la línea de muestra pasa a través hacia la trampa de agua. Son posibles otros diámetros y se relacionarán directamente con qué cantidad del filtro va a ser utilizada antes de que se obture y requiera sustitución. Cualquier tipo de conectores se puede utilizar en lugar de las conexiones tipo Luer, que incluyen pero que no se limitan a conectores de empujar/jalar de perforación pequeña y roscados, en la medida en que generen un sello hermético al aire.
En algunas modalidades, la línea de muestra puede incluir una sección de deshumidificación la cual puede tener muchas formas. Por ejemplo, puede tener una longitud de tubería Nafion para ayudar a transferir la humedad desde la muestra de gas al ambiente circundante. En una modalidad, la línea de muestra puede tener un tubo de lumen triple, en donde un lumen se utiliza para extraer los gases de muestra desde el paciente. Los otros dos lúmenes se pueden utilizar para medir el caudal de inspiración del paciente. La línea de muestra con tres lúmenes permite que las muestras de gas y los caudales se midan en el mismo lugar, proporcionando la muestra de gas y los datos de flujo que se sincronizan en tiempo. Este enfoque también disminuye la complejidad dentro del cartucho.
TRAMPA DE AGUA
La trampa de agua, como se indica en lo anterior,
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL se llena con condensad© u otros materiales desde la línea de inspiración. En algunas modalidades, el usuario se le puede notificar que la trampa de agua está casi llena antes de que no haya flujo a través de la trampa de agua. El nivel de fluido en la trampa de agua se puede detectar en una diversidad de maneras que incluyen pero que no se limitan a ópticamente, ultrasónicamente, conductivamente y capacitivamente. La trampa de agua se puede asociar con uno o más sensores y una trampa de agua 942 se puede localizar dentro de un paquete sensor 940 (como se muestra en la figura 73) o dentro del controlador. En algunas modalidades, la trampa de agua se puede localizar cerca de una fuente de calor para ayudar a evaporar el. contenido de la trampa de agua fuera del depósito. En algunas modalidades, se puede agregar un tinte a la trampa de agua para incrementar la opacidad del fluido que se recolecta dentro de la trampa de agua, volviéndolo más fácil de detectar ópticamente.
La trampa de agua se puede utilizar con un generador de NO portátil que puede experimentar aceleraciones laterales de movimiento y/u orientación con respecto a la gravedad. En una modalidad, una espuma de celda abierta o una esponja se colocan en el fondo de la trampa de agua para evitar el salpicado o el desplazamiento de fluido. En otra modalidad, el polímero superabsorbente (poliacrilato de sodio) se coloca en el depósito para controlar el
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- 215 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL desplazamiento de fluidos desde el depósito de trampa de agua. En una modalidad, el polímero superabsorbente se aloja dentro de un empaque para evitar el desplazamiento. En una modalidad, el paquete es un paquete de gel. En otra modalidad, el paquete es una bolsa perforada.
En algunas modalidades, la trampa de agua consiste de un filtro hidrofílico de 1 micrómetro, un separador de agua, un depósito y un filtro de protección de sensor de 0.22 micrómetros. En una modalidad, el depósito es separable del separador de agua para facilidad de vaciado. En una modalidad, existe un acoplamiento de perforación pequeña activado por jeringa en el depósito para drenado del depósito. En otra modalidad, una llave u otra válvula activada manualmente se conecta al depósito de agua para facilidad en el drenado. En una modalidad, el separador de agua consiste de un filtro coalescente. El filtro coalescente se puede envolver en un material de filtro hidrofóbico para protegerlo de salpicaduras de fluido desde el depósito. En otra modalidad, el separador de agua utiliza aceleración centrípeta para separar gotitas de agua del aire al hacer fluir el aire al rededor de una vuelta en una trayectoria de flujo. En una modalidad, existen deflectores dentro del depósito para evitar salpicadas de fluido en contacto con un filtro coalescente. La obstrucción de cualquier filtro se puede detectar por presión en la línea de muestra y/o flujo
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL en la línea de muestra.
Como se explica con mayor detalle en lo siguiente, un cartucho puede incluir una trampa de agua que tiene una barrera hidrofílica que muestrea gases que pasan a su través. El agua líquida puede ser recolectada en el fondo de la trampa de agua mientras que los gases de muestra con vapor de agua pasan a su través. La trampa de agua puede mantener diversos volúmenes de líquido. En una modalidad, las trampas de agua pueden medir aproximadamente 10 mi en volumen pero este volumen puede requerir el drenado y la sustitución múltiples veces dentro de un tratamiento. En una modalidad, la trampa de agua puede medir un volumen que mantiene suficiente líquido de manera que la trampa de agua no necesita ser drenada. Por ejemplo, la trampa de agua puede medir 60 mi en volumen de manera que la trampa de agua no requiere drenado bajo circunstancias normales.
En algunas modalidades, la trampa de agua se localiza cerca de un área tibia del controlador tal como los suministros de energía de alto voltaje del montaje de electrodo. El calor del controlador puede calentar el contenido de la trampa de agua y puede impulsar el contenido líquido de la trampa de agua en forma de vapor de manera que el vapor pueda salir del controlador a través de una cámara de sensor de gas.
En algunas modalidades, el nivel de líquido en la
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL trampa de agua puede ser visible al usuario, por ejemplo, cuando se observa desde la parte frontal del controlador. La visibilidad del contenido de trampa de agua puede facilitar cuando se producen problemas, cuando una alarma en relación a la trampa de agua se genera, como por ejemplo por un sensor de análisis de gas que genera una alarma de flujo de aire. El nivel de fluido dentro de la trampa de agua se puede detectar de una diversidad de maneras que incluyen de manera óptica, ultrasónica, conductiva y con otros medios. En algunas modalidades, la detección de un nivel de fluido en la trampa de agua se obtiene al detectar una gota en presión dentro de la cámara de sensor de gas.
En el caso de que la trampa de agua esté llena o necesite ser drenada, el usuario puede drenar la trampa de agua con una válvula conectada a la trampa de agua. En una modalidad, se puede utilizar un acoplamiento Luer activado por jeringa, pero debe entenderse que cualquier clase de llave, espita o válvula se puede utilizar para drenar la trampa de agua. En algunas modalidades, el controlador puede vaciar automáticamente la trampa de agua por medio de una bomba líquida. La bomba puede transferir el contenido de la trampa de agua a un drenado o un depósito más grande.
Las trampas de agua se llenan durante el tratamiento. En algunas modalidades, la trampa de agua es removible de manera que el depósito puede ser drenado de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL agua. En algunas modalidades, existe una salida en el depósito para permitir el drenado de la trampa de agua sin remoción del depósito del sistema. La salida puede tener un conector de perforación pequeña como un acoplamiento Luer o un acoplamiento saliente. El fluido que fluye a través de la salida se puede controlar por una llave, una pinza de tubería, una válvula activada por jeringa, etc. En algunas modalidades, el nivel de fluido en la trampa de agua se mide por el sistema. Esto permite que el sistema advierta al usuario acerca de un impedimento de la condición de trampa de agua completa antes de que la trampa de agua esté completamente llena. El sistema también puede medir el flujo de gas a través del gabinete sensor. En el caso de que el flujo de gas disminuya, el sistema genera una alarma para que el usuario verifique la trampa de agua.
SENSORES DE GAS
Se pueden utilizar diversos mecanismos para medir la concentración de los gases en el sistema. Los sensores de oxígeno con frecuencia pueden durar más tiempo que los sensores de NO y NO2. Además, la cantidad de O2 en el circuito ventilador no cambia de manera significativa entre el tiempo en que el gas sale del dispositivo NO y alcanza al paciente. De este modo, en algunas modalidades, un sensor de O2 se puede localizar en el cartucho o controlador, en vez de un paquete sensor. Esto mantiene el gas de muestra para el
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- 219 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL sensor de O2 seco y sin hidrocarburos y compuestos de azufre presentes en medicaciones nebulizadas que pudieran afectar su longevidad. La dilución de O2 no cambia después del cartucho.
Las conexiones neumáticas pueden ser una fuente de fuga la cual puede enviar NO2 corrosivo en el dispositivo. En algunas modalidades, las conexiones neumáticas pueden ser disminuidas utilizando un paquete sensor para que el dispositivo agudo que recibe la trampa de agua/montaje de filtro en un extremo pase gases fuera hacia el otro extremo. El paquete sensor puede ser instalado por deslizamiento desde la parte frontal del sistema. En algunas modalidades, la línea de muestra puede incluir una trampa de agua.
En algunos casos, los sensores de gas tienen una resolución muy pobre. En algunas modalidades, otro dígito de resolución se puede obtener al medir el porcentaje de tiempo que el dígito final oscila alto versus bajo. Además, el NO2 puede ser corrosivo y por lo tanto la bomba de línea de sensor puede desgastarse prematuramente por corrosión. En algunas modalidades, se puede incluir una bomba en el paquete sensor de manera que sea sustituida en el mismo protocolo que los sensores de análisis de gas. En algunas modalidades, el paquete sensor incluye una longitud de tubería Nafion para permitir que la humedad en la atmósfera entre a la muestra de gas en caso de que el gas que está siendo muestreado esté seco. Esto protege a los sensores de análisis de gas de ser
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL CO secados. En un ejemplo, la tubería de Nafion tiene una longitud de 30 cm.
CARTUCHOS DE GENERACIÓN DE NO
Los cartuchos se utilizan en un sistema de generación y suministro de NO para facilitar la sustitución de elementos consumibles del sistema. En una modalidad, la totalidad de los elementos consumibles se integran en un cartucho de generación de NO. En otras modalidades, denominadas como modalidades de cartucho múltiple los elementos consumibles como por ejemplo el material eliminador, trampa de agua, trayectoria de flujo de inspiración, sensor de flujo de inspiración, montaje de electrodo y cámara. de generación de chispas son independientes de manera que pueden ser sustituidos sobre protocolos independientes.
Un cartucho de generación de NO puede incluir una variedad de rasgos para la producción de NO. La generación eléctrica de óxido nítrico puede consumir material de electrodo y material eliminador, así como obstruir materiales de filtro. De este modo, es necesario proporcionar un medio de eliminador, electrodo y filtro de aire para limpieza/resuministro/sustituciuón.
En algunas modalidades, un cartucho desechadle puede incluir un alojamiento, el filtro de aire del plasma que entra, una entrada de flujo de ventilador, un conducto de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL flujo de ventilador, una salida de flujo de ventilador, material eliminador de aire que entra, filtro de cierre, cámara de plasma, uno o varios montajes de electrodo, bomba de aire, medición de flujo de ventilador, una entrada de flujo de dispositivo de ventilación manual, una salida de flujo de dispositivo de ventilación manual, una medición de flujo de circuito de dispositivo de ventilación manual, selector manual/de respaldo, conexión de línea de muestra, trampa de agua, drenado de trampa de agua, trayectoria de eliminador de NO<sub>2</sub> dobles, drenado de trampa de agua, válvulas de retención de salida, filtros de salida y un dispositivo de memoria. Otras modalidades pueden incluir uno o más de estos elementos o un subconjunto de estos elementos.
La figura 49 ilustra una modalidad de cartucho 740 que incluye un filtro de entrada de aire 742, un eliminador de aire 744, mediciones de flujo de ventilación (Pl, P2) , entradas de aire 748 en cámaras de plasma 746, trayectoria de eliminador dobles 750, un dispositivo de memoria 752, un selector de modo manual 754, una trampa de agua 756 y una conexión de línea de muestra 758. Una salida de bolsa 760 también se puede incluir y permitir que la bolsa del ventilador se acople al cartucho.
El cartucho incluye un alojamiento que está configurado para encapsular los diversos rasgos del cartucho, facilitando el manejo y establecimiento del sistema. El
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL alojamiento del cartucho se diseña con rasgos para facilitar la colocación apropiada del cartucho en el controlador del sistema, por ejemplo, una sección transversal única y/o marcas para evitar la inserción al revés o lateralmente. En algunas modalidades, el alojamiento puede estar revestido o pintado con materiales conductores y/o de blindaje a EMI para evitar emisiones electromagnéticas que abandonen el sistema. El alojamiento puede ser desechable o reutilizable. En un diseño reutilizable, el alojamiento del cartucho se puede abrir de manera que los electrodos, filtros y/o material eliminador pueden ser sustituidos antes del siguiente tratamiento.
En algunas modalidades, los rasgos presentados sobre la interfaz de usuario del sistema se alinean con conexiones mecánicas al cartucho. Por ejemplo, los valores objetivo y medidos de NO para el circuito ventilador se pueden localizar por encima de las conexiones del ventilador. Lo mismo puede suceder para mediciones del dispositivo de ventilación manual y controles que estén localizados en la vecindad de las conexiones del dispositivo de ventilación manual y mediciones de análisis de gas que se encuentren cerca de la conexión de línea de muestra.
En algunas modalidades, el filtro de aire de plasma entrante es hidrofóbico para evitar el ingreso de soluciones limpiadoras que incluyen alcohol isopropílico (IPA) en la
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL trayectoria de flujo de aire. El filtro puede tener una diversidad de tamaños, pero en una modalidad, el filtro entrante típicamente es de 0.3 μm o menos para evitar la entrada de materiales infecciosos.
En algunas modalidades, el eliminador de aire del plasma que entra puede incluir cal sodada para remoción de NO<sub>2</sub>, CO2 y/u otros contaminantes del aire antes de la generación de plasma para minimizar el potencial de productos secundarios no deseados. Los niveles ambientales de NO pueden alcanzar 5 a 8 ppm, creando potencialmente una desviación en las concentraciones de NO en la salida del sistema. Con el fin de proporcionar precisión de salida mejorada de NO, el eliminador que entra puede incluir un filtro, como por ejemplo un filtro de carbón vegetal, para remoción de NO y otros compuestos orgánicos que pueden alterar los productos de generación de plasma.
Un filtro de aire de recinto para el controlador se puede utilizar para remover limo y otras partículas grandes del aire utilizado para enfriar el recinto. Esto evita la acumulación de material sobre las superficies de alto voltaje dentro del controlador lo cual puede disminuir las distancias de fuga eléctrica efectivas. También asegura el flujo de aire a través del recinto controlador para propósitos de enfriamiento. Al incluir el filtro de aire del recinto dentro del cartucho desechable, el número de etapas de usuario se
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL puede reducir y la presencia de filtros de aire limpio se asegura. En una modalidad, el aire para generación de plasma es abastecido desde el área que ya ha pasado a través del filtro de aire del recinto de manera que el filtro de aire de plasma entrante es menos probable que se obture con partículas grandes. En un cartucho que incluye un montaje de electrodo, es benéfico dirigir el aire de enfriamiento del recinto sobre un disipador térmico conectado térmicamente a los electrodos.
Un conducto de flujo de ventilador, o tubería de ventilador se puede conectar al cartucho utilizando diversas conexiones, como por ejemplo una conexión estándar de 22 mm. Otras conexiones ejemplares incluyen pero no se limitan a una saliente cónica de 10 mm, cónica de 15 mm y de 13 mm (1/4) . Se entenderá que la tubería del ventilador se puede conectar al controlador en vez de un cartucho. El conducto de flujo del ventilador también puede tener diversas formas y tamaños. En una modalidad, el conducto de flujo del ventilador tiene una forma en U uniforme lo cual permite que el conducto mantenga flujo laminar de los gases de ventilación y mejore la precisión de la medición del flujo de ventilador. En una modalidad, el conducto puede tener una forma en T, en donde el NO es suministrado a través del vástago de la T.
En algunas modalidades, el conducto de flujo de ventilador puede ser removible del cartucho para permitir la
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL sustitución del cartucho sin abrir el circuito ventilador. El conducto se puede conectar al cartucho en una diversidad de ubicaciones, que incluyen la parte frontal, los lados o el fondo del cartucho pero en una modalidad ejemplar el conducto se puede conectar a la parte frontal del cartucho para facilidad de uso y para disminuir la interferencia con equipo periférico.
La cámara de plasma alberga uno o más electrodos y sirve como un conducto para aire. La cámara de plasma se puede formar de una diversidad de materiales, pero en una modalidad la cámara de plasma es metálica con el fin de proporcionar un enfriamiento conductor a los montajes de electrodo, así como un blindaje electromagnético. La cámara se puede elaborar de un metal sólido, cubierto con metal, o partes o simplemente puede ser cribado para actuar como una jaula de Faraday. En algunas modalidades, los metales bloquean la radiación magnética, como por ejemplo metales ferrosos o metal Mu. En el improbable caso de que los materiales inflamables entren en la cámara de plasma, la cámara de plasma puede actuar como un supresor de flama al proporcionar enfriamiento suficiente a través de la masa térmica y flujo de aire restringido para generar un choque de flama por medio de una malla o criba. En algunas modalidades, la cámara de plasma está conectada eléctricamente a un electrodo conectado a tierra y una conexión a tierra al
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL chasis. La cámara de plasma también puede incluir alertas de enfriamiento integradas para enfriamiento convectivo. La figura 74 muestra una modalidad de una cámara de plasma de jaula de Faraday 950 y la figura 75 muestra una modalidad de una cámara de plasma de metal sólido 952.
La geometría de la cámara de plasma se puede usar para incrementar la eficiencia de producción de NO. Por ejemplo, presión incrementada dentro del plasma incrementa el número de N<sub>2</sub> y O<sub>2</sub> que se afectarán, por lo que se incrementará la producción de NO por joule de energía aplicada. En una modalidad, la creación de una restricción de flujo en la salida de la cámara de plasma puede incrementar la presión dentro de la cámara de plasma lo cual puede incrementar la eficiencia de producción de NO. En una modalidad, la presión dentro de la cámara de plasma se puede incrementar de manera intermitente con una válvula en la salida de la cámara de plasma o purgas en la velocidad de flujo de aire, sincronizada para coincidir con la actividad de plasma de una manera óptima.
Un área en sección transversal de la trayectoria de flujo de gas por los electrodos en la cámara de plasma también pueden alterar la producción de NO. El estrechamiento del área en sección transversal en el plasma de manera que una porción mayor del gas tenga contacto con el plasma puede incrementar la eficiencia de NO.
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Cuando se utiliza un electrodo de estilo para automóvil, la orientación del electrodo conectado a tierra con respecto al flujo de aire puede tener un impacto sobre la producción y eficiencia de NO. En una modalidad, es deseable orientar el electrodo conectado a tierra de una manera repetible dentro de la cámara de generación de chispa. Esto se puede realizar al controlar la orientación del electrodo conectado a tierra a los roscados durante la fabricación del montaje de electrodo. En una modalidad, la orientación del montaje de electrodo con respecto a la cámara de plasma se puede controlar con una interconexión de alta fricción de tuerca de aforamiento (por ejemplo, de roscado de tubo), o un mecanismo de sujeción.
El montaje de electrodo puede incluir uno o más electrodos. En algunas modalidades, dos pares de electrodos independientes están presentes dentro de dos trayectorias de flujo de gas independientes.
En algunas modalidades, los pares de electrodo están montados dentro de un alojamiento metálico que sirve para conducir térmicamente el calor alejándolo de los electrodos y proporciona blindaje electromagnético. El alojamiento metálico puede tener aletas de enfriamiento sobre sus superficies para incrementar la transferencia de calor convectivo a ya sea el aire de enfriamiento del recinto o aire de plasma. El alojamiento metálico se puede elaborar de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL una diversidad de materiales. En una modalidad, el alojamiento metálico se elabora de materiales ferrosos o metal Mu para blindaje electromagnético. En una modalidad, el alojamiento metálico se elabora de aluminio para alta conductividad térmica y se obtiene blindaje electromagnético por otro componente, tal como un recubrimiento, pintura o jaula de Faraday que rodea al montaje de electrodo. El recubrimiento, la pintura, la jaula de Faraday pueden ser parte de un cartucho desechable o parte del controlador.
El cartucho puede incluir un mecanismo de bombeo de aire, tal como una bomba de diafragma, que es presionada por un solenoide dentro del controlador. La configuración permite que el aire destinado para el paciente permanezca dentro del cartucho desechable.
El cartucho puede proporcionar un medio para medir caudales de los gases suministrados desde un ventilador y/o un circuito de dispositivo de ventilación manual. Por medio de adaptadores, otras terapias se pueden diseñar a partir de las mismas conexiones en el cartucho como por ejemplo suministro de NO a una máscara facial, una cánula nasal, un circuito de anestesia, un ventilador de alta frecuencia, generador de oxígeno u otros tratamientos.
En algunas modalidades, el flujo se mide por un sensor, tal como un sensor de presión diferencial reutilizable, dentro del controlador. El cartucho presenta
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- 229 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL una restricción de flujo al flujo de gas sujeto y proporciona un tubo de presión en ambos lados de la limitación para medir la caída de presión. Las conexiones neumáticas se elaboran entre el cartucho y el controlador para transferir las señales de presión al sensor de presión. En algunas modalidades, un sensor de presión eléctrica se coloca dentro del cartucho y las conexiones eléctricas se elaboran entre el cartucho y el controlador para transferir señales de presión al microprocesador de controlador. Eso permite que las conexiones neumáticas disminuidas puedan fugarse, pero introduce costos adicionales al cartucho desechable.
La línea de muestra conecta el cartucho con una conexión de línea de muestra. En una modalidad, la conexión de línea de muestra puede ser una conexión hermética al aire separable. Esta conexión puede ser una conexión tipo Luer, de saliente, de empujar y jalar o cualquier otra conexión. En algunas modalidades, una tubería de cola de cochino o de longitud corta se coloca entre el cartucho y la conexión de línea de muestra para mover la conexión de línea de muestra y el filtro de línea de muestra alejándolo de la cara del cartucho. Esto puede proporcionar espacio de trabajo adicional para realizar conexiones al cartucho sin incrementar el área real de la cara del cartucho.
En algunas modalidades se localiza un filtro HEPA en la salida de gas del cartucho (figura 89) para que sirva
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL como un filtro de partículas redundante para capturar material particulado potencial introducido a la corriente de aire desde ya sea el generador de NO o la fuente de aire de inspiración y para proteger el cartucho de contaminación potencial desde el paciente y/o componentes corriente abajo. En algunas modalidades, el filtro HEPA se integra en el cartucho, pero en otras modalidades, el filtro HEPA es sustituible individualmente. En algunas modalidades, la interconexión con el filtro HEPA y el cartucho está registrado de manera que el usuario no puede conectar el circuito ventilador sin utilizar el filtro HEPA.
CARTUCHOS MÚLTIPLES
En algunas modalidades, un sistema de generación NO puede incluir más de un cartucho. Por ejemplo, pueden existir cartuchos separados para ventilador y eliminador 960, 962, como se muestra en la figura 76. Se pueden utilizar cartuchos separados para reducir las conexiones neumáticas dentro del sistema, lo cual puede ayudar con problemas que involucran fuerzas de inserción, tolerancias requeridas y problemas de sensor de flujo así como minimizar el potencial de fugas neumáticas. El material eliminador habitualmente es el componente más común que necesita sustitución de manera que se deduce que teniendo un cartucho eliminador separado disminuye el costo de la terapia con NO al permitir que el usuario sustituya el material eliminador con mayor frecuencia
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL en comparación con los otros componentes del sistema. En la figura 77 y en la figura 78 se muestran cartuchos ventiladores ejemplares 970, 990 y en la figura 79 se muestra un cartucho eliminador ejemplar. Uno de los beneficios más significativos de tener un cartucho de ventilador separado y un cartucho eliminador es que el circuito ventilador no se abre durante el cambio de cartucho eliminador debido a que el cartucho de eliminación puede permanecer en su lugar.
CARTUCHO VENTILADOR
Un cartucho ventilador puede incluir uno o más de lo siguiente, como se muestra en la figura 77: una entrada de flujo de ventilador 972, una salida de flujo de ventilador 974, una entrada de flujo de bolsa 978, una salida de flujo de bolsa 980, una entrada de flujo de NO para ventilador 972, una entrada de flujo de NO para bolsa, un inyector de NO para ventilador 976, un inyector de NO para bolsa, un medio para medir el flujo de ventilador y un medio para medir o soportar la medición del flujo de bolsa. Pueden existir una diversidad de razonamientos para tener un cartucho ventilador. En algunas modalidades, el cartucho ventilador puede albergar sensores de flujo que pueden fallar de vez en cuando. La falla del sensor de flujo activa la sustitución de cartucho ventilador, en vez de una reparación más invasiva. Los sensores de flujo pueden ser sensores electrónicos dentro del cartucho ventilador o tubos neumáticos dentro del cartucho
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL ventilador que se conectan con sensores de presión diferencial dentro del dispositivo principal. En algunas modalidades, uno o más sensores de flujo electrónicos con detección de presión de humedad se localizan dentro del cartucho de ventilación. En algunas modalidades, flujo doble, los sensores de presión y humedad se fabrican dentro de un montaje que se monta dentro de un cartucho ventilador. En general, las conexiones electrónicas a un cartucho ventilador se prefieren sobre conexiones neumáticas debido a que son más sencillas de probar durante una autoprueba del sistema, son más confiables y no requieren mucha fuerza de conexión como conexiones neumáticas. En algunas modalidades, más de un tamaño de cartucho ventilador se puede proporcionar al usuario. Esto se ajusta para conexiones de ventilador de tamaño diferente, intervalos de operación de tratamiento diferentes (caudales, presiones, etc.) y/o requerimientos de volumen interno diferentes. En algunas modalidades, conforme evoluciona la tecnología de sensores, el diseño de cartucho ventilador se puede repetir, en vez de todo el sistema. En algunas modalidades, el sistema únicamente necesita un cartucho ventilador debido a que los sensores de flujo con un intervalo de medición amplio se pueden implementar (no de flujo alto y flujo bajo). En algunas modalidades, los usuarios y ambulancias no necesitan tener ambos cartuchos. En algunas modalidades, pueden existir menos oportunidades de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL contaminación desde una línea de ventilador que entre al controlador. En algunas modalidades, cuando se utiliza un sensor de flujo con un intervalo de flujo amplio, el usuario realiza etapas para establecer el dispositivo y lo reduce si el usuario no ha seleccionado un tamaño particular de cartucho ventilador (por ejemplo, para neonato, pediátrico o para adulto).
Un cartucho ventilador típicamente se utiliza en la porción seca de un circuito ventilador (es decir, corriente arriba del humidificador) . En caso de que se utilice un humidificador corriente arriba de un cartucho de ventilación, existe un potencial de que la humedad se condense dentro del cartucho ventilador, lo que disminuye potencialmente la humedad al paciente y daña los componentes electrónicos dentro del dispositivo de generación y suministro de NO o dentro del cartucho ventilador. En algunas modalidades, un cartucho ventilador se calienta para evitar que se produzca condensación. En algunas modalidades, un sensor de humedad dentro del cartucho ventilador puede detectar gases humidificados que entran al sistema y generan una alarma.
En algunas modalidades de cartucho ventilador, existen únicamente acoplamientos salientes para conectarse a una bolsa respiratoria o una máscara facial, como sería aplicable en aplicaciones de laboratorio de catéter en donde el paciente es evaluado brevemente con NO y no está conectado
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL a un ventilador. El cartucho no tiene conexiones de tubo de ventilación de 22 mm. Se colige que un controlador puede tener un modo de programa específico para aplicaciones de laboratorio de catéter. En una modalidad, el modo de laboratorio de catéter presenta al usuario con botones para presentar valores de NO de 20, 40 y 60 ppm, por ejemplo.
El cartucho de ventilación está en serie con el flujo de inspiración del paciente. Muchos hospitales sustituyen y/o desinfectan toda la tubería entre el ventilador y el paciente después de que el paciente es tratado. Esto puede incluir el cartucho de ventilación. En una modalidad, se coloca un filtro HEPA en la salida del cartucho de ventilación para evitar contaminación del cartucho de ventilación desde el flujo inverso dentro de la extremidad de inspiración. En algunas modalidades, el filtro HEPA es removible como una unidad separada del cartucho de ventilación. En algunas modalidades, el filtro HEPA se conecta a la salida de un cartucho de ventilación con una conexión registrada para evitar el uso del sistema sin el filtro HEPA. En otra modalidad, el cartucho de ventilación se puede desinfectar por medio de óxido de etileno (ETO), tratamiento en autoclave, enjuagado con alcohol, secado en seco, limpiado y otro medio. Con el fin de proteger los sensores electrónicos dentro del cartucho de ventilación, el enjuagado puede consistir de llenado de la trayectoria de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL flujo de aire dentro del cartucho de ventilación con desinfectante, en vez de sumergir completamente el cartucho de ventilación. Posterior al enjuagado, se puede usar un accesorio de secado para detener el proceso de secado. En una modalidad, el accesorio de secado extrae aire a través del cartucho de ventilación bajo vacío. El uso de vacío reduce la presión dentro del cartucho de ventilación, incrementa el potencial de las gotitas de alcohol a evaporarse. Revertir la dirección de flujo también se puede utilizar para separar las gotitas. En una modalidad, el cartucho de ventilación se calienta para detener la evaporación. En otra modalidad aire caliente se hace fluir a través del cartucho de ventilación durante el proceso de secado. Se puede utilizar un accesorio para remojar el cartucho de ventilación, secar el cartucho de ventilación o ambas etapas, en un proceso automatizado. En algunas modalidades, los sensores electrónicos se instalan en el dispositivo y no son parte del cartucho ventilador. Esto permite una desinfección o esterilización exhaustivas del cartucho ventilador sin el riesgo de dañar sensores electrónicos.
En el caso en que el cartucho de ventilador esté expuesto a fluidos fuera de la trayectoria de flujo de aire, los fluidos pueden dañar los componentes electrónicos dentro del cartucho de ventilación. En algunas modalidades, una etiqueta de papel con tinta en la misma se coloca dentro del alojamiento de cartucho de ventilación. En caso de que los
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL fluidos tengan contacto con la tinta, la tinta se disemina dejando un registro de la exposición a fluido.
En algunas modalidades, la función del cartucho ventilador y el cartucho eliminador se combinan en un cartucho único. En algunas modalidades, el cartucho eliminador se conecta directamente al cartucho ventilador para reducir las conexiones neumáticas y disminuir el tiempo de tránsito de NO mientras se mantiene la capacidad de sustituir un cartucho eliminador sin abrir el circuito de inspiración del paciente.
Debido al hecho de que la velocidad de conversión de NO a NO<sub>2</sub> es más rápida con niveles más altos de NO, puede ser ventajoso diluir gas que contenga NO en la trayectoria de flujo de inspiración tan pronto como sea posible. En una modalidad, el gas que contiene NO se agrega a la trayectoria de inspiración antes de depurar el gas para N0<sub>2</sub>. En una modalidad, existe un filtro eliminador/HEPA insertado en la salida de aire de inspiración del cartucho de ventilación. El inserto de filtro eliminador/HEPA puede tener una conexión única de manera que un tubo ventilador convencional no se puede conectar para evitar errores en el ensamblado en sistema que puede resultar en ausencia del inserto de eliminador/filtro.
CARTUCHOS ELIMINADORES
El material eliminador en un sistema de generación
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL y suministro de NO se consume rápidamente en comparación con los otros componentes de un sistema. Este es el caso, y el material eliminador puede ser empacado en un recipiente para sustitución fácil por un usuario. Un cartucho eliminador puede incluir uno o más de los siguientes elementos: un alojamiento, una o más entradas de producto gaseoso, una o más salidas de producto gaseoso, una o más trayectorias de flujo de producto gaseoso, uno o más filtros antes del material eliminador, uno o más filtros después del material eliminador y uno o más filtros en la parte media de la trayectoria dentro del material eliminador. En algunas modalidades, el cartucho eliminador también contiene filtros que limpian el aire entrante para generación de plasma y/o •enfriamiento del sistema general. En algunas modalidades, la mayor parte de los elementos, como el alojamiento, trayectorias de eliminador y conexiones son reutilizables y únicamente el material eliminador se puede sustituir entre usos.
La figura 79 muestra una modalidad de un cartucho eliminador 1000. El cartucho 1000 está construido de una extrusión 1012 y una tapa de extremo 1014. La extrusión presenta ocho lúmenes. Los pares de lúmenes en conexión con la tapa de extremo generan trayectorias en forma de U rellenadas con material eliminador para depurar gases de producto para un primer circuito de ventilación 1002, un
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL segundo circuito de ventilación 1004 y un circuito de bolsa 1006. Se utiliza un séptimo lumen 1008 para filtrar y/o depurar aire entrante del exterior del sistema. Un octavo lumen 1010 tiene una rejilla 1016 en un extremo y material de filtración en su interior. El aire desde el exterior del sistema es jalado a través del octavo lumen y se utiliza para enfriar el recinto del sistema. La tapa de extremo se une o se fija de alguna otra manera a la extrusión con el sello hermético al aire. Las conexiones en el otro extremo del cartucho consisten de orificios que se alinean con acoplamientos neumáticos dentro del controlador cuando el cartúcho se inserta. Anillos toroidales, sellos de labio o un sello de enfoque similar entre la porción reutilizable del sistema y el cartucho. En algunas modalidades, el alojamiento del cartucho y las vías se elaboran de polímeros, como por ejemplo ABS, teflón, polipropileno, nylon y/o polietileno. El material eliminador se retiene dentro de las trayectorias dentro del alojamiento de cartucho con tapones de filtro que son presionados dentro de cada una de las seis trayectorias de eliminador. Los tapones de filtro tienen un propósito doble para evitar la migración del material eliminador y eliminar por filtro partículas que puedan surgir de la fractura del material eliminador. En una modalidad, los tapones de filtro tienen cierta elasticidad y se insertan de manera que comprimen el medio eliminador para evitar el
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL movimiento relativo y evitar la sedimentación que puede abrir un conducto al rededor en vez de a través del material eliminador.
MODOS DE PROGRAMA
El sistema puede tener una diversidad de modos de programa. En algunas modalidades, el programa del sistema puede incluir un modo de inicio en el cual el sistema se reinicia y realiza una autoprueba. Un modo de verificación de cartucho puede permitir que el sistema espere para que se inserte un cartucho y después verifica la viabilidad del cartucho y avanza al siguiente estado o modo en base en el tipo de cartucho. Se puede introducir un modo de entrenamiento cuando ya sea un cartucho de entrenamiento se inserta o en base en entradas en una pantalla táctil. En el modo de entrenamiento, el sistema permite al usuario introducir todas las pantallas y presentaciones, no obstante, no se genera plasma. Se introduce un modo de calibración cuando ya sea que se inserte un cartucho de calibración o en base en entradas en una pantalla táctil. El sistema realiza automáticamente calibración basada en generación de plasma o instruye al usuario en cómo realizar una calibración manual. Un modo de servicio se introduce cuando ya sea un cartucho de servicio es insertado o en base en entradas de pantalla táctil registradas, por ejemplo de un técnico de servicio. El modo de servicio se utiliza para realizar ajustes al
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL programa, elementos físicos y ajustes internos al sistema. Se puede introducir un modo en espera cuando un cartucho de tratamiento viable ha sido insertado. El sistema prueba uno o varios circuitos de alto voltaje ante la entrada en el modo en espera para confirmar que todos los sistemas están funcionando apropiadamente. Se puede introducir un modo de tratamiento cuando el usuario inicia el tratamiento en la interfaz de usuario. Se puede introducir automáticamente un modo de sueño después de un periodo de tiempo establecido si no hay actividad por parte del usuario en el modo en espera. El sistema entra al modo de verificación de cartucho después del modo en espera para asegurarse que el cartucho aún ha sido insertado y no ha expirado. Para sistemas que incluyen más de un cartucho, la inserción y/o el estado de expiración para cada cartucho se verifica durante el modo de verificación de cartucho. Un modo de descarga de paciente se puede introducir ante una indicación de un usuario de que se ha completado el tratamiento del paciente. El sistema instruye al usuario en cómo cerrar el archivo de datos de paciente y desechar el cartucho. La figura 80 ilustra un diagrama de flujo de una modalidad de modos de programa y la manera en la cual el sistema se mueve entre modos durante el uso del sistema. Después del inicio 1020, se realiza una verificación de cartucho 1022. Existe un modo de tratamiento
103 0 para uso con un cartucho así como modos de espera y de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL inactividad 1032, 1034. También existen modos de entrenamiento, de calibración y de servicio 1024, 1026 y 1028. La figura 81 ilustra un diagrama de flujo de otra modalidad de los modos de programa y la manera en la cual el sistema se mueve entre los modos durante el uso del sistema. Después del inicio 1040, se realiza una verificación de cartucho 1042. Existe un modo de tratamiento 1050 para uso con un cartucho, así como modos de espera, libre, de descarga de paciente y de inactividad 1056, 1048, 1054 y 1058. También existen modos de entrenamiento, de calibración y de servicio 1044, 1050 y 1046.
En algunas modalidades, el modo manual se introduce por un usuario al oprimir un botón de encendido manual o la detección de la posición de un selector manual en el cartucho con un sensor, por ejemplo, un sensor óptico o un sensor de contacto. Se puede seleccionar el modo manual de los menús de la interfaz de usuario o el encendido/apagado manual se puede controlar por activación de voz para disminuir la cantidad de contacto que tenga el usuario con el sistema de generación de NO. Una vez que el sistema entra a modo manual, el controlador permite que el circuito del dispositivo de ventilación manual y redirige el flujo del ventilador hacia el dispositivo de ventilación manual.
Las modalidades descritas actualmente pueden fluir ya sea con aire o aire con NO. De esta manera, cuando el
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL tratamiento de ventilación manual se pone en pausa, el sistema puede continuar haciendo fluir aire a través del sistema para purgar el NO antes de detener la bomba de aire. Esto elimina la necesidad de que el usuario purgue el sistema antes de ventilación manual, ahorrando tiempo y reduciendo complejidad de tratamiento.
En algunas modalidades, el sistema puede proporcionar un suministro continuo de NO al paciente en caso de cualquier falla única. En caso de una falla del sensor de NO, el sistema puede continuar el tratamiento mediante la utilización de medición de N0<sub>2</sub> como un sustituto para la entrada de NO. Si no está presente NO<sub>2</sub>, el sistema puede determinar que aún se está produciendo NO. El sistema también puede registrar toda la información, advertencias y alarmas que se presenten al usuario durante un tratamiento. La figura 82 muestra una modalidad de un registro de alarma que puede ser observado como una pantalla en el GUI. La información que se muestra en el registro también puede incluirse en los archivos de datos para un tratamiento particular.
La tabla 2 ilustra una modalidad de una instalación de sistema.
Tabla 2
<td> etapa</td><td> descripción</td>
<td> 1</td><td> remover controlador de la caja</td>
<td> 2</td><td> remover cable de energía de la bolsa</td>
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<td> 3</td><td> insertar cable de energía en la parte trasera de la unidad del controlador hasta un chasquido</td>
<td> 4</td><td> enchufar el controlador en una salida de la pared</td>
<td> 5</td><td> encender el interruptor de energía principal</td>
<td> 6</td><td> esperar a que el sistema se reinicie</td>
<td> 7</td><td> presionar TBD para entrar al modo BME</td>
<td> 8</td><td> introducir el nombre del hospital</td>
<td> 9</td><td> introducir ajustes implícitos preferidos para tolerancia de NO, nivel de alarma, modo de privacidad y código de seguridad</td>
<td> 10</td><td> presionar TBD para guardar y salir</td>
<td> 11</td><td> retirar el cartucho de calibración de su bolsa</td>
<td> 12</td><td> insertar el cartucho de calibración en la ranura de cartucho hasta escuchar un chasquido.</td>
<td> 13</td><td> el sistema automáticamente entrará al modo de calibración y confirmará la calibración para NO y NO2</td>
<td> 14</td><td> una vez que el sistema completa la calibración y emite un sonido bip, oprimir el botón de liberación de cartucho para expulsar el cartucho</td>
<td> 15</td><td> almacenar el cartucho en un lugar seco y frío</td>
<td> 16</td><td> dejar el sistema ENCENDIDO y enchufar a energía AC para TBD horas hasta que la batería interna se carga por completo</td>
<td> 17</td><td> desconectar el cable de energía AC y envolverlo al rededor del rasgo de bobinado en la parte trasera del dispositivo.</td>
La tabla 3 ilustra una modalidad de montaje de un polo o riel.
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Tabla 3
<td> etapa</td><td> descripción</td>
<td> 1</td><td> remover controlador de caja</td>
<td> 2</td><td> remover el cable de energía de la bolsa</td>
<td> 3</td><td> insertar el cable de energía en la parte trasera de del controlador hasta escuchar un chasquido</td>
<td> 4</td><td> enchufar el controlador en una salida de pared</td>
<td> 5</td><td> encender el interruptor de energía principal</td>
<td> 6</td><td> esperar para que el sistema se reinicie</td>
<td> 7</td><td> presionar TBD para entrar al modo BME</td>
<td> 8</td><td> introducir el nombre del hospital</td>
<td> 9</td><td> introducir ajustes implícitos preferidos para tolerancia a NO, nivel de alarma, modo de privacidad y código de seguridad</td>
<td> 10</td><td> presionar TBD para guardar y salir</td>
<td> 11</td><td> remover el cartucho de calibración de su bolsa</td>
<td> 12</td><td> insertar el cartucho de calibración en la ranura de cartucho hasta escuchar un chasquido</td>
<td> 13</td><td> el sistema automáticamente entrará en modo de calibración y confirmará la calibración de NO y NO<sub>2</sub></td>
<td> 14</td><td> una vez que el sistema completa la calibración y emite un sonido bip, presione el botón de liberación de cartucho para expulsar el cartucho</td>
<td> 15</td><td> almacene el cartucho en un lugar seco y frío</td>
<td> 16</td><td> deje el sistema ENCENDIDO y enchúfelo a energía AC durante TBD horas hasta que la batería interna esté cargada por completo</td>
<td> 17</td><td> desenchufe el cable de energía AC y envuélvalo al rededor de la característica de bobinado en la parte trasera del dispositivo.</td>
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La tabla 4 ilustra una modalidad de tratamiento de inicio.
Tabla 4
Caso de uso: 3: inicio para uso de ventilador por enfermera/RT
Condición inicial: controlador instalado montado en riel/poste en modo de inactividad
<td> etapa</td><td> descripción</td>
<td> 1</td><td> oprima el botón de encendido en el panel frontal del controlador para despertar el sistema</td>
<td> 2</td><td> retire el cartucho de la bolsa de su caja</td>
<td> 3</td><td> retire el cartucho de su bolsa al jalar la bolsa sellada al vacío</td>
<td> 4</td><td> oriente el cartucho con los tubos de ventilación hacia usted y el filtro de aire a su izquierda</td>
<td> 5</td><td> inserte el cartucho en la ranura de cartucho de controlador</td>
<td> 6</td><td> al final del desplazamiento del cartucho en la ranura, sujete los lados del recinto controlador y oprima el cartucho con ambos pulgares hasta que se escuche un chasquido</td>
<td> 7</td><td> confirme que el controlador reconoce el cartucho</td>
<td> 8</td><td> use el tubo ventilador corto que se proporciona, conecte la línea de inspiración de ventilador a la entrada del cartucho (izquierda)</td>
<td> 9</td><td> conecte la línea de expiración del ventilador/línea humidificadora a la salida del cartucho (derecha)</td>
<td> 10</td><td> conecte el acoplamiento en T de la línea de inspiración a la línea de inspiración del paciente además de la Y del paciente</td>
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<td> 11</td><td> conecte el filtro de la línea de muestra al cartucho y apriete manualmente</td>
<td> 12</td><td> si el ajuste implícito de 20 ppm no se desea, oprima los botones hacia arriba/hacia abajo para alterar el nivel prescrito de NO</td>
<td> 13</td><td> oprima el botón de datos de caso par introducir información del paciente. Nota: esta etapa puede realizarse después de que se inicia el tratamiento si no hay tiempo suficiente</td>
<td> 14</td><td> oprima el botón de inicio para comenzar el suministro de NO</td>
La tabla 5 ilustra una modalidad de ajuste de valores iniciales en un tratamiento medio
Tabla 5
Caso de uso 3: ajuste de valores de tratamiento medio por enfermera/RT
Condición inicial: el sistema está tratando activamente a un paciente
<td> etapa</td><td> descripción</td>
<td> 1</td><td> Nota: el tratamiento no necesita detenerse con el fin de alterar los ajustes de tratamiento</td>
<td> 2</td><td> oprima los botones hacia arriba/abajo correspondientes al cambio en el tratamiento que se desee. Nota: el botón preestablecido también puede ser oprimido para cambios más grandes</td>
La tabla 6 ilustra una modalidad de caída de sistema, posterior a tratamiento
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Tabla 6
Caso de uso 4: sistema de desgarre - posterior al tratamiento por enfermera/RT
Condición inicial: el sistema es tratar activamente a un paciente
<td> etapa</td><td> descripción</td>
<td> 1</td><td> oprimir detener tratamiento en la interfaz de usuario</td>
<td> 2</td><td> desconectar la línea de muestra del acoplamiento en T en la línea de inspiración del paciente</td>
<td> 3</td><td> enchufar la conexión de línea de muestra para uso continuo NOTA: el acoplamiento en T se desecha con la Y del paciente y la línea de inspiración</td>
<td> 4</td><td> desconectar tubería de ventilador en el ventilador</td>
<td> 5</td><td> desconectar tubería de ventilador en la salida de cartucho</td>
<td> 6</td><td> oprimir el botón de expulsión de cartucho</td>
<td> 7</td><td> desechar el cartucho (TBD)</td>
<td> 8</td><td> el controlador automáticamente pasará a inactividad después de 15 minutos sin entradas.</td>
La tabla 7 ilustra una modalidad de una calibración de sistema con un cartucho de calibración
Tabla 7
Caso de uso 5: calibrar sistema por ingeniero biomédico
Condición inicial: el sistema está ENCENDIDO y en modo libre
<td> etapa</td><td> descripción</td>
<td> 1</td><td> insertar cartucho de calibración en el controlador</td>
<td> 2</td><td> esperar que el controlador realice el proceso de</td>
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<td></td><td> calibración de sensor automatizado para NO y N02</td>
<td> 3</td><td> cuando el proceso de calibración se ha completado, el controlador emitirá un sonido y mostrará el estado de calibración en la interfaz de usuario</td>
<td> 4</td><td> oprimir el botón de expulsión del cartucho para remover el cartucho de calibración</td>
La tabla 8 ilustra una modalidad de revisión de datos históricos
Tabla 8
Caso de uso 6: revisión de datos históricos por enfermera/RT
Condición inicial: el sistema está ya sea en modo libre o tratando activamente a un paciente
<td> etapa</td><td> descripción</td>
<td> 1</td><td> oprimir el botón de tendencia en el GUI</td>
<td> 2</td><td> oprimir el botón de ajuste X para cambiar el intervalo de tiempo, según se necesite</td>
<td> 3</td><td> oprimir el botón de realizado para regresar a la pantalla principal.</td>
La tabla 9 ilustra una modalidad de respuesta a una condición de alarma
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Tabla 9
Caso de uso 7: responder a condición de alarma de bajo NO
Condición inicial: el sistema ha detectado una condición de alarma pero no ha detenido el tratamiento del paciente
<td> etapa</td><td> descripción</td>
<td> 1</td><td> oprimir el botón de silenciar alarma. NOTA: las alarmas son silenciadas durante 2 minutos</td>
<td> 2</td><td> leer el mensaje de alarma en la interfaz de usuario</td>
<td> 3</td><td> seguir las instrucciones del dispositivo para resolver la condición de alarma</td>
<td> 4</td><td> NOTA: el sistema continúa suministrando NO durante la mayor parte de las condiciones de alarma</td>
La tabla 10 ilustra una modalidad de un caso de uso del transporte de un paciente
Tabla 10
Caso de uso 8: transporte del paciente
Condición inicial: el sistema está montado a un ventilador y se trata de un paciente que va a ser transportado
<td> etapa</td><td> descripción</td>
<td> 1</td><td> desconectar el cable de energía AC</td>
<td> 2</td><td> envolver el cable de energía AC al rededor de la característica de envoltura sobre el recinto controlador</td>
<td> 3</td><td> preparar el ventilador y otro equipo periférico</td>
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<td></td><td> para transporte</td>
<td> 4</td><td> transportar al paciente. NOTA: durante transportes prolongados, utilizar entradas de energía auxiliares cuando estén disponibles para preservar la carga de batería</td>
<td> 5</td><td> ante la llegada a un lugar nuevo, enchufar el cable de energía AC en la salida de la pared</td>
La tabla 11 ilustra una modalidad de un caso de uso de limpieza de controlador.
Tabla 11
Caso de uso 9: limpieza de controlador
Condición inicial: controlador enchufado a energía
AC y libre
<td> etapa</td><td> descripción</td>
<td> 1</td><td> NOTA: no limpie el controlador mientras está siendo utilizado para tratar un paciente</td>
<td> 2</td><td> desconecte el controlador de la energía AC</td>
<td> 3</td><td> utilice un trapo amortiguador, limpie hacia abajo la superficie externa del controlador NOTA: no rocíe fluidos en el recinto controlador. NOTA: no limpie el interior de la ranura del cartucho.</td>
<td> 4</td><td> Enchufe en la energía AC.</td>
La tabla 12 ilustra una modalidad de un caso de uso para iniciar modo manual.
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Tabla 12
Caso de uso 10: iniciar modo manual/bolsa
Condición inicial: el sistema trata activamente a un paciente en modo de ventilación
Suposición: el sistema tiene una entrada de bolsa de aire y una salida de bolsa de aire y mide el flujo.
<td> etapa</td><td> descripción</td>
<td> 1</td><td> conectar fuente de bolsa de aire a la entrada de bolsa de cartucho</td>
<td> 2</td><td> conectar bolsa a salida de bolsa de cartucho</td>
<td> 3</td><td> girar la perilla de selección a bolsa en el cartucho al modo de bolsa</td>
<td> 4</td><td> oprimir bolsa en la pantalla táctil para iniciar flujo de NO</td>
<td> 5</td><td> NOTA: la concentración de NO en la bolsa de modo implícito es de 20 ppm. Este nivel se puede ajustar en la página de ajustes</td>
<td> 6</td><td> NOTA: el sistema continuará suministrando NO al circuito de ventilación hasta que no se detecte flujo en el circuito de ventilación</td>
La tabla 13 ilustra una modalidad de un caso de uso para detener el modo manual.
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Tabla 13
Caso de uso 11: detención de modo manual
Condición inicial: el sistema genera activamente NO en el circuito de bolsa.
Suposición: el sistema tiene una entrada de aire de bolsa y una salida de aire de bolsa y mide el flujo
<td> etapa</td><td> descripción</td>
<td> 1</td><td> oprimir el botón de bolsa en la pantalla para inhabilitar el modo de bolsa</td>
<td> 2</td><td> desconectar la bolsa del cartucho</td>
<td> 3</td><td> desconectar la fuente de aire del cartucho</td>
<td> 4</td><td> cambiar la perilla de selección de bolsa al ajuste ventilación</td>
El sistema puede transportar el estado de alarma a
360° al rededor de una habitación. Esto puede evaluar el estado de tratamiento desde una distancia, advertir al usuario para que camine hacia el dispositivo. En una modalidad, esto involucra iluminar la manija con una barra de iluminación que puede cambiar de colores dependiendo del estado de tratamiento, por ejemplo verde para OK, amarillo para advertencia y rojo para error.
Las figuras 50 y 83 muestran modalidades del sistema de generación de NO con indicadores de estado de alarma. En una modalidad, el indicador de estado de alarma puede estar en forma de una bomba de iluminación u otro
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL elemento de iluminación en una manija del dispositivo para mostrar el estado del sistema. La barra de iluminación se puede colocar en la estación de atraque y/o al rededor de la pantalla del usuario en el generador. Se pueden utilizar diversos colores de luz para indicar el estado del sistema. Por ejemplo, un color azul puede indicar que' no existen alarmas y una luz azul parpadeante puede indicar cargado de batería en proceso. Una luz amarilla parpadeante (algunas veces acompañada por un bip audible periódico) puede indicar una situación de advertencia, la batería baja o un cartucho cerca del final de su vida. Una luz parpadeante roja (algunas veces acompañada por un sonido audible continuo) indica que existe un estado de alarma grave, como por ejemplo cese en el suministro de NO. Se entenderá que una alarma audible puede acompañar a cualquiera de los estados de alarma visual y/o que una alarma audible se puede usar sin estado de alarma visual alguno. También se entenderá que cualquier esquema de color de luz o patrón de luz que parpadee puede ser utilizado para indicar los diversos estados del dispositivo.
Diseño del cartucho
Como se ha explicado en lo anterior, el cartucho puede incluir material eliminador. En algunas modalidades, las trayectorias de flujo de eliminador se pueden construir a partir de tubería de teflón, se rellenan con material eliminador y se presionan los filtros en los extremos. La
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL humedad incrementa la eficacia de un eliminador de cal sodada en aproximadamente 20%. En algunas modalidades, el aire es burbujeado a través de agua antes de las chispas o posterior á las chispas y antes del eliminador para agregar humedad. Utilizando esta solución, la humedad puede incrementar en 40% la humedad relativa, lo que resulta en una mejoría de aproximadamente 20% en la absorción de N0<sub>2</sub>. Debe hacerse notar que en algunos ambientes secos, puede necesitarse humedad para agregar al aire que entra para que tenga suficiente eliminación de NO<sub>2</sub> para seguridad del paciente. Además, los sensores de análisis de gas electroquímico se pueden afectar de manera adversa por aire seco, y de esta manera la humedad puede necesitar ser agregada al mismo para que funcione con precisión.
Medición de flujo
Respecto a la medición del flujo de inspiración del paciente, la gama de velocidades de flujo dentro del circuito ventilador puede variar de manera significativa. Este intervalo puede exceder el intervalo de un sensor de flujo individual. En algunas modalidades, se puede utilizar una limitación de flujo dentro de la trayectoria de flujo con dos o más sensores de presión diferencial en una configuración en paralelo midiendo la misma presión diferencial. Los sensores de presión pueden tener diferentes intervalos para caudales de ventilador alto y bajo. En algunas modalidades, puede
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL estar presente una región elastomérica en la trayectoria de flujo de ventilación que se puede deformar desde el exterior para crear una restricción de flujo adicional cuando los flujos son bajos. Esto puede incrementar la caída de presión que pueden medir con precisión los sensores de presión del flujo. En algunas modalidades, un cilindro u otra obstrucción al flujo de ventilación se puede introducir para incrementar la caída de presión durante el flujo bajo. Por ejemplo, se puede utilizar un cilindro trasladado por un solenoide.
Configuración del sistema
La figura 84 es una modalidad ejemplar de un sistema para generar NO. Con el fin de tener una operación completamente redundante en el caso de una falla de programa de control, los circuitos de HV 1070, 1072 tienen funcionalidad adicional que permite la medición de flujo de ventilación y la medición de la presión de la cámara de generación de chispas. Un circuito de potencia, como se muestra en la figura 84, se puede separar de un tablero de control de manera que puede ser de lado doble, volviéndolo más pequeño y más fácil de localizar dentro del recinto del controlador. El sistema puede incluir una característica de llamar a la enfermera 1060 en comunicación con un monitor y un tablero de control 1061, un banco sensor 1062 con una bomba que recibe una muestra gaseosa de una línea de muestra
1063, y energía DC externa agregada desde una
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL ambulancia/automóvil/aeronave. El sistema puede utilizar montajes de plasma redundantes y cartuchos separados eliminador y ventilador 1066, 1064 que se conectan al múltiple 1068. Un componente 1070 de vigilancia monitorea el programa de control y la actividad del programa del circuito de alto voltaje. En caso de que el programa falle, el circuito de vigilancia puede reestablecer el programa. Después de intentos múltiples, el circuito de vigilancia puede iniciar una alarma (audible y visual) para notificar a un usuario que el sistema está deteriorado. El circuito de vigilancia y su alarma son energizados por una batería independiente de manera que se aseguran el funcionamiento en el caso de que también exista una falla de energía.
La interferencia electromagnética (EMI, por sus siglas en inglés) puede introducir errores de comunicación digitales y lecturas erróneas del sensor. En una modalidad, el sistema establece los tiempos de lectura de sensor para que sucedan cuando no hay actividad de plasma. En algunas modalidades, el sistema establece los tiempos de comunicaciones digitales dentro del sistema para que se produzcan cuando no hay actividad de plasma.
Dado que el sistema puede continuar el suministro de NO en caso de que se presente una falla de interfaz de usuario o falla de programa de control, es importante notificar al usuario que aún se está suministrando NO aunque
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL la pantalla puede estar congelada o en blanco. En algunas modalidades, se puede proporcionar un indicador separado que significa suministro de NO, como por ejemplo un LED azul. En algunas modalidades, los LED azul separados se utilizan para representar generación de NO en cada una de las dos cámaras de plasma. En casos en donde la alarma de vigilancia se active, una alarma visual puede parpadear en rojo (indicando alarma) y en azul (indicando que se está suministrando NO) . Además, las alarmas de voz pueden notificar a un usuario que se está suministrando NO al reproducir una voz grabada en el idioma apropiado.
El cartucho o los cartuchos utilizados en el sistema pueden tener diversas configuraciones y combinación de componentes. En algunas modalidades, se puede utilizar un cartucho con únicamente eliminador y trampa de agua. El flujo de ventilación también puede pasar a través del controlador únicamente, lo que permite una mejor medición de flujo, un desechable más barato y menos conexiones de gas. En algunas modalidades, el eliminador y la trampa de agua pueden estar separadas. La trampa de agua puede ser parte de la línea de muestra y conectarse directamente al paquete sensor. Esto puede disminuir el número de conexiones neumáticas en el sistema sin agregar etapa de usuario alguna para establecer el sistema.
Es posible que la presión en el circuito ventilador
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL pueda incrementarse cuando se empuja aire al paciente por el ventilador. Esta presión incrementada puede detenerse de fluir a través del dispositivo de suministro de NO. En algunas modalidades, un sistema venturi puede succionar NO en el flujo de ventilación como un carburador succiona gas en su interior. De esta manera, el flujo de ventilación incrementado aumenta el flujo de NO. En algunas modalidades, se puede incluir una restricción de flujo después del plasma para mantener alta la presión del gas que contiene NO en la cámara de chispa para incrementar la salida de NO. Esta restricción de flujo puede ser útil para compensación de altitud. En algunas modalidades, se puede incluir una restricción de flujo en el extremo del eliminador de manera que el gas que contiene NO se encuentra a una presión más alta que el extremo de inspiración del circuito de ventilación y puede fluir dentro del flujo de ventilación en todo momento, incluyendo cuando el flujo de ventilación se encuentra a alta presión. En algunas modalidades, un control de retroalimentación de la bomba se puede utilizar para mantener presión constante en una cámara de chispa. Esto puede explicar la variación en la presión ambiente y la resistencia antes del eliminador. La presión en la cámara de chispa también se puede utilizar como una entrada en el algoritmo de control de generación de NO. En algunas modalidades, un orificio variable puede incluirse corriente
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL abajo de la cámara de plasma para permitir que se acumule presión y el orificio puede abrirse para incrementar el flujo de NO durante un pulso de inspiración. En algunas modalidades, el sistema puede incluir dos pistones/cámaras. Una cámara se puede llenar durante la inhalación del paciente y suministrar gas al flujo de desviación dentro del circuito ventilador durante la exhalación del paciente. La otra cámara se puede llenar durante la exhalación del paciente y suministrar gas al circuito ventilador durante la inhalación del paciente. En algunas modalidades, un pistón único con cámaras en ambos lados se puede utilizar. Conforme el pistón se mueve en una dirección, suministra aire para flujo de desviación. Conforme el pistón se mueve.en la otra dirección, suministra aire para flujo de inspiración. En algunas modalidades, el pistón puede suministrar tanto flujo de desviación como gas de pulso de inspiración en una dirección antes de invertir la dirección y suministrar flujo de desviación y gas de pulso de inspiración.
La figura 85 ilustra una modalidad de una configuración de pistón-bomba, y la figura 86 ilustra una gráfica que demuestra la sincronización de eventos de inspiración en el flujo de ventilador y el flujo de inyección utilizando la configuración de pistón-bomba de la figura 85. El aire es extraído al sistema a través de un filtro 1080 y fluye ya sea a un cilindro de pistón 1084 o una bomba 1082.
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FS1 1091 mide el flujo dentro de la extremidad de inspiración del paciente para proporcionar información de sincronización a un controlador de dosis 1086. FS2 1092 mide el caudal fuera del sistema para retroalimentación de ciclo cerrado del flujo de gas que contiene NO. FD2 puede estar localizado en cualquier parte a lo largo de la trayectoria de flujo de NO entre la intersección de la bomba y el flujo de pistóncilindro y la intersección entre el flujo del dispositivo de generación de NO y el flujo de inspiración del paciente. Se puede utilizar la bomba para crear un caudal de flujo constante que coincida con el flujo de desviación del ventilador 1088, y el pistón 1084 se puede utilizar para crear un bolo para que coincida con el bolo de inspiración del ventilador 1088. La función del pistón se sincroniza con el ventilador. Aunque el pistón que se muestra en la figura 85 está colocado para ajustar el flujo antes de la chispa que genera el NO, el pistón también se puede colocar en otras ubicaciones en el sistema, que incluyen después de la generación de NO. La figura 87 ilustra una gráfica de concentración de NO versus tiempo durante el experimento que se muestra en la figura 86, que muestra que se pueden suministrar al paciente concentraciones constantes de NO.
La figura 88 ilustra una modalidad de una configuración de depósito y la figura 89 ilustra una gráfica que compara el flujo de ventilador 1120, el flujo de aire de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL plasma 1122 y los niveles de NO 1124. Esta configuración involucra dos trayectorias de flujo redundantes 1100, 1102. Cada trayectoria de flujo incluye una bomba que llena un depósito (RES) 1104, 1106 y primeros sensores de presión Pl, P3 para detectar presión dentro del depósito. Existe un bucle de retroalimentación de manera que las bombas son controladas en base en la presión de sus depósitos respectivos. Se utiliza un limitador de flujo variable FR1, FR2 para ajustar el caudal del gas desde los depósitos a través de la cámara de chispa en base en el flujo medido en el sensor del flujo de extremidad de inspiración del ventilador 1108. Los sensores de flujo FS1, FS2 se utilizan para retroalimentar el sistema de control para ajustar el ajuste de limitador de flujo variable. Las velocidades de flujo pueden variar, por ejemplo, de 0 a 4 lpm. Sensores de presión adicionales (P2 y P4) miden la presión dentro de la cámara de plasma 1110, 1112 como una entrada en el algoritmo de control de generación de NO general. El aire fluye desde la cámara de plasma localizada en el múltiple, una porción reutilizable del controlador, al cartucho eliminador en donde fluye a través de un filtro/eliminador/filtro (FSF, por sus siglas en inglés) como se muestra. Las válvulas de retención en cada trayectoria aseguran que los transitorios de presión en la extremidad de inspiración del ventilador no inviertan el flujo en las trayectorias de generación de NO.
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La figura 90 muestra una modalidad de un sistema similar a la modalidad que se muestra en la figura 88 con las siguientes excepciones. Los directores de flujo se muestran en la trayectoria de flujo A. El primer director de flujo (superior) puede dirigir flujo ya sea a los sensores de análisis de gas para propósitos de calibración o al flujo de ventilación. El segundo director de flujo (inferior) puede dirigir flujo a ya sea el flujo de ventilador o al flujo de la bolsa. Las líneas gruesas representan trayectorias y rasgos desechables mientras que el banco de sensor, el sensor de flujo, los directores de flujo, las bombas, la tubería Nafrón, el ventilador y las cámaras de ignición son componentes reutilizables dentro del controlador. El ventilador y el flujo de la bolsa se muestran en líneas verticales en el lado derecho de la ilustración. En algunas modalidades, el flujo se mide por dos sensores de presión dentro del controlador. Los dos sensores de presión pueden ser idénticos para redundancia o pueden tener intervalos de precisión diferentes para permitir que el sistema mida un intervalo más amplio de flujos de ventilación. Las zonas sombreadas 1125 identifican componentes conectados al múltiple del controlador. Las zonas con sombreado 1126 identifican componentes dentro del cartucho de ventilación. Las zonas sombreadas 1128 identifican componentes dentro del cartucho eliminador. El paquete sensor está identificado por
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL la zona sombreada 1129.
La figura 91 ilustra una modalidad de un sistema con trayectorias de flujo dobles 1130, 1132. Bajo tratamiento de ventilador normal, un canal, marcado como B se ajusta para suministrar una cantidad constante de NO en base en el flujo de desviación del ventilador. El otro canal, marcado como I proporciona flujo por pulsos para suministrar NO en proporción al bolo de inspiración desde el ventilador. Las válvulas 1134, 1136 en cada trayectoria pueden cerrar el flujo de aire cuando no está activa la trayectoria de flujo. El flujo a través de cada trayectoria puede variar por la velocidad de la bomba y la cantidad de tiempo que cada válvula está abierta. La actividad en plasma en un canal de flujo típicamente es constante cuando el aire está fluyendo de manera que la única variable en el control de producción de NO es el flujo de aire. Las válvulas de retención 1138, 1140 en el extremo de cada trayectoria de flujo aseguran que el flujo del ventilador no fluya de regreso en el sistema durante momentos de alta presión de inspiración. Una gráfica 1142 ilustra cómo una válvula se puede abrir 100% del tiempo durante el flujo de inspiración y de manera intermitente durante el flujo de desviación de manera que una trayectoria de flujo única puede proporcionar la totalidad de NO para un tratamiento. En otro modo de operación, una trayectoria de flujo se puede utilizar para flujo de desviación y la otra
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL trayectoria de flujo se utiliza para flujo de inspiración o incluso para portar en cada trayectoria de flujo. Los pulsos de una duración de 0.4 segundos con un ciclo de trabajo de 50% no son detectables en la Y del paciente debido al mezclado que se produce a lo largo de la longitud de la extremidad de inspiración conforme el NO fluye a través del humidificador del paciente y la tubería de ventilación.
La figura 92 ilustra una trayectoria de flujo de muestra con una bomba única 1150 que proporciona flujo de aire. La trayectoria de flujo se bifurca con un orificio fijo único utilizado para elevar la presión dentro del sistema y proporcionar NO durante el flujo de desviación. Un orificio variable 1152 se ajusta para proporcionar el caudal deseado durante los pulsos de inspiración dentro del circuito ventilador. Una válvula corriente abajo del orificio variable controla el momento en que el flujo se desplaza a través de la trayectoria de flujo de inspiración. El orificio variable 1152 puede cerrarse a flujo 0 o a una velocidad de flujo baja. En la parte inferior de la ilustración está la cámara de plasma. En algunas modalidades, la válvula 1154 permite que el sistema ENCIENDA y APAGUE rápidamente el flujo de inspiración. En algunas modalidades, no se requiere una válvula debido a un orificio variable de acción muy amplia. La totalidad de la trayectoria de flujo que se muestra en la figura 92 se puede duplicar dentro de un dispositivo para
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL redundancia o para dosificación de un circuito ventilador, calibración y/o circuito de bolsa, simultáneamente.
La figura 93 ilustra una modalidad de una trayectoria de flujo que consiste de una bomba 1160 y un director de flujo 1162. El director de flujo 1162 conmuta el flujo entre un orificio 1164 establecido para flujo de desviación y un orificio variable 1166 establecido para la suma del flujo de inspiración y el flujo de desviación. El orificio variable se puede ajustar con inspiración media para ajustar aún más el flujo de aire, según se requiera. La cámara de plasma 1168 se muestra en la parte inferior de la imagen.
La figura 94 ilustra una modalidad de un sistema que hace variar el flujo de aire a través de una cámara de plasma 1172 para proporcionar una dosis precisa de NO a un paciente. Una dosis objetivo se selecciona por un usuario o un médico. Un parámetro de un paciente se puede detectar y utilizar por un controlador de dosis 1170 para indicar la sincronización y/o magnitud de una inspiración de un paciente. Los ejemplos de parámetros de paciente incluyen pero no se limitan a detección de inspiración del paciente, presión del circuito ventilador, flujo del circuito ventilador, presión de la cánula nasal, tensión de la pared torácica, EMG del diafragma, presión de generador de oxígeno y flujo del generador de oxígeno. El aire u otro gas que
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL contenga N<sub>2</sub> u O<sub>2</sub> es abastecido desde una bomba o fuente de gas comprimido. El controlador de dosis 1170 puede controlar el flujo del gas presurizado. Esto se puede realizar de una diversidad de maneras, que incluyen el hacer variar el tamaño de un orificio o el ciclo de trabajo de una válvula.
La dosis del paciente se puede definir de muchas maneras. Las maneras más convencionales es proporcionar al paciente con una concentración particular de NO en todo momento. Enfoques más sofisticados calculan un número objetivo de moléculas de NO que se van a suministrar por unidad de tiempo en base en el tamaño de los pulmones del paciente (habitualmente el peso corporal ideal se utiliza como un sustituto). Con este enfoque, el sistema genera y suministra sólo suficiente NO para mantener el revestimiento del pulmón dosificado apropiadamente. El suministro de NO puede ser intermitente para obtener un número objetivo de moléculas por minuto. El sistema se propaga con el número ideal de moléculas por minuto en base en el peso corporal ideal del paciente. El sistema puede hacer variar la concentración de NO por respiración desde cero hasta un valor máximo (típicamente 80 ppm) con cada respiración de manera que el promedio de moléculas que se mueven suministradas por unidad de tiempo es preciso. Este enfoque proporciona al revestimiento del pulmón con una cantidad apropiada de moléculas de NO, pese a la variación en la respiración que se
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL puede producir en base en el nivel de actividad y la velocidad de respiración.
Los cambios en la dosis se pueden controlar al hacer variar la actividad plasmática y/o el caudal de aire. En una modalidad, estos dos parámetros se hacen variar para obtener una concentración constante de gas que contiene NO antes de la dilución en la corriente aérea del paciente. En otra modalidad, el flujo de aire se hace variar en proporción a la actividad de inspiración del paciente (por ejemplo, caudal de aire de inspiración, señales de flujo de ventilador, detección de respiración) mientras que la actividad de plasma (anchura de pulso o frecuencia de pulso o potencia de pulso) se hace variar para generar la concentración objetivo de NO en el gas que contiene NO.
En algunas modalidades, la fuente del gas presurizado que se muestra en la figura 94 se controla por el controlador de dosis el cual es controlado además del controlador de flujo. En otra modalidad, el controlador de dosis controla únicamente la fuente de gas presurizado.
La figura 95 ilustra una modalidad del controlador de dosis 1180 que varía el tratamiento en base en un parámetro del paciente y un ajuste de tratamiento. En algunas modalidades, una fuente de aire presurizado 1182 se conecta a dos o más controladores de flujo 1184, 1186. El controlador de dosis 1180 puede controlar el estado de cada controlador
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL de flujo, es decir, el tamaño del orificio y el caudal (de 0 a completamente abierto). Una fuente de aire presurizado que atiende a una pluralidad de controles de flujo permite el uso de elementos de control de flujo de respuesta dinámica lenta debido a que cada controlador de flujo permanece en un punto establecido relativamente constante (la respuesta dinámica es menos importante) . En este caso, la fuente de aire presurizada aún debe dirigirse rápidamente variando la demanda de aire.
La figura 96 ilustra una modalidad de un controlador de dosis 1190 que varía el tratamiento en base en un parámetro del paciente y un ajuste de tratamiento. En algunas modalidades, más de una fuente de aire presurizada 1192, 1194 se utiliza para enviar aire a través de una trayectoria de flujo. Los ejemplos de fuentes de aire presurizadas incluyen, pero no se limitan a depósitos de gas comprimido, bombas de aire y servicios de aire caseros. El uso de una pluralidad de fuentes de aire presurizadas bomba, etc.) que atiende una pluralidad de controladores de flujo 1196, 1198 permite que cada fuente de aire y controlador de flujo opere a niveles de operación relativamente constantes. De este modo, no se requiere una fuente de aire presurizado para resolver una demanda que cambia rápidamente.
La figura 97 ilustra una modalidad similar a la de la figura 96 en donde el controlador de dosis 1200 tiene
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL control adicional sobre la fuente de presión. Cada fuente de aire presurizada puede ajustarse al flujo requerido para su trayectoria de flujo. Por ejemplo, la presión en un depósito de gas se puede ajustar con un regulador, o una velocidad de bomba se puede ajustar.
Las figuras 98A-98D ilustran múltiples vistas de una modalidad de un sistema para generar NO. El sistema puede incluir una interconexión de pantalla táctil 1210, un circuito principal y un tablero de energía 1212, un tablero de circuito de control de alto voltaje y tratamiento 1214, una trampa de agua 1216 desde una línea de muestra, un cartucho eliminador 1218, un múltiple 1220, un montaje de electrodo 1222, un módulo de entrada de energía 1224, directores de flujo 1226, una bomba de aire 1228 y un transformador de energía AC/DC 1230 y baterías 1232.
El sistema puede utilizar un director de flujo para redirigir el flujo desde una de las cámaras de plasma a los sensores de análisis de gas para calibración. El sistema puede utilizar un director de flujo para redirigir el flujo desde una de las cámaras de plasma al circuito de flujo de bolsa para suministro de NO durante la ventilación manual.
El sistema puede utilizar a un cartucho de ventilación que incluye una trayectoria de flujo de ventilación y una trayectoria de flujo de bolsa. El flujo de ventilación se puede medir conforme fluye a través del
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL cartucho de ventilación. Esto se puede realizar por un sensor dentro del cartucho de ventilación o por uno o más sensores de presión dentro del controlador que están conectados neumáticamente al flujo del ventilador con una restricción de flujo apropiada entre las ubicaciones detectadas. Para cartuchos de ventilación que contienen sensores, la información de calibración para los sensores se puede escribir en un dispositivo de memoria dentro del cartucho de ventilación. Los datos adicionales escritos al cartucho de ventilación pueden incluir cualquiera de los siguientes: número de serie, número de lote, si se ha instalado o no, datos de tratamiento, registro de ajustes, registros de alarmas y anotaciones introducidas por el usuario. Dado que el cartucho de ventilación es integral a la trayectoria de flujo de inspiración, es deseable transferir un cartucho de ventilación desde un controlador a otro en el caso de un mal funcionamiento del sistema o transferir a un paciente de una instalación a otra. Mediante la escritura de los antecedentes de tratamiento y los ajustes al cartucho de ventilación, el tratamiento puede continuar sin interrupciones en el siguiente controlador. El sistema también puede funcionar con dos o más tipos de cartuchos de ventilación. Los cartuchos de ventilación pueden variar por conexiones de tubería, diámetro de tubería y/o restricción de flujo (para medición de flujo). En algunas modalidades, el cartucho de ventilación puede
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL incluir un montaje de electrodo. El cartucho de ventilación de flujo bajo puede tener una separación de electrodo pequeña para producción menor de NO. El cartucho de ventilación de flujo alto puede tener una separación de electrodo más grande (por ejemplo, 2 a 3 mm) para producción más alta de NO.
Un sistema de generación de NO necesita calcular rápidamente la dosis para suministro de NO en base en los niveles de flujo medidos, generar esta dosis y suministrarla a la corriente de aire principal. Algunos aspectos que contribuyen a que un sistema sea capaz de responder rápidamente utilizando tablas de búsqueda, procesadores rápidos, una o más válvulas proporcionales de acción rápida, eliminadores, de restricción de flujo bajo, vías neumáticas cortas y una fuente de gas de alta presión (depósito, bomba). Pese a estos esfuerzos para responder con rapidez, un sistema aún puede retrasarse lo suficiente de manera que se puede introducir un bolo de NO específico del flujo de gas detrás del bolo de gas que se desea indicar. Al introducir el flujo que contiene NO en el centro de un flujo de gas de la corriente principal y a una velocidad mayor que el flujo de gas de la corriente principal, es posible para el bolo que contiene NO del flujo en realidad captar con el bolo de gas con el cual se está pretendiendo. La velocidad del flujo de salida de NO se hace variar por el tamaño del orificio en el inyector, presión de gas y caudal de gas.
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Otro enfoque para dosificar un bolo de gas al paciente suficiente es tomar en consideración los retrasos del sistema mediante un disparo excesivo sobre la dosis a suministrar. Por ejemplo, si un bolo del flujo de la corriente principal se detecta el cual requiere 20 ppm de NO, el sistema puede establecer parámetros en plasma y/o en flujo para generar 40 ppm por una cantidad de tiempo breve de manera que el sistema responda más rápidamente a la demanda. Conforme la dosis real suministrada atraviesa el umbral de 20 ppm, el sistema puede cambiar sus ajustes para suministrar 20 ppm.
En algunas modalidades, el sistema puede incluir tres montajes de electrodo y trayectorias de NO y tres eliminadores, con dos para ventilar el suministro de NO y uno para el suministro de NO a la bolsa.
Los sensores de muestra pueden recibir flujo desde ya sea la extremidad de inspiración del paciente, un cilindro de gas de calibración conectado a la conexión de línea de muestra, o el dispositivo de generación de NO para calibración, y la fuente de NO se puede seleccionar. En algunas modalidades, como se muestra en la figura 99, una bomba 1240 dentro del paquete sensor 1242 se puede colocar entre la conexión de línea de muestra y la intersección entre la trayectoria sensora y la fuente de gas de autocalibración 1244. Un sensor de flujo reutilizable (FS, por sus siglas en
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL inglés) 1246 se muestra a la derecha del paquete sensor y es parte del dispositivo general de generación de NO. Los gases desde el paquete sensor 1242 fluyen a través de un múltiple, al sensor de flujo y sobre este a un orificio de salida. En otra modalidad (no mostrada), una válvula de ENCENDIDO/APAGADO está en la ubicación de la bomba en la figura 65 para bloquear el flujo desde la conexión de línea de muestra de manera que el flujo bombeado desde el controlador pueda pasar a través de los sensores de muestra. En algunas modalidades, como se muestra en la figura 73, un selector de flujo puede estar dentro del paquete sensor que puede seleccionar entre una línea de muestra y una trayectoria de fuente de gas de autocalibración.
Seguridad
Diversos rasgos de seguridad se pueden incorporar en el sistema para resolver una diversidad de problemas. Por ejemplo, el sistema puede tener un eliminador en la Y del paciente antes de la recolección de muestra que está configurado para absorber cualquier NO<sub>2</sub> formado durante los circuitos de inspiración prolongada o niveles altos de O<sub>2</sub>.
El suministro de NO a un paciente se puede realizar en situaciones de emergencia, y por lo tanto el tiempo para el suministro de NO puede ser importante. Si el dispositivo requiere mucho tiempo para cebado de la vía neumática, esto puede presentar un retraso en el tratamiento del paciente. En
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL algunas modalidades, el sistema puede tener un modo para cebar rápidamente el cartucho con NO antes de conectarlo al circuito de ventilación después de la sustitución del cartucho. En algunas modalidades, el sistema se ceba a sí mismo al bombear aire a una velocidad rápida a través de un plasma en la cámara de plasma y el cartucho eliminador antes de dirigir el flujo a los sensores de análisis de gas. Este cebado se puede llevar a cabo para una cantidad de tiempo establecida o hasta que se detecte NO en el sensor de NO. Después, el sistema puede disminuir la velocidad de la bomba y dirigir el flujo a un cartucho de ventilación para tratamiento. Esto puede resultar en una disminución en la cantidad de tiempo que se requiere para cebar el sistema, y de esta manera se disminuye el tiempo en que el paciente está sin NO.
Puede ser importante limitar la operación de un dispositivo de hospital a personas que estén autorizadas y entrenadas para operar el equipo. En algunas modalidades, se puede asociar una etiqueta RFID o se puede unir a una tarjeta ID del usuario, con el RFID que tenga un número único dentro del que se utiliza para identificar al usuario. En algunas modalidades, el mismo lector de RFID dentro del controlador se puede utilizar para identificar los componentes desechables (por ejemplo, cartucho de ventilación, cartucho eliminador y/o línea de muestra) como los antecedentes de ID
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL del usuario. Un lector de RFID puede estar colocado en diversas ubicaciones, pero en algunas modalidades un lector de RFID puede estar en el lado del controlador de manera que puede leer las etiquetas de RFID en los cartuchos en el lado y el ID del hospital en el lado orientado hacia el exterior del lector. Una etiqueta RFID también se puede unir al controlador dentro del campo de visión del lector de RFID. Esto permite que el programa pruebe el lector de RFID debido a que siempre está una etiqueta de RFID en el campo de visión. También permite que el programa sepa cuál controlador está realizando el tratamiento. Se puede colocar otra información en la etiqueta RFID del controlador, como por ejemplo el número de serie del controlador, la última fecha de servicio, la fecha de fabricación, código de error, tiempo de funcionamiento del sistema, tiempo de funcionamiento de diversos componentes, registros de servicio y otra información que puede ayudar con el tratamiento de paciente, diagnóstico y/o servicio o reparación.
Algunas veces, el personal clínico necesita escribir manualmente la indicación de medicamento NO en sus registros. Con el fin de mejorar la precisión y seguridad, en algunas modalidades el sistema puede mostrar un código de barras en la interfaz de usuario que puede ser escaneada en el sistema hospitalario.
En algunas modalidades, el sistema puede recibir
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL aire comprimido desde una fuente externa, como por ejemplo el suministro de aire del hospital o un cilindro de gas comprimido. Este enfoque también puede servir como un suministro de aire de respaldo en el caso de una falla de la bomba/ventilador interno.
Control de Infecciones
Cuando se utiliza con un circuito ventilador, el generador de NO típicamente se localiza entre el ventiladorhumidificador, es decir, la porción seca del circuito. Existe aún un potencial, aunque pequeño, de que materiales infecciosos de desplacen del paciente al generador de NO y contamine los componentes del generador de NO. Esto representa un riesgo de contaminación cruzada cuando el. generador de NO se utiliza para tratar a un paciente diferente.
En algunas modalidades, un filtro HEPA se localiza en la salida del dispositivo de generación de NO. En sistemas que utilizan un cartucho de ventilación, el filtro HEPA se puede localizar en la salida del cartucho de ventilación. Con el propósito de evitar contaminación, el filtro debe localizarse en serie entre el generador de NO y el paciente. En algunas modalidades, el filtro se conecta al humidificador y no tiene contacto directo con el generador de NO. Además de evitar la transferencia de materiales infecciosos desde el circuito de ventilación al dispositivo de generación de NO,
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL un filtro HEPA entre el dispositivo de generación de NO y el paciente sirve para capturar cualquier partícula metálica o partículas de material de eliminador introducidas en la corriente de aire por el generador de NO.
Vida de Servicio
Cada componente de un sistema de generación de NO tiene una vida de servicio. El recinto, por ejemplo, está diseñado para durar 10 años o más. Alternativamente, las válvulas están diseñadas para un cierto número de ciclos. En una modalidad, el sistema de generación de NO cuenta el número de ciclos que una válvula ha experimentado. En base en el número aceptable de ciclos, el sistema de generación de NO puede recomendar la sustitución de la válvula antes de que se exceda la vida de servicio. Se puede realizar un registro similar para el tiempo de funcionamiento de la bomba, ciclos de válvula proporcionales, cuenta de descarga eléctrica y acciones que desgastan componentes.
Cuando un componente se encuentra cerca de su fin de servicio, el sistema de generación de NO puede utilizar el sistema de generación de NO de respaldo, dejando el componente desgastado como un respaldo en vez de ser el principal y de esta manera prolongando el uso del sistema con un respaldo funcional. En una modalidad, el sistema utiliza su uno o más sistemas redundantes de manera uniforme durante la vida de servicio de manera que los componentes se
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL desgastan a una velocidad similar a través de una o más trayectorias de flujo.
En una modalidad, se utiliza un acelerómetro dentro del sistema de generación de NO para detectar vibraciones en el sistema. Las vibraciones se utilizan como indicaciones de que los componentes están funcionando apropiadamente. También son indicaciones de que los componentes se han desgastado y/o que no están funcionando apropiadamente. En una modalidad, el sistema utiliza un acelerómetro para detectar vibraciones que son indicativas de una bomba gastada.
En una modalidad, un micrófono dentro del sistema se utiliza para verificar que diversos componentes están funcionando apropiadamente al detectar el sonido de varios componentes. La detección de componentes se puede realizar secuencialmente conforme cada componente en su energizado o accionado durante el encendido-autoprueba.
Análisis de gas
En una modalidad, el contenido de NO y/o N0<sub>2</sub> dentro del producto gaseoso se mide utilizando espectroscopia. En una modalidad, la espectroscopia se basa en absorción infrarroj a.
Encendido y Autoprueba del Sistema
En una modalidad, el sistema dirige gases de producto desde la cámara de plasma a los sensores de análisis de gas durante el encendido y la autoprueba para confirmar
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL que los sensores de gas están funcionando y que el sistema de generación de NO está funcionando. En una modalidad, la precisión de la producción de NO durante el encendido y autoprueba es suficientemente preciso de manera que los sensores de gas se pueden calibrar. En una modalidad, una alarma que indica la sustitución del sensor de gas es generada cuando ya sea NO o NO2 indican niveles que no concuerdan con los ajustes de producción de NO/NO2 durante la autoprueba de producción de NO.
En algunas modalidades, el sistema se puede configurar con sensores de presión y válvulas para realizar una prueba de presión interna para detectar la integridad neumática del sistema. En esta autoprueba, las válvulas se configuran para cerrar el flujo de aire. La bomba presuriza la totalidad o una porción de la vía neumática. En. una modalidad, la bomba se detiene y se lleva a cabo una prueba de disminución de fugas al monitorear la caída de presión dentro del sistema con el transcurrir del tiempo. En otra modalidad, la bomba continúa funcionando y el flujo a través del sistema se mide, con un flujo por encima de un cierto umbral indicando una fuga.
Comunicaciones digitales
Los eventos de descarga eléctrica y el alto voltaje pueden emitir emisiones electromagnéticas que interfieren con señales eléctricas. Esto puede afectar lecturas de sensor
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL analógico así como comunicaciones digitales. En una modalidad, un sistema de generación de NO lee sensores y realiza comunicaciones digitales entre eventos de plasma. En una modalidad, una parte del sistema de NO genera una señal que se descarga conforme se produce. En una modalidad, el circuito de control de alto voltaje envía la señal de que la descarga está a punto de suceder. En una modalidad, el dispositivo de generación de NO utiliza señales de comunicación diferenciales para proporcionar un nivel de inmunidad de EMI.
Administración de Energía
Los eventos de descarga eléctrica pueden extraer niveles altos de energía instantáneamente. Esto puede generar picos de corriente los cuales presentan un desafío a dispositivos energizados por batería. En una modalidad, los picos de corriente se resuelven por capacitores de retención. En otra modalidad, los picos de corriente se resuelven por un regulador previo. En algunas modalidades, una etapa de corrección de factor de energía intermedia se utiliza para hacer que la carga de generación de NO busque las baterías como una carga que puede suministrar el suministro. En algunas modalidades, se utiliza la corrección del factor de energía (PFC, por sus siglas en inglés) para administrar la carga en una o más baterías a un nivel aceptable.
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Aplicaciones Alternativas
Existe una diversidad de aplicaciones para uso de un sistema de generación de NO que incluye para uso con pacientes que requieren desfibrilación para mejorar la oxigenación y probabilidad de reinicio cardíaco o readquisición del ritmo normal. Además, existe una aplicación de NO para pacientes que experimentan un ataque de asma para mejorar la oxigenación o para mejoramiento en el desempeño en deportes en diversos campos, que incluyen ciclismo, fútbol, esquiar en la nieve, compensación de altura elevada y aviación.
Conectividad con la Nube
Un dispositivo de generación de NO se puede beneficiar de conectarse a la Internet. Se pueden realizar conexiones por GSM, Wi-Fi, cable Ethernet u otros medios. Una vez conectado el sistema puede intercambiar información con servidores para asistencia técnica, asistencia de tratamiento, facturación u otros propósitos de intercambio de datos. La nube también se puede utilizar para transferir datos de tratamiento, ajustes, registros de alarma, comentarios del usuario, registros de servicio, estado del cartucho eliminador y otra información desde un controlador a otro controlador.
DISPOSITIVO AMBULATORIO
También pueden existir sistemas y métodos para
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL generación portátil y compacta de óxido nítrico (NO) que pueden ser incrustadas en otros dispositivos terapéuticos o utilizados solos. El dispositivo de generación de NO portátil permite que se genere y suministre NO a un paciente en cualquier ubicación o ámbito de manera que el dispositivo es suficientemente pequeño para ser móvil y utilizarse en cualquier parte, incluyendo en la casa de un paciente o durante un viaje. El tamaño y la condición portátil del sistema de generación de NO ambulatorio permite que un paciente utilice el sistema conforme se desplaza fuera de un hospital y que tenga el beneficio del suministro de NO a través de un dispositivo de suministro de gas respiratorio sin tener que estar en un hospital, clínica o en otro ámbito médico. En algunas modalidades, un sistema ambulatorio de generación de NO puede estar comprendido de un controlador y un cartucho desechable. El cartucho puede contener filtros y eliminadores para preparar el gas utilizado para generación de NO y para depurado de gases de salida antes de su inhalación por el paciente. El sistema puede utilizar un concentrador de oxígeno para incrementar la producción de óxido nítrico y actividad de generación de oxígeno complementaria como un dispositivo independiente.
El NO generado puede ser suministrado al paciente en una diversidad de maneras. En algunas modalidades, el NO es suministrado a través de una cánula nasal. Los gases salen
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL de un arreglo de orificios en la vecindad de la nariz del paciente y se mezclan en el espacio entre la cánula y la nariz. La cánula puede incluir una diversidad de configuraciones.
Cuando un paciente inspira gas desde una cánula nasal, el aire del ambiente es arrastrado y se agrega al flujo, por lo que se diluye el gas suministrado. En algunas modalidades, se puede utilizar una cánula nasal con salientes de nariz únicas que tengan un faldón al rededor de las mismas para disminuir la dilución del gas suministrado. El faldón actúa como una válvula de retención, permitiendo el flujo de exhalación al rededor de la saliente pero sellando contra la pared de las fosas nasales para evitar el arrastre de aire ambiente. Una cánula nasal ejemplar 1250 que tenga rasgos para evitar dilución del gas suministrado se muestra en las figuras 100A y 100B.
Una cánula nasal también puede incluir rasgos para permitir la identificación del dispositivo. En algunas modalidades, una cánula nasal puede incluir un identificador único para permitir que la cánula sea identificada. El identificador único puede estar colocado en diversas posiciones, que incluyen en un conector de la cánula nasal. El identificador puede tener diversas formas, que incluyen una RFID para inalámbrico, un chip inteligente para conexión eléctrica directa, un código de barras inteligente para ser
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL leído ópticamente o cualquier otro mecanismo que permita la identificación. Un controlador puede monitorear cuánto está en uso la cánula y puede escribirlo en un dispositivo de memoria dentro de la cánula para indicar que se ha utilizado según se necesite y que debe ser reemplazado o reparado. Esto también puede evitar el uso de cánulas que no sean compatibles lo que puede resultar en niveles más altos de N0<sub>2</sub>. Otros tipos de información que pueden escribirse en el dispositivo de memoria de la cánula son: número de parte, número de lote, fecha de fabricación, fecha de expiración, fecha de uso por primera vez, estado nuevo/usado, información de tratamiento del paciente, un registro de ajustes de dispositivo, un registro de alarma del dispositivo, entradas de registro del paciente, datos de parámetros del paciente (frecuencia respiratoria, frecuencia cardíaca, temperatura corporal, nivel de SpO<sub>2</sub> EtCO<sub>2</sub>, nivel de actividad).
En algunas modalidades, se puede colocar un sensor en el paciente para monitorear la respiración del paciente. El sensor puede ser un micrófono, sensor de presión, sensor de tensión, acelerómetro u otro tipo de sensor que detecta la respiración del paciente. En una modalidad, se coloca un micrófono en el cuello del paciente. En otra modalidad, se coloca un sensor de tensión en la piel del torso del paciente. Al detectar la actividad respiratoria del paciente, como por ejemplo la frecuencia de respiración, la profundidad
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL de respiración, la forma del pulso de respiración, el sistema de generación de NO puede optimizar el suministro de NO. Los sensores montados en el paciente pueden estar cableados a la cánula o directamente al generador de NO. En otras modalidades, los sensores son inalámbricos y se comunican por medio de Wi-Fi, Bluetooth, infrarrojo, RF o algún otro medio al controlador.
Es importante que un sistema de generación de NO tenga una cantidad suficiente de aire ambiente para que funcione apropiadamente. Dado que el sistema ambulatorio se puede localizar o puede portarse por un usuario en diversas ubicaciones, que incluyen estar colocado en una bolsa o portado debajo de un artículo de unan prenda de vestir, es posible que el dispositivo no se abastezca de aire suficiente para generar una cantidad terapéutica de NO. Es posible que la cánula incluya características para permitir que entre aire adicional al dispositivo. En algunas modalidades, la cánula puede incluir uno o más lúmenes adicionales para abastecerse de aire. El lumen de aire puede tener una o más aberturas (como por ejemplo perforaciones) de manera que el aire puede entrar al lumen desde cualquier parte a lo largo de la longitud de la cánula. Las perforaciones ayudan a asegurar que el dispositivo puede jalar aire desde alguna otra parte a lo largo de la longitud de la cánula. Una modalidad de una cánula 1260 con un lumen adicional 1262 se
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL muestra en la figura 101.
En algunas modalidades, una cánula nasal puede incluir uno o más tubos pequeños de NO que se desplazan a través de cada saliente de manera que el 0<sub>2</sub> no suprime el flujo de NO durante su mayor caudal y presión, como se muestra en la cánula ejemplar 1270 que se muestra en la figura 102. En algunas modalidades, una cánula nasal puede utilizar una configuración venturi o de chorro para extraer NO en el flujo de O<sub>2</sub>.
Existen diferentes puntos a lo largo de la cánula en los cuales el O<sub>2</sub> y NO se pueden mezclar antes de que los gases alcancen a un paciente en algunas modalidades, es posible mantener el NO y el 0<sub>2</sub> separados tanto como sea posible hasta que entren a la nariz del paciente con el fin de reducir la formación de NO<sub>2</sub>. La formación de NO<sub>2</sub> debido a una alta concentración de NO es el efecto predominante. En algunas modalidades, es posible mezclar NO con el flujo de O<sub>2 </sub>tan pronto como es posible de manera que se reduce el tiempo de tránsito al paciente. De esta manera, un dispositivo ambulatorio que introduce una alta concentración de NO al flujo de O<sub>2</sub> dentro del dispositivo ambulatorio puede ofrecer niveles reducidos de NO<sub>2</sub> en el paciente, como se muestra en una modalidad de un dispositivo de generación de NO 1280 que se muestra en la figura 103.
Pueden existir diversas maneras de utilizar
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL material eliminador en un sistema ambulatorio de generación de NO. En algunas modalidades, un tubo de cánula que es de pared delgada (en oposición a las versiones gruesas a prueba de alteraciones) que se llena con material eliminador de manera parcial o completa a lo largo de su longitud se puede utilizar. En algunas modalidades se puede utilizar una cánula nasal con preeliminador además del eliminador de NO. Un controlador no necesita tener un cartucho de modo alguno, de modo que ese sistema tiene un componente desechable (una cánula 1290) en vez de una cánula y un cartucho eliminador, como se muestra en la figura 104. En algunas modalidades, una cánula nasal 1290 puede incluir un eliminador cerca del punto de inspiración (es decir, cercano a la nariz).
las figuras 105A-105E son vistas múltiples de una modalidad de un dispositivo ambulatorio de generación de NO 1300. En algunas modalidades, la parte superior del dispositivo se puede invertir para la interconexión de un usuario que incluye pero que no se limita a botones e información en una pantalla. Las conexiones de cánula y oxígeno se pueden realizar sobre un borde superior de un tope en el lado del recinto. El cartucho eliminador 1312 se puede localizar en varias ubicaciones, que incluyen el lado (como se muestra en la figura 106A) y el fondo (como se muestra en la figura 106B) del dispositivo 1310. En algunas modalidades, la cánula y las conexiones de O<sub>2</sub> se encuentran en la parte
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL superior del dispositivo. La interfaz de usuario 1314 está en el lado, como se muestra en la figura 107A. El eliminador 1316 puede estar en el lado, como se muestra en la figura 107B o en el fondo del dispositivo.
Se pueden utilizar diversos métodos para detección de respiración. En algunas modalidades, un cable corre ascendiendo por un tubo y descendiendo por el otro tubo de la cánula nasal. Entre las fosas nasales, existe una pieza de Mylar con aluminio electrodepositado (como un termistor). Las respiraciones se detectan al observar los cambios en la resistencia del termistor, indicando el calentamiento de la exhalación de enfriamiento de inhalación. Dos cables pueden correr en un tubo también. En algunas modalidades, la detección también se puede realizar al estirar el alambre para que sea más delgado en el área de detección de temperatura. En algunas modalidades, una saliente de una cánula nasal puede ser metálica y conductora de manera que sea parte del circuito termistor. Esto funciona mejor cuando existe alambre en los dos lúmenes y dos conexiones de saliente al controlador. En algunas modalidades, se puede proporcionar un termopar bajo la nariz. En algunas modalidades, un dispositivo de suministro de NO puede incluir un lumen de cánula de NO que se bifurca conforme alcance el controlador. Un lumen se conecta al eliminador y el otro lumen se conecta a un orificio ciego con un sensor de presión
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL para detectar respiraciones. En algunas modalidades, un dispositivo de suministro de NO se proporciona en donde una presión en la línea de NO se detecta dentro del controlador cerca del punto de conexión de la cánula de manera que las respiraciones del paciente se pueden detectar por medio de presión.
Se pueden utilizar diversos mecanismos para detección de respiración en relación a la actividad de un concentrador de O2. En una modalidad, un dispositivo de suministro de NO 1320 se proporciona con un acoplamiento en T que recibe O2 desde una fuente de O2 1322. Envía O2 al paciente 1324 (por medio de una cánula) y tiene un detector de presión 1326 dentro del controlador en la parte inferior del orificio ciego, como se muestra en la figura 108.
En algunas modalidades, se proporciona un dispositivo de suministro de NO 1330 con una conexión de entrada de O2 1332 y una conexión de salida de O2 separada 1334, como se muestra en la figura 109. Entre las dos conexiones, el sistema detecta presión y/o flujo para detectar actividad del concentrador de oxígeno. NO y O2 tienen conexiones de salidas separadas. Puede haber un punto de salida único con NO y O2 combinados. En algunas modalidades, un dispositivo de suministro de NO 1340 se proporciona que funciona en conjunción con un concentrador de O2 que incluye un mecanismo, tal como un lector RFID 1342,
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL para comunicarse con el dispositivo de suministro de NO, como se muestra en la figura 110.
Se puede suministrar NO a un paciente utilizando diversas técnicas en relación a la inspiración del paciente. En algunas modalidades, se puede utilizar un tamiz molecular para disminuir el contenido de 0<sub>2</sub> en el gas después de generación de chispas. La remoción de O<sub>2</sub> puede disminuir la velocidad de conversión a NO<sub>2</sub>.
En algunas modalidades, un dispositivo de NO puede operar en uno o más modos, que incluyen un modo sincronizado con suministro por pulsos de NO, que se suministra de manera sincronizada con suministro de 0<sub>2</sub>, un modo independiente con suministro por pulsos de NO suministrado en sincronización con las respiraciones del paciente, y un modo constante con un caudal constante de NO y concentración. En una modalidad, el pulso de suministro de NO comienza 5 0 mseg después de la detección de inspiración y dura 200 mseg. En otra modalidad, el pulso de suministro de NO se prolonga la duración de la inspiración.
La frecuencia respiratoria de un paciente puede variar con el esfuerzo. Velocidades respiratorias más rápidas pueden dar resultado un suministro excesivo de NO si el sistema de generación de NO suministra NO con cada respiración. También debe hacerse notar que la profundidad respiratoria puede variar también y generalmente es
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL independiente de la frecuencia respiratoria. Para que sea efectivo el tratamiento con NO, la concentración de NO en los pulmones del paciente debe estar en niveles terapéuticos periódicamente, en caso de no ser de modo continuo. En una modalidad, el sistema de generación de NO utiliza la frecuencia respiratoria, el volumen corriente y la semivida de NO para determinar cuáles inspiraciones dosificar. En otra modalidad, el NO se suministra con cada respiración pero los parámetros de pulso se hacen variar en la frecuencia respiratoria, volumen corriente, fracción de arrastre y semivida de NO para obtener la concentración objetivo de NO dentro del pulmón. En una modalidad, el sistema de generación de NO tiene un número máximo de respiraciones que se dosificarán por unidad de tiempo. En base en un promedio en movimiento, si el número de respiraciones dosificadas por unidad de tiempo excede un umbral, el dispositivo detiene el suministro de NO hasta que el promedio en movimiento descienda por debajo del umbral.
Los eventos respiratorios se producen con rapidez, lo que requiere una respuesta rápida del sistema para el suministro de un pulso de NO. En algunos casos, el pulso se suministra 50 mseg después de la detección de inspiración, lo cual es más rápido que lo que una bomba puede incrementar su velocidad (es decir, acelerar) y empujar un bolo de gas que contenga NO en la nariz. En una modalidad, un dispositivo
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- 292 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL ambulatorio prepara un bolo de aire que contiene NO en un depósito durante la expiración del paciente. Cuando se detecta una inspiración, el aire desde una fuente comprimida es liberado, empujando el bolo de NO a través de la cánula al paciente. En una modalidad, el depósito de estancamiento es un lumen dentro de la cánula. En una modalidad, el lumen dentro de la cánula es un lumen dedicado para suministro de NO. El gas que contiene NO puede pasar a través de un depurador antes de su estancamiento en el depósito, después del depósito, en una ubicación cerca del paciente dentro de la cánula o en ningún lugar de modo alguno si los niveles de NO<sub>2</sub> son suficientemente bajos.
Dado que el dispositivo ambulatorio se puede colocar en diversas ubicaciones, que incluye sobre un carrito generador de O2 o un cargador de batería (por ejemplo, colocado en un ángulo de 45° para estabilidad y facilidad de lectura y presentación) o para ser portado por un paciente, por ejemplo en un cinturón, en una bolsa o para ser portado debajo de un abrigo, es posible que el dispositivo se sobrecaliente. En algunas modalidades, el aire que se utiliza para generar NO debe desplazarse sobre los intercambiadores de calor para enfriar los componentes electrónicos. En una modalidad, el generador de NO se localiza en la entrada de aire para un concentrador de O2. Algunos usuarios pueden preferir conectarse a un concentrador estacionario de O2
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL cuando están en casa y utilizar una línea, como por ejemplo una línea de 15 m (50 pies) para recibir O2. El tiempo de tránsito de NO en una línea de 15 m (50') puede ser suficientemente en grande para que se puedan formar niveles dañinos de NO<sub>2</sub>. En algunas modalidades, una línea como por ejemplo una línea de 15 m (50') se puede proporcionar con conectores registrados que tengan un eliminador de NO2 en el extremo del paciente para remover NO2 cerca del paciente. Por ejemplo, una conexión puede involucrar un roscado adaptado, un RFID, un código de barras u otros rasgos.
Diversos rasgos de seguridad se pueden incluir con un dispositivo ambulatorio de generación de NO. Es posible para los usuarios olvidar sustituir el componente eliminador de NO2 en tiempos apropiados. En algunas modalidades, el dispositivo puede solicitar a un usuario sustituir un eliminador cuando retira el dispositivo del cargador en la mañana. En algunas modalidades, un dispositivo ambulatorio puede incluir un acelerómetro interconstruido para detectar actividad del paciente. En algunas modalidades, un dispositivo ambulatorio puede incluir rasgos para detectar el ejercicio del paciente y proporcionar una advertencia. La advertencia se puede basar en diversas mediciones y datos, que incluyen datos de acelerómetro y/o frecuencia respiratoria.
La tubería de suministro de NO puede ser
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL estrangulada durante la operación, lo que frena o detiene potencialmente el suministro de NO al paciente. En algunas modalidades, el sistema puede utilizar diversos indicadores para detectar una línea estrangulada que incluyen, pero que no se limitan a presión de línea de NO, presión de línea de O2, corriente de bomba de NO, flujo de línea de NO, flujo de línea de O2, fidelidad de señal de respiración, actividad de generación de chispas (suprimido por alta presión).
Existe la posibilidad de que los pacientes que respiran a través de su boca no reciban la misma dosis que cuando respiran a través de la nariz cuando portan la cánula nasal. En algunas modalidades, el sistema puede detectar una respiración nasal inadecuada y/o respiración por la boca y puede responder incrementando el suministro de NO para adaptarse y/o advertir a un usuario. Si el sistema es capaz de suministrar NO al paciente (la corriente de la bomba es normal, el flujo de NO es normal), pero el sistema no es capaz de detectar respiraciones en la nariz, entonces el paciente probablemente esté respirando a través de su boca.
Las figuras 111 y 112 ilustran modalidades de sistemas ambulatorios de generación de NO. La figura 111 ilustra una modalidad de un sistema ambulatorio portátil de generación de NO que incluye un dispositivo de suministro, como por ejemplo una cánula, para el suministro de un producto gaseoso que contiene NO a un paciente, el cual
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL incluye un filtro/eliminador. Un controlador está configurado para controlar la producción de NO por una cámara de plasma utilizando una diversidad de sensores. El controlador incluye una CPU con LED y botones para comunicación con la misma por parte de un usuario, un circuito de alto voltaje, una fuente de energía, un cargador inductivo y un controlador de bomba. La figura 112 ilustra una modalidad de un sistema ambulatorio portátil de generación de NO que incluye un dispositivo de suministro como por ejemplo una cánula 32 y un cartucho sustituible desechable 34 que incluye un eliminador en el mismo.
La figura 113 ilustra una modalidad de un sistema de generación de NO con redundancia. En la parte izquierda superior de la figura, los gases de muestra de un flujo de inspiración entran a una línea de muestra 1350 y se desplazan a través de un filtro 1352 y tubería Nafion 1354 para remover la humedad de las muestras humidificadas y agregar humedad a las muestras secas. El gas después fluye a través de una válvula de una vía 13 56 que evita que el contenido del circuito sensor de gas entre a las vías respiratorias del paciente. El gas fluye a través de una trampa de agua 13 58 que remueve la humedad seguido por un filtro hidrofóbico 1360 en una bomba de gas de muestra. Más allá de la bomba se encuentra un orificio crítico que gobierna el flujo de gas a través del múltiple de sensores 1361 y disminuye los pulsos
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL en el flujo desde la bomba. Los gases pasan a través de un segundo tubo de Nafion 13 62 que protege los sensores en el caso de que los gases secos puedan ser utilizados durante la calibración y son enviados a través del paquete sensor. Los sensores de presión monitorean el flujo y la presión a través del paquete de muestra. El gas después pasa por sensores de análisis y/o pasa un sensor de presión y una válvula de retención de una vía. Los gases de muestra salen a través de un acoplamiento en T que tiene una pata abierta a presión atmosférica y que proporciona una saliente o un conector de perforación pequeña en la otra pata para conexión a un vacío de hospital. La pata abierta a la atmósfera evita que la presión de vacío incremente el caudal a través del paquete sensor y/o jala más gases desde el flujo de inspiración del paciente que lo que se requiere.
En la parte media superior de la figura, dos trayectorias de flujo independientes 1366, 1368 proporcionan gases reactivos a dos bombas. Las bombas presurizan dos depósitos independientes 1370, 1372 a una presión objetivo. En una modalidad, la presión objetivo es de dos atm. En cada circuito, pasando el depósito existe un sensor de presión 1372, 1374 para retroalimentación de ciclo cerrado en la presión de depósito. Este sensor también puede ser antes del depósito o dentro del depósito en la medida en que esté en comunicación fluida con el depósito. Una válvula proporcional
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1376, 1378 regula el flujo de salida desde cada depósito. Se utiliza un sensor de flujo para retroalimentación del ciclo cerrado a la válvula proporcional. Los gases pasan a través de una cámara de plasma 1380, 1382. Las cámaras de plasma mostradas incluyen un sensor de temperatura 1384, 1386 sobre la pared de la cámara que se puede utilizar para ajuste del algoritmo de NO y retroalimentación de ciclo cerrado al ventilador del recinto del dispositivo. Los sensores de presión en comunicación fluida con las cámaras de plasma se utilizan como entrada en el algoritmo de control para calcular la producción de NO.
Más allá de los sensores de la cámara de plasma y de presión, las trayectorias de flujo se bifurcan. Las trayectorias de derivación con una válvula proporcionan un medio para impulsar gases de producto al paquete sensor de gas para análisis. Las válvulas proporcionales después de la bifurcación se pueden utilizar para proporcionar retropresión dentro de la cámara de plasma para compensar los efectos de elevación y la presión ambiente baja. Las válvulas utilizan un orificio más pequeño a elevaciones más altas para incrementar la retropresión dentro de la cámara de plasma e incrementar la producción de NO. Después de las válvulas proporcionales, el producto gaseoso fluye a través de un cartucho eliminador que contiene un filtro, un eliminador de un filtro (FSF) para cada una de las dos trayectorias. Una
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL primera trayectoria está dedicada para aplicaciones de ventilador mientras que la segunda trayectoria puede depurar gas para un ventilador o un circuito de bolsa manual, dependiendo de la posición de un director de flujo en la segunda trayectoria. Una válvula proporcional localizada después del FSF en la primera trayectoria de flujo (figura izquierda) proporciona un medio para muestrear gases posterior a FSF así como uniformar la restricción de flujo entre los lados.
Los gases de producto fluyen a un cartucho ventilador 1390 a través de un canal B para aplicaciones de ventilación del canal C para empaquetamiento manual. Los gases de inspiración desde un ventilador entran al cartucho ventilador a través de una conexión estándar de 22 mm antes de fluir a través de dos sensores de flujo. Cada sensor de flujo se reporta a un generador de NO separado dentro del dispositivo para redundancia total. La presión y/o humedad también se miden en los sensores de flujo. El NO en el inyectado dentro de la corriente de aire del paciente después de las dos mediciones de flujo y antes de que los gases salgan al cartucho de ventilación a través del segundo acoplamiento de 22 mm. Los acoplamientos de tubo de ventilación pueden variar con la aplicación, desde 10 mm para circuitos de neonato hasta 15 mm para aplicaciones pediátricas. Los sensores de flujo pueden detectar flujo
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL inverso de manera que el sistema puede reportar una alarma si los tubos del circuito ventilador se han conectado en reversa.
El flujo de bolsa que proviene desde una fuente externa la cual puede ser un cilindro de oxígeno, un mezclador, aire de pared, O<sub>2</sub> de pared, concentrador de oxígeno u otra fuente. El flujo se conecta al cartucho ventilador con una conexión neumática, tal como una perforación pequeña o un acoplamiento saliente. La velocidad de flujo se mide por un sensor de flujo. En la modalidad mostrada, el flujo se mide por un sensor de presión diferencial antes de la inyección del producto gaseoso que contiene NO. El flujo después sale del cartucho de ventilación a través de una perforación pequeña similar o conector saliente y sobre la vía respiratoria de respiración manual.
Los métodos actuales de Monetización del tratamiento con NO en el mercado involucran la lectura de dispositivos de memoria sobre cilindros de gas o la descarga de datos de uso de un controlador a un dispositivo de memoria portátil o la escritura utilizando datos desde una pantalla de información. Un dispositivo de comunicación inalámbrico se puede incorporar en un dispositivo de generación de NO con los propósitos de facturación. Esta misma capacidad se puede utilizar para soporte remoto, monitoreo y diagnóstico
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL 00 también. Los beneficios de este concepto son varios: reducir el trabajo involucrado para obtener información de facturación (es cargada automáticamente a la nube), reducir el trabajo involucrado en procesamiento de información de facturación (automáticamente se calcula en uno o más servidores), mejorar el uso de seguimiento de dispositivos para llamadas de servicio y ubicación de dispositivos dentro de un sitio.
Interferencia Electromagnética (EMI)
Los reactivos y productos gaseosos son enrutados dentro y fuera de la cámara de plasma, respectivamente. La cámara de plasma es una fuente de emisiones electromagnéticas. La tubería de plástico que transporta el reactivo gaseoso presenta un portal para emisiones electromagnéticas en donde se conectan a la cámara de plasma.
En algunas modalidades, la tubería de plástico está cubierta con una malla eléctricamente conductora a lo largo de su longitud desde la cámara de plasma a por lo menos el primer doblez de 90 grados. En algunas modalidades, se utiliza tubería metálica para transportar los gases reactivos y producto hacia y desde la cámara de plasma para absorber EMI. En algunas modalidades, el múltiple se elabora de metal o tiene un recubrimiento metálico. Éste múltiple se diseña de manera que no hay una trayectoria recta desde el exterior del múltiple a la cámara de plasma que pueda proporcionar un
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL conducto para que escapen EMI. En algunas modalidades, uno o más supresores de flama conectados a tierra en la vía de gas corriente arriba y/o corriente abajo de la cámara de plasma se pueden usar para absorber la EMI absorbida por la descarga eléctrica.
MÓDULOS
Los sistemas y métodos de generación y/o suministro de óxido nítrico para uso en varias aplicaciones también pueden estar en forma de un módulo para usos con diversos tipos de equipo médico y máquinas, tales como diversos dispositivos de ventilación y respiratorios.
En algunas modalidades, la generación de óxido nítrico y/o los módulos de detección de gas pueden integrarse con un dispositivo respiratorio al compartir recursos y/o al estar incrustados completamente en los mismos. Los diversos módulos de generación de NO o los dispositivos de generación de NO pueden controlar la generación de NO en una variedad de formas. En algunas modalidades, un dispositivo o módulo de generación de NO puede controlar la generación de NO al variar el flujo de aire a través de un plasma, por ejemplo, para que coincida con el flujo del ventilador.
En algunas modalidades, un módulo de NO se puede configurar para que se inserte de manera removible en la bahía de módulo de un monitor de un paciente. En algunas modalidades, un módulo de NO puede estar integrado
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL físicamente en un monitor de un paciente. En algunas modalidades, un módulo de NO puede incluir una interconexión de espirometría a un sensor en línea y un montaje alimentador de NO. El sensor de espirometría puede estar basado en termistor, basado en ultrasonido, basado en anemómetro de alambre caliente, acústico, basado en micrófono, basado en diferencial de presión, basado en presión única u otro medio. El módulo de NO puede incluir un filtro de aire entrante separado y componentes eliminadores de NO o puede incluir un filtro de aire combinado y un eliminador de NO.
Un monitor de un paciente puede incluir una bahía para recibir un módulo de generación de NO. El monitor del paciente puede tener capacidades de generación de NO (incrustado o removible) y un filtro de aire sustituible y un eliminador de NO<sub>2</sub>. En algunas modalidades, el monitor de un paciente con capacidad de generación de NO se puede acoplar a un ventilador y puede recibir datos de espirometría del paciente desde el ventilador, ya sea usando una conexión cableada o inalámbrica. En algunas modalidades, un ventilador del paciente con capacidad de generación de NO se puede acoplar a un monitor del paciente, recibir datos de SpO<sub>2</sub> del paciente desde el monitor del paciente, utilizando una conexión cableada o inalámbrica.
Numerosos procedimientos médicos que involucran una diversidad de equipo se pueden utilizar para tratar al
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- 303 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL paciente con el uso de óxido nítrico. Diversos tipos de equipo se pueden utilizar para suministrar aire a un paciente, que incluye ventiladores, máquinas de anestesia y máquinas C-PAP. Existen diversos tipos de equipo utilizado para oxigenar la sangre del paciente, que incluyen sistemas ECMO que pueden agregar óxido nítrico a la mezcla de aire/gas. En algunas modalidades, el módulo de generación de óxido nítrico se puede integrar en diversos tipos de equipo como por ejemplo máquinas/equipo de múltiples proveedores de este equipo para que puedan tener acceso a una fuente de óxido nítrico. El módulo de generación de NO puede apoyar diversos recursos dentro del equipo primario, que incluyen pero que no se limitan a energía eléctrica, suministro de gas u oxígeno y/o aire comprimido, parámetros de tratamiento (por ejemplo, flujo, volumen y/o presión), una interfaz de usuario y/o un elemento físico de alarma.
Un módulo de generación de NO acoplado o incrustado dentro de una máquina/equipo médico puede disminuir las conexiones neumáticas establecidas por el usuario. Las conexiones neumáticas pueden requerir tiempo para que se establezca, pueden fugarse e incrustarse en un generador de NO de una máquina/controlador existente y pueden eliminar la necesidad de que un usuario conecte el equipo de suministro de aire a un generador externo de NO, de esta manera se reduce el número de conexiones a la máquina. Los elementos
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- 304 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL físicos compartidos entre el módulo y el equipo como por ejemplo un ventilador pueden eliminar cierta redundancia y pueden ayudar a reducir el consumo de energía y mejorar la eficiencia de energía eléctrica de un tratamiento dado.
La precisión mejorada de los parámetros de tratamiento se puede obtener cuando se utiliza un módulo de generación de NO. En algunos casos, el generador externo de NO detecta la actividad del ventilador con un sensor, tal como un sensor de flujo y/o un sensor de presión. Un generador incrustado de NO, como por ejemplo un módulo de generación de NO, puede recibir información de flujo de ventilador directamente, que incluye caudal, presión de flujo, modo de ventilador (control de presión, control de volumen, frecuencia alta) y sincronización de respiración. Esto puede mejorar la precisión de tratamiento al eliminar el sensor y las imprecisiones del algoritmo y reducir el tiempo de retraso que se requiere para detectar, procesar y reaccionar a las lecturas del sensor.
También se puede producir confusión por parte del usuario acerca de la concentración de oxígeno que está siendo suministrada al paciente. Un dispositivo externo de generación de NO puede diluir la concentración de oxígeno en los gases que salen del ventilador, y por lo tanto el dispositivo de generación de NO debe tener su propio sensor de O2 el cual puede tener una lectura diferente que el
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL ventilador. Esto puede introducir incertidumbre en el usuario. En un enfoque integrado utilizando un módulo generador de NO, el ventilador puede medir O<sub>2</sub> en la salida del ventilador, para de esta manera medir O<sub>2</sub> en una ubicación única que incluye el efecto del módulo de generación de NO y su dilución de O<sub>2</sub> potencial.
El módulo de generación de NO también puede hacer uso de una pantalla sobre una máquina o dispositivo médico asociado. Por ejemplo, cuando se acopla a un ventilador, la información relacionada con la generación de NO puede ser exhibida en la pantalla del ventilador, que incluye pero que no se limita a concentración objetivo de NO y concentración real de NO, junto con una pluralidad de parámetros de ventilación. Esto permite que la información sea exhibida al usuario en una pantalla única en vez de tener dos pantallas con información redundante y/o contradictoria. La información de alarma también puede ser consolidada en una lista de prioridad única de manera tal que múltiples alarmas de múltiples fuentes (es decir, la máquina de respiración y el dispositivo/módulo de generación de NO) no advierten al usuario y generan confusión acerca de las prioridades de alarma y su importancia.
Un módulo de generación de NO puede ser utilizado con un ventilador. En algunas modalidades, un módulo de generación de NO puede ser insertado separablemente en una
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL ubicación,de atracado en un recinto de ventilador y puede ser sustituible por un usuario, cuando sea necesario. En algunas modalidades, un módulo de generación de NO puede estar envuelto completa o parcialmente dentro de un recinto de ventilador y puede ser un rasgo permanente, en la medida en que exista la capacidad de que el usuario tenga acceso al módulo para permitir la sustitución de ciertas porciones del módulo, como por ejemplo material eliminador, electrodos y/u otros consumibles. En ambos casos, el módulo de generación de NO puede abastecer de energía y los parámetros de entrada como por ejemplo ajustes de NO objetivo del ventilador. En algunas modalidades, el aire filtrado para generación de NO puede ser abastecido desde el ventilador o el suministro de gas comprimido del sitio de tratamiento. En algunas modalidades, el módulo de generación de NO puede utilizar una bomba interna para abastecer aire ambiente de la habitación. El módulo de generación de NO puede enviar al ventilador el estado de producción de NO, cualquiera de las condiciones de alarma y/o las concentraciones de NO y NO<sub>2</sub> (si el módulo incluye sensores de gas). En ambos casos, el material eliminador para remoción de NO<sub>2</sub> puede ser consumido por el proceso de generación de NO. El material eliminador puede ser insertado en el módulo o el ventilador en forma de un cartucho que es removible y sustituible. En algunas modalidades, el ventilador puede tener una cámara eliminadora
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL dentro de la trayectoria de flujo de los gases de ventilación. El material eliminador suelto en la cámara puede ser sustituido periódicamente, en base en la cantidad de N0<sub>2 </sub>absorbido, tiempo de tratamiento, uso por un sólo paciente u otro razonamiento. Se entenderá que cualquiera de los módulos de generación de NO que se describen en la presente puede incluir un material eliminador que se puede utilizar para la remoción de NO<sub>2</sub> del gas. La sinergia entre el ventilador y el módulo NO puede reducir el número de componentes que se requieren para generar NO para un circuito ventilador. Esto puede ahorrar peso y volumen de los dispositivos combinados, lo cual puede ser importante para transporte en el hospital o entre hospitales. En algunas modalidades, algunos ventiladores pueden tener un rasgo de humidificación. Se puede agregar NO al flujo del ventilador antes o después de humidificación.
La figura 114 ilustra una modalidad ejemplar de un módulo de NO 1400 para uso con un ventilador 1402. El módulo de generación de NO incluye varias entradas y salidas para medición de gas, las cuales pueden variar dependiendo de cómo se miden los niveles diversos de gas. Como se muestra en la figura 114, el módulo de generación de NO incluye una salida 1404 de NO/aire y entradas 1406 desde el ventilador, como por ejemplo energía, señal de flujo de ventilador y/o ajustes, uno o más parámetros de tratamiento tal como concentración
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL objetivo de NO y/o una señal de presión de ventilador y/o un activador de inspiración. En algunas modalidades, el módulo de generación de NO puede realizar mediciones de muestra de gas y puede incluir una entrada 1408 para una muestra de gas y una salida 1410 al ventilador en forma de una o más lecturas de medición de gas y/o alarmas. La muestra gaseosa puede ser tomada desde ya sea el ventilador o el circuito del ventilador. Se entenderá que la muestra de gas puede ser de cualquiera en el sistema antes de la inspiración del paciente. En algunas modalidades, la muestra de gas se toma del circuito ventilador tan cerca como se puede al paciente antes de la inspiración del paciente. En algunas modalidades, la muestra de gas se puede tomar en una ubicación a una distancia del paciente y el sistema puede calcular los niveles de NO2 en base en factores que incluyen pero que no se limitan a longitud del circuito, sección transversal del circuito, volumen del circuito, tiempo de tránsito, concentración de NO, concentración de O2 y otros parámetros que compensan la distancia del paciente. En algunas modalidades, un eliminador de NO2 puede localizarse cercano al paciente para ayudar a asegurar que NO<sub>2</sub> permanece en un nivel aceptable.
En algunas modalidades, la medición de muestra gaseosa se puede realizar dentro del ventilador. En algunas modalidades, el módulo de generación de NO puede realizar
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL mediciones de muestra gaseosa para analizar los gases del circuito de respiración. Por ejemplo, ya sea el módulo de generación de NO puede incluir sensores de análisis de gas o allí pueden existir un módulo de análisis de gas separado que se utiliza junto con el módulo de generación de NO, tal como los módulos 14 a 20, 14 a 22 mostrados en la figura 115.
En algunas modalidades, los gases de muestra son extraídos de la extremidad de inspiración, tan cerca como se puede antes de llegar a un paciente. Por ejemplo, los gases de muestra se pueden tomar aproximadamente 15 cm (6) corriente arriba desde la pieza en Y de un circuito ventilador para evitar la interferencia de los gases exhalados. En algunas modalidades, los gases pueden desplazarse a través del sensor de NO2 primero puesto que los niveles de NO2 se incrementan con el tiempo conforme el NO se oxida en NO2 y el exceso de NO2 generado en el paquete sensor no es representativo de la concentración de NO2 inspirada por el paciente. Niveles altos de NO2 pueden generar una alarma. Así, los gases de muestra pueden avanzar a través de un módulo de generación de NO con capacidades de análisis de gas, y el módulo puede pasar los gases de muestra al ventilador y desde ahí para análisis adicional, si se necesita. En algunas modalidades, los gases se pueden hacer pasar por una conexión neumática interna en donde el módulo se conecta a la bahía de una conexión externa (por ejemplo,
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL un tubo que corra desde un módulo de generación de NO a una entrada de muestra de gas en el ventilador).
Diversas mediciones se pueden tomar por diferentes partes del sistema. En algunas modalidades, uno o más sensores de gas pueden ser un módulo separado en el ventilador u otro dispositivo, tal como un módulo sensor, descrito con mayor detalle más adelante. Los sensores de NO y NO2 se pueden combinar con un dispositivo EtCÜ2 u otro monitor para un paciente, monitor de gas o monitor de gas en sangre. Para evitar el cese espontáneo de suministro de NO, el módulo de NO puede tener componentes redundantes como por ejemplo generadores de NO, eliminadores, montajes de electrodo, circuitos de control, sensores de flujo, etc. La medición de flujo se puede realizar por diversos componentes. En algunas modalidades, el flujo se mide por el ventilador y los resultados medidos se pueden suministrar por una conexión cableada (analógica, I2C o RS232 o inalámbrica). Un módulo de generación de NO también puede medir el flujo en la salida del ventilador e introducir NO al flujo del ventilador en la misma ubicación. En algunas modalidades, el ventilador y el módulo de generación de NO pueden comunicarse por cualquier enfoque aceptable, que incluye pero que no se limita a RS232, I2C, señales analógicas, ópticas, inalámbricas como por ejemplo Bluetooth u otros medios.
Si se necesita potencia adicional, un módulo de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL generación de NO puede ser de anchura doble para extracción desde dos condiciones de energía del ventilador (es decir, dos bahías de módulo). La anchura doble del módulo de generación de NO puede incluir un paquete sensor, o los sensores pueden estar en un módulo separado o en el ventilador. La generación redundante de NO puede extraerse de las dos conexiones de energía independientes, para una mayor redundancia.
Un módulo de generación de NO puede tener acceso al aire y O2 a partir de una diversidad de fuentes. En algunas modalidades, el módulo de generación de NO utiliza aire ambiente. En algunas modalidades, el módulo de generación de NO puede tener su propia bomba de aire para mover aire a través de los electrodos y al circuito ventilador. En algunas modalidades, el módulo de generación de NO puede utilizar aire del ventilador. Por ejemplo, el módulo de generación de NO puede enviar NO gaseoso de regreso al ventilador para ser agregado al flujo de ventilador dentro del ventilador.
La figura 115 ilustra una modalidad ejemplar de un módulo de generación de NO para generar NO que va a ser utilizado por un dispositivo respiratorio junto con un módulo sensor para medir información en relación a las concentraciones de gas en el sistema. En algunas modalidades, el módulo de generación de NO y el módulo sensor se puede acoplar a un dispositivo, tal como un ventilador a través de
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- 312 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL las diversas conexiones y/o puertos. En algunas modalidades, los módulos se pueden insertar en los puertos/bahías correspondientes en el ventilador que incluye las conexiones/puertos apropiados para cada módulo de manera que los módulos se acoplan removiblemente al ventilador. En algunas modalidades, los módulos pueden ser incrustados en un dispositivo respiratorio y pueden ser removibles o pueden ser fijados de modo permanente en los mismos.
La figura 116 ilustra una modalidad ejemplar de un módulo de generación de NO 1430. El módulo de generación de NO 143 0 puede incluir una entrada de aire 1432 que está acoplada a un orificio variable 1434 u otro dispositivo de control de flujo para controlar el flujo de aire en el módulo de generación de NO. El módulo de generación de NO puede incluir varios sensores, que incluyen un sensor de flujo 1436, un sensor de temperatura 1438 y un sensor de presión 1440, como se muestra en la figura 116. El aire fluye dentro de la cámara de plasma 1442 que incluye una pluralidad de electrodos en la misma para generar NO. El NO/aire que sale de la cámara de plasma 1442 puede pasar a través de un depurador o un eliminador 1444 a una salida. Los términos eliminador o depurador se pueden utilizar de manera intercambiable. El módulo de generación de NO puede incluir varias otras entradas y salidas, que incluyen pero que no se limitan a energía 1446, alarmas 1448 y ajustes de tratamiento
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1450. El módulo de generación de NO también puede incluir un circuito de alto voltaje 1452. El circuito de alto voltaje puede estar formado de una variedad de componentes, pero en algunas modalidades, el circuito de alto voltaje incluye un controlador para recibir instrucciones, un circuito resonante y un transformador de alto voltaje. El circuito de HV recibe instrucciones desde el controlador e interpreta las instrucciones como parámetros de plasma y genera pulsos de corriente que son alimentados a un circuito resonante y genera voltaje AC. El voltaje AC tiene una frecuencia que se ajusta a la resonancia natural del transformador de alto voltaje para maximizar la eficiencia eléctrica. El alto voltaje AC puede ser aplicado a los electrodos en la cámara de plasma para realizar una descarga y es continuo hasta que finaliza el pulso.
En algunas modalidades, el módulo de generación de NO puede incluir un cartucho configurado para producir óxido nítrico para ser suministrado a un dispositivo respiratorio u otro dispositivo/equipo médico. El cartucho puede incluir una entrada para recibir reactivo gaseoso, una o más cámaras de plasma configuradas para producir óxido nítrico desde el reactivo gaseoso utilizando uno o más electrodos, y una salida para suministrar el óxido nítrico al dispositivo respiratorio. Un controlador está configurado para recibir retroalimentación del cartucho para permitir que el
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL controlador regule la producción de óxido nítrico por el cartucho al ajustar el caudal de la cámara de plasma de gas y una duración de la actividad de plasma en la cámara de plasma. El cartucho en el módulo de generación de NO también puede incluir uno o más eliminadores acoplados entre una o más cámaras de plasma y la salida, y uno o más eliminadores se pueden configurara para remover NO<sub>2</sub> y/u ozono del óxido nítrico generado. El cartucho puede ser removible y sustituible, o la totalidad del módulo puede ser reemplazado cuando se requiera.
Existen una variedad de maneras para controlar la generación de NO en el módulo de generación de NO. En algunas modalidades, el caudal de aire y la velocidad de generación de chispa se controlan para controlar la generación de NO en el módulo de generación de NO. En algunas modalidades, el caudal de aire y el ciclo de trabajo de generación de chispa se pueden controlar. En algunas modalidades, el caudal de aire se hace variar en respuesta a variación en el caudal respiratorio. La relación entre el caudal de aire y el caudal respiratorio puede ser lineal, no lineal, logarítmico o tener alguna otra relación repetible. En algunas modalidades, la velocidad de pulso de plasma se puede hacer variar así como mantener concentración constante de NO a través del ciclo respiratorio. En algunas modalidades, la velocidad de la bomba de aire se mantiene constante y únicamente los
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL parámetros de control de plasma (B = grupo de chispas por segundo, P = tiempo entre descargas, N = número de descargas por grupo y H = tiempo de pulso) se hacen variar para producir las concentraciones requeridas de NO en base en el flujo de inspiración del paciente. En algunas modalidades, el flujo de aire se puede generar por una bomba de aire que mueve aire a través de la cámara de plasma. En algunas modalidades, la bomba puede llenar un depósito con aire presurizado y se puede usar una restricción de flujo variable para controlar el caudal de aire desde el depósito a través de la cámara de plasma. En algunas modalidades, en donde el aire de una fuente de aire presurizada, el aire fluye a través de la cámara de plasma y puede ser controlado por una restricción de flujo variable. Un sensor de flujo corriente abajo de la restricción de flujo variable se puede utilizar para retroalimentación de bucle cerrado a la restricción de flujo variable para asegurar que se obtiene un flujo de aire preciso. En algunas modalidades, se puede generar NO y se puede acumular en un depósito presurizado, desde el cual es suministrado al flujo de ventilador. En algunas modalidades, el aire puede ser abastecido desde una fuente de aire presurizada, y su presión y flujo se regulan para controlar el flujo a través y la presión dentro de la cámara de plasma.
Otros factores que afectan la generación de NO incluyen, pero no se limitan a caudal, temperatura ambiente,
316 presión de la cámara de plasma (es decir, presión dentro de la cámara de electrodo que genera chispa para producir el NO) , presión ambiente, humedad ambiente y valores medidos de NO en una línea de inspiración. En algunas modalidades, es posible que la presión en el circuito ventilador (u otro dispositivo) se puede incrementar cuando el aire es empujado al paciente por el ventilador (u otro dispositivo) . Esta presión aumentada puede detener el flujo dentro de un dispositivo de suministro de NO. En algunas modalidades se puede insertar un sistema venturi dentro de un circuito ventilador. Un caudal alto en el sistema venturi puede dar lugar a una baja presión e la garganta tipo venturi, el cual puede extraer NO en el flujo de ventilación como un carburador extrae líquido/gas dentro de una corriente de aire de admisión en una proporción correcta. De esta manera, el flujo de ventilación incrementado puede incrementar el flujo de NO de manera proporcional. En algunas modalidades, se puede insertar un cuerpo esponjoso de obstrucción en un circuito ventilador y el flujo a través de la obstrucción puede generar una baja presión débil lo cual se extrae en NO. En algunas modalidades, una restricción de flujo se puede incluir después del plasma para mantener la presión alta en la cámara de generación de chispas e incrementar la salida de NO. Esta restricción de flujo puede ser útil para compensación de altitud. En algunas modalidades una
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL restricción de flujo se puede incluir en el extremo del eliminador de manera que el gas que contiene NO está a una presión más alta y puede fluir en el flujo de ventilación en todo momento, incluyendo cuando el flujo de ventilación está a alta presión. En algunas modalidades, se puede utilizar un control de retroalimentación en la bomba para mantener presión constante en una cámara de generación de chispas. Esto puede tomar en cuenta la variación en la presión ambiente y la resistencia antes del eliminador. La presión en la cámara de generación de chispas también se puede utilizar como una entrada en el algoritmo de control de generación de NO. En algunas modalidades, un orificio variable se puede incluir después del plasma para incrementar la presión dentro de la cámara de generación de chispa y el orificio puede controlar el flujo de NO durante un pulso de inspiración.
Elevaciones más altas tienen una presión ambiente menor y una menor densidad de aire. Una densidad de aire más baja puede disminuir la resistencia eléctrica entre los electrodos y la descomposición de plasma a través de la separación de electrodo puede presentarse a un voltaje más bajo. Con menos aire presente y menos voltaje, existe una disminución en la producción de NO en elevaciones mayores medido aproximadamente 20% menos a una elevación de 5500 m (18,000 pies). En algunas modalidades, una restricción de flujo variable se puede colocar corriente abajo del plasma
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL para crear una retropresión dentro de la cámara de plasma para incrementar la presión de aire absoluto dentro de la cámara de plasma y la eficiencia de producción de NO. El orificio puede ser controlado de manera de ciclo cerrado con presión de cámara de plasma en la entrada y la presión objetivo de la presión atmosférica al nivel del mar.
En algunas modalidades, un módulo de generación de NO se puede proporcionar que incluye un modo de ventilación manual (un modo de bolsa) que permite que el módulo soporte el uso de la bolsa respiratoria u otro mecanismo de ventilación manual para ventilar a un paciente. Los ventiladores no siempre soportan el empaquetamiento del paciente. En algunas modalidades, una interfaz de usuario de ventilador puede proporcionar un usuario con un botón de bolsa que puede bascular a la operación de modo de bolsa y el ventilador se puede comunicar con el módulo de generación de NO y notificar al módulo de generación de NO que el usuario ha seleccionado el modo de bolsa. En algunas modalidades, un botón de bolsa se puede localizar sobre el módulo de generación de NO. Una vez que se oprime el botón de bolsa, el sistema automáticamente redirige los gases de producto desde el circuito ventilador al circuito de empaquetamiento manual. En algunas modalidades, el módulo de NO puede medir el flujo del gas de bolsa conforme fluye desde una entrada a una salida a través del módulo de NO. En algunas modalidades, el
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL ventilador puede proporcionar aire para el flujo de bolsa al módulo de NO y una combinación de NO y aire puede desplazarse a través de una salida en el módulo de NO y al interior de la bolsa. En algunas modalidades, el módulo de generación de NO puede tener por lo menos dos salidas: una para el circuito ventilador y una para la salida de la bolsa. En algunas modalidades, una fuente para aire/gas para la bolsa puede provenir de un cilindro o una salida de pared y puede fluir a través de una entrada en un recinto de módulo. Dentro del módulo, el flujo del aire fuente se puede medir y la cantidad proporcional de NO se puede agregar al flujo antes de salir a través de una salida de flujo de bolsa. En algunas modalidades, el aire/gas fuente para una bolsa se puede suministrar al módulo desde el ventilador.
La figura 117 ilustra un sistema ejemplar de suministro de NO que incluye un módulo de generación de NO 1460 acoplado removiblemente e insertado en un ventilador 1462. El módulo de generación de NO incluye un niple 1464 para permitir que una bolsa se una al mismo y se abastece con aire/02 desde el ventilador. El módulo de generación de NO está configurado para generar NO y bombea el aire infundido con NO a ya sea el niple de la bolsa o a la salida del ventilador 1466.
El ventilador puede tener varios rasgos adicionales. La remoción de ventilación mecánica de NO se
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL puede basar en remoción de ventilación mecánica del ventilador o sobre SpO2, lo cual se puede medir por el ventilador. Al integrar el módulo de generación de NO, el ventilador puede saber cuanta de la concentración de O2 se diluye por la adición de NO y puede mostrar la información en consecuencia. Esto puede eliminar la necesidad de un sensor duplicado que muestre desde la extremidad de inspiración. El ventilador puede determinar la concentración final utilizando una diversidad de técnicas, que incluyen medir los niveles de O2 del gas de inspiración posterior a la introducción de NO, o utilizar un algoritmo o una tabla de búsqueda para determinar el nivel de O2 en base en el volumen de NO agregado y el nivel inicial de O2. Esto puede eliminar cierta confusión del usuario al proporcionar una única medición de O2, en vez de mediciones corriente arriba y corriente abajo.
Un monitor de gas múltiple o módulo también se puede utilizar con el sistema que puede medir niveles de diversos gases que incluyen pero que no se limitan a EtCO2, O2, NO y NO2. En algunas modalidades, se puede usar una línea de muestra de gas única de manera que se remueva menos volumen del circuito ventilador. Puede utilizar el mismo circuito de muestreo de flujo de gas (bomba, filtro, trampa de agua) y un procesador común, suministro de energía y/o interfaz de usuario. El monitor de gas puede ser un dispositivo monitor autónomo (como por ejemplo un módulo
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL sensor como se describe con mayor detalle más adelante) o puede ser parte del ventilador. En algunas modalidades, esto puede ser un módulo que ya sea se construye dentro del ventilador o puede ser instalado y removido en una ranura en el exterior de un ventilador. Como un módulo removible, puede compartir energía, alarmas, entradas de usuario, ajustes de tratamiento y otros rasgos con la pieza de equipo primaria, como por ejemplo el ventilador.
La figura 118 ilustra una modalidad ejemplar de un módulo de generación de NO 1470 incrustado dentro de un ventilador 1472. El módulo puede ser removible del ventilador o puede ser incrustado de manera permanente en el mismo. El módulo de generación de NO está configurado para generar NO y suministrar el aire infundido con NO en una salida del ventilador. En algunas modalidades, el nivel de O<sub>2</sub> se puede medir en la salida del ventilador para determinar si el gas incluye los niveles de gas apropiados requeridos, como por ejemplo O<sub>2</sub> gaseoso.
La figura 119 ilustra una modalidad ejemplar de un módulo de generación de NO 1480 acoplado removiblemente a un ventilador 1482. El módulo de generación de NO externo agrega NO al aire que entra al ventilador. El ventilador proporciona el módulo de generación de NO con una concentración objetivo de NO. El módulo de generación de NO utiliza una fuente de aire 1484, tal como aire ambiente/atmosférico para generar NO
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL en un producto gaseoso y bombear el producto gaseoso con infusión de NO al ventilador.
La figura 120 ilustra una modalidad ejemplar de un módulo externo de generación de NO 1490 acoplado removiblemente a un ventilador 1492. El módulo de generación de NO puede estar unido removiblemente a la pared de una clínica con una conexión neumática al ventilador para suministro de NO. El ventilador proporciona el módulo de generación de NO con una concentración objetivo de NO. El módulo de generación de NO está configurado para generar NO y para suministrar NO al ventilador, el cual tiene su propia fuente de aire 1494 y fuente de O2 1496, como se muestra en la figura 120.
La figura 121 ilustra una modalidad ejemplar de un módulo de generación de NO 1500 insertado removiblemente en un ventilador 1502, por ejemplo, en un puerto o bahía de módulo. El módulo de generación de NO utiliza aire ambiente como el reactivo gaseoso para generar NO y suministra el NO al ventilador utilizando un acoplamiento neumático interno y un tubo u otro mecanismo interno al ventilador.
La figura 122 ilustra una modalidad ejemplar de un generador de NO 1510 insertado removiblemente en un ventilador 1512, por ejemplo en un puerto o bahía de módulo. El módulo de generación de NO utiliza aire comprimido ambiente para generar NO y suministra el NO a una salida 1514
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL del ventilador 1512 utilizando un tubo 1516 u otro mecanismo externo al módulo de generación de NO y el ventilador. De esta manera, en vez de una conexión interna entre el módulo de generación de NO y el ventilador, se puede usar una conexión externa para suministrar NO desde el módulo al ventilador. En algunas modalidades, el módulo de generación de NO y el ventilador tienen fuentes de aire separadas. En algunas modalidades, el módulo de generación de NO incluye un eliminador de NO<sub>2</sub>.
Un módulo de generación de NO también puede ser utilizado con una máquina de anestesia. El NO dentro de un circuito de anestesia puede acumularse y los datos del sensor de análisis de gas se puede utilizar para controlar la producción de NO. Las mediciones del sensor de análisis de gas pueden estar en la extremidad de inspiración y/o la extremidad de expiración. Si la producción de NO se modifica por retroalimentación o monitoreo de los niveles de NO en una o más ubicaciones en un circuito de ventilación, en algunas modalidades dos o más sensores de NO se pueden utilizar para proporcionar redundancia y/o tolerancia a fallas para el sistema de control. Un material eliminador preexistente en el circuito de anestesia se puede utilizar para remover NO<sub>2</sub>. La producción de NO se puede controlar en base en los niveles de NO exhalados dado que el NO exhalado puede ser una indicación de qué cantidad de NO está dentro del paciente. De esta
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL manera, la producción de NO se puede modular para controlar el nivel de NO exhalado.
La figura 123 ilustra una modalidad ejemplar de un módulo de generación de NO 1520 con una máquina de anestesia 1522. La máquina de anestesia 1522 incluye un módulo de generación de NO (ya sea acoplado removiblemente a la misma o incrustado dentro de la máquina) y un eliminador 1524 que puede ser unitario con el módulo de generación de NO o separado del mismo, en la medida en que el eliminador pueda ser removido y sustituido cuando sea necesario. La máquina de anestesia 1522 y el módulo de generación de NO 1520 proporcionan aire que incluye NO y anestesia al paciente. Los gases exhalados del paciente se pueden hacer pasar a un depósito de eliminador 1526 y su salida puede avanzar de regreso a la máquina de anestesia. La muestra de gas 1528 se puede muestrear de la extremidad de inspiración antes de que el gas alcance al paciente. En algunas modalidades, la muestra de gas se utiliza por la máquina de anestesia para medir la concentración de diversos gases. En algunas modalidades, la muestra de gas se puede probar por un módulo sensor o por sensores en el módulo de generación de NO. También se muestra entrada de nivel de saturación de oxígeno sanguíneo opcional (SpÜ2) y entrada de presión de arteria pulmonar (PaP) 1529 a la máquina de anestesia como entradas control para ajuste de los niveles de NO.
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Utilizando un módulo de generación de NO con una máquina de anestesia se obtiene con un enfoque similar como el ventilador con un módulo de generación de NO que es capaz de compartir energía, una fuente de aire, una pantalla de usuario, un elemento físico de alarma, un programa de control de tratamiento y otros rasgos. Las máquinas de anestesia típicamente son operadas en un ciclo cerrado de manera que los gases de anestesia se conservan y no se dispersan en la habitación. El material eliminador de una máquina de anestesia se puede utilizar para absorber CO2 exhalado por el paciente en el circuito. El mismo material, por ejemplo cal sodada, se puede utilizar para eliminar NO2 del circuito, pero los niveles de NO se pueden acumular. En algunas modalidades, para evitar la acumulación de NO, se puede proporcionar anestesia en un formato de ciclo abierto en donde los gases de escape son ventilados al exterior, a un vacío de alojamiento o desactivados con un filtro de carbón vegetal u otro medio. En algunas modalidades para evitar la acumulación de NO, el módulo y/o la máquina de anestesia pueden medir los niveles de NO en el circuito cerrado y ajustar los niveles de producción de NO en concordancia para obtener el nivel de tratamiento objetivo. El anestesiólogo se puede beneficiar de tener presentes los niveles de NO y NO2 en su equipo de monitoreo de gas estándar. En algunas modalidades, estos monitores miden los gases incluyendo CO2,
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O2 y NO2, Halotano, Isoflurano, Sevoflurano, Desflurano y Enflurano. El monitoreo de gas puede comunicarse con ya sea el programa de control de tratamiento en la máquina de anestesia o el módulo de generación de NO para controlar los niveles de producción de NO.
Los módulos de generación de NO también se pueden utilizar junto con máquinas C-PAP. Las máquinas C-PAP se utilizan en la noche para evitar apnea de sueño. En algunas modalidades, la adición de NO puede mejorar la oxigenación de la sangre más que el oxígeno y C-PAP solos. Un módulo de generación de NO se puede integrar en el recinto de la máquina de C-PAP o puede ser un módulo que opcionalmente inserta de manera removible en la.máquina de C-PAP o que se acopla de manera removible a la misma. Existen sinergias similares con una máquina C-PAP, específicamente energía, interfaz de usuario, fuente de aire y elementos físicos de alarma.
La figura 124 ilustra una modalidad ejemplar de una máquina C-PAP 1530 con un módulo integrado de generación de NO 1532. El módulo de generación de NO puede compartir suministro de aire, un controlador 1534, energía y un recinto con los elementos físicos de la máquina C-PAP. En algunas modalidades, el módulo de generación de NO 132 puede incluir su propia bomba de aire 1536. En algunas modalidades una bomba de aire puede ser compartida entre la máquina C-PAP y
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- 327 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL el módulo de generación de NO. La figura 125 ilustra una modalidad ejemplar de un C-PAP 1540 y un módulo de generación de NO 1542 en el cual la totalidad del flujo de C-PAP se desplaza a través del módulo de generación de NO, lo cual puede permitir la dilución de la concentración de NO para reducir la producción de NO2. En algunas modalidades, el dispositivo C-PAP opera con una bomba de aire compartida 1544 para generación de NO y de C-PAP. El eliminador de NO2 1546 puede estar en forma de un cartucho eliminador removible o un depósito y puede soportar sustitución de material eliminador. Las máquinas C-PAP pueden incluir un control de tratamiento 1548 que puede estar en comunicación con una interfaz de usuario 1550 para permitir al usuario controlar la máquina. En algunas modalidades, el controlador de tratamiento está configurado para controlar la bomba de aire y la generación de NO utilizando el módulo de generación de NO.
Los módulos de generación de NO pueden ser utilizados con o combinarse con tanques de oxígeno o concentradores para mejorar la oxigenación de la sangre. Las figuras 126A-126C muestran la manera en que un módulo de NO se puede utilizar en serie con una fuente de O2 (figura 126A), en paralelo con una fuente de O2 (figura 126B), o incrustada en una fuente de O2 (figura 126C) . Las figuras 126A-126C muestran líneas separadas de NO y O2 que se dirigen al paciente. Con base en la concentración de NO, tiempo de
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- 328 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL tránsito y niveles de oxígeno, se puede utilizar un lumen único para suministrar O<sub>2</sub> y también NO.
EL suministro de O<sub>2</sub> a un paciente puede ser por flujo constante o por pulsos. Cuando el flujo de 0<sub>2</sub> es a través del módulo de NO, el caudal de 0<sub>2</sub> se puede detectar por el módulo de NO de manera que el flujo de NO se incrementa apropiadamente. Durante el suministro de O<sub>2</sub> por pulsos, el módulo de NO puede detectar presión, flujoo variaciones de sonido en el flujo de 0<sub>2</sub> con el finde sincronizar el suministro de NO con los pulsos de O<sub>2</sub>.De manera alternativa, el dispositivo de concentración de NO puede recibir flujo y datos de sincronización directamente desde una fuente de O<sub>2</sub> por medio de medios cableados o inalámbricos.
Un beneficio de utilizar un módulo de generación de NO en serie con una fuente de O<sub>2</sub> es que el módulo de generación de NO puede detectar una condición sin flujo de oxígeno y hacer sonar una alarma.
En otra modalidad, el módulo de generación de NO comparte recursos con un concentrador de O<sub>2</sub> en una configuración de transporte múltiple. En esta modalidad, el dispositivo de NO se interconecta con el concentrador móvil o un sistema estacionario de suministro de oxígeno central para compartir energía de batería y energía de suministro de energía AC desde el sistema de oxígeno para evitar
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- 329 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL duplicación y comportamiento de cargado y descargado vigilado. En esta configuración, la sincronización de respiración se puede realizar con una señal cableada o inalámbrica desde la fuente de O<sub>2</sub> al dispositivo de generación de NO. La señal se puede relacionar con la detección de respiración, un caudal, una señal de presión, una señal activadora, una señal acústica, una señal de temperatura u otro tipo de señal relacionado con la respiración.
La tasa de conversión de NO a NO<sub>2</sub> se incrementa con los incrementos en la concentración de 0<sub>2</sub>, concentración de NO y tiempo. En algunas modalidades, la fuente de 0<sub>2</sub> es de hasta 15 m (50 pies) del paciente. Si se agrega NO en la fuente de O<sub>2</sub>, el tiempo de tránsito puede ser prolongado, por lo que se incrementa la cantidad de conversión de NO a N0<sub>2 </sub>antes de su inspiración por el paciente. Para corregir este potencial de niveles elevados de NO<sub>2</sub>, se puede utilizar una unidad eliminadora proximal cerca del paciente. El eliminador proximal consiste de un eliminador químico (habitualmente cal sodada) localizado cerca del paciente. El eliminador puede estar en forma de un pendiente del cuello del paciente en donde la cánula se bifurca. En una modalidad, las pellas de material eliminador y/o los recubrimientos están dentro del lumen de la tubería de cánula.
La figura 127 muestra un concentrador de oxígeno
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1560 con un módulo integral de NO. El aire ambiente se comprime por el concentrador de oxígeno antes de ser dirigido tanto al dispositivo de generación de NO como a las esferas de tamiz molecular. Una alta concentración de O<sub>2</sub> se almacena dentro del tanque de producto antes de suministro al paciente. El dispositivo módulo de generación de NO recibe información de ajuste de tratamiento e información de caudal de O<sub>2</sub> desde el concentrador de O<sub>2</sub>. Se genera NO en aire atmosférico (20% de O<sub>2</sub>) no obstante, es posible enviar aire con concentraciones más altas de O<sub>2</sub> al módulo de NO para una eficiencia mejorada de producción de NO (relación 50/50 de 0<sub>2 </sub>respecto a N<sub>2</sub> es óptima).
Los módulos de generación de NO también se pueden utilizar junto con un oxigenador de membrana extracorporal (ECMO). Se puede agregar un módulo de generación de NO a una máquina ECMO como un subcomponente completamente incrustado o como un módulo opcional que puede ser insertado removiblemente o acoplado removiblemente al mismo. En algunas modalidades, usar NO con ECMO puede mejorar las tasas de supervivencia a largo plazo al proteger el riñón. Un módulo de NO puede recibir energía y/o ajustes de tratamiento desde una máquina ECMO. En retorno, el módulo de generación de NO puede proporcionar NO y alarmas. Los dos sistemas pueden compartir diversos rasgos, que incluyen pero que no se limitan a elementos físicos de alarma, pantalla de usuario,
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL un suministro de energía y un recinto.
La figura 128 ilustra una modalidad ejemplar de un sistema ECMO 1570 con un módulo de generación de NO incrustado 1572. En algunas modalidades el aire puede abastecerse desde un suministro casero para generación de NO y combinación de gas. En algunas modalidades, el aire para generación de NO puede abastecerse del ambiente, aire que contiene NO que pasa desde el generador de NO a través de un eliminador 1574 o un mezclador de gas 1576 y en adelante a un oxigenador de sangre 1578. Como se muestra en la figura 128, el módulo de generación de NO puede compartir diversos componentes con el sistema ECMO, que incluye una pantalla de usuario 1580, un suministro de energía 1582, un controlador de tratamiento 1584, un recinto, un sistema de alarma (no mostrado) y una fuente de aire. Como se muestra en la figura 128, el módulo de generación de NO puede generar NO que puede hacerse pasar a través de un eliminador para remover NO<sub>2</sub>. El eliminador puede ser un componente separado y se puede albergar dentro del módulo de generación de NO de manera que el eliminador puede ser sustituido cuando sea necesario. El mezclador de gas tiene una variedad de entradas, que incluyen aire ambiente, O<sub>2</sub>, CO<sub>2</sub> y la salida desde el módulo de generación de NO y el eliminador. El gas de salida desde el mezclador de gas se puede hacer pasar a un oxigenador de sangre que puede enviar este gas a un paciente. El sistema
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ECMO también puede incluir un controlador de tratamiento para permitir a un usuario controlar el gas que pasa al paciente.
Con el fin de integrar un dispositivo de generación de NO en una pieza de equipo capital, como por ejemplo un ventilador, las mediciones de los diversos niveles de gas, incluyendo NO y NO<sub>2</sub> se pueden necesitar. Cuando se utilizan diversos dispositivos relacionados con la respiración o la concentración de oxígeno, se pueden usar numerosos sensores para medir las concentraciones de una diversidad de gases u otras sustancias. Se puede utilizar un módulo sensor solo o en combinación con un módulo de generación de NO para medir varios niveles de sustancias relacionadas con el módulo de generación de NO, la máquina médica y/o el paciente. Por ejemplo, se pueden usar sensores de análisis de gas como por ejemplo sensores electroquímicos y pueden tener una vida de servicio finita y se pueden cambiar periódicamente.
En algunas modalidades, el módulo sensor puede incluir una o más entradas estándar (por ejemplo, muestra de gas, energía, instrucciones de bomba de muestra de gas, instrucciones de modo) y pueden regresar una o más salidas (por ejemplo, concentraciones de gas de uno o más gases, nivel de trampa de agua, caudal de muestra gaseosa y/o condiciones de alarma). Las condiciones de alarma pueden incluir pero no se limitan a NO<sub>2</sub> alto, trampa de agua llena, flujo de muestra de gas cero indicando un problema con una
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL línea de muestra, como por ejemplo una línea de muestra estrangulada. En algunas modalidades, el módulo sensor puede recibir una entrada de energía única como por ejemplo 12 VDC para energizar la bomba, sensores y/o microprocesador. En algunas modalidades, los sensores pueden estar digitalizados y proporcionarse como una salida por medio de una comunicación I2C. En algunas modalidades, el módulo sensor también puede monitorear el nivel de agua en una trampa de agua que se utiliza para recolectar humedad de una muestra de gas. Una trampa de agua se puede incluir como parte de un módulo sensor. El secado de una muestra gaseosa se puede llevar a cabo utilizando un filtro coalescente, un vórtex centrípeto, una membrana hidrofóbica, desecante químico u otros medios. Con base en la metodología de sensor, los gases de una muestra excesivamente seca pueden alterar el desempeño del sensor. En algunas modalidades, para proteger los sensores de muestra de las muestras de gas con humedad inadecuada, se puede incluir una longitud de tubería Nafion antes de los sensores para extraer la humedad del aire ambiente en la muestra.
Una o más de las salidas de sensor desde el módulo de sensor pueden ser digitalizadas y suministradas sobre una línea colectiva I2C o equivalente (USB, RS232, etc.). Al estandarizar las entradas y salidas al módulo sensor, los componentes internos (por ejemplo, una bomba, uno o más
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL sensores de gas, uno o más sensores de nivel de agua y/o una o más válvulas) pueden ser mejoradas sin alterar el resto del equipo capital (es decir, un ventilador) . Al usar un módulo sensor, un usuario también puede aprovechar las mejoras de la tecnología de detección con la sustitución de un módulo sensor con componentes mejorados.
Los dispositivos de generación de NO típicamente miden diversos gases, que incluyen NO, NO<sub>2</sub> y O<sub>2</sub>. Al combinar una pluralidad de sensores en un módulo sensor sustituible, se asegura que los sensores se instalen en los lugares apropiados de manera que la precisión de la calibración y la medición no se perjudican. Las conexiones neumáticas desde el sensor al múltiple pueden realizarse durante la fabricación del módulo en vez de por un usuario, por lo que se elimina el potencial para un sensor instalado parcialmente que introduce una fuga al sistema. Las fugas pueden ser un problema dado que pueden afectar las lecturas del sensor al disminuir el nivel de la señal y pueden introducir NO y NO<sub>2</sub> corrosivo al interior del módulo sensor y/o el equipo de generación de NO, lo que puede dar como resultado una falla eléctrica. Los protocolos de sustitución pueden ser más fáciles de manejar por un usuario debido a que existe un artículo de sustitución (la totalidad del módulo sensor) en vez de sensores individuales para ser sustituidos.
Al establecer una interconexión estándar (por
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL ejemplo, comunicación I2C) entre el módulo sensor y el equipo capital, las partes internas al paquete del sensor se pueden mejorar para aprovechar el sensor nuevo y/o la tecnología de bomba sin afectar el equipo capital primario.
En algunas modalidades, una bomba que extrae un flujo de muestra de gas a los sensores se puede localizar dentro del módulo sensor. Esto permite el uso de una bomba de menor costo que puede ser sustituida con los sensores, en vez de requerir una bomba de largo plazo que es compatible para exposición a largo plazo a NO y N0<sub>2</sub>. Incluir la bomba de muestra dentro del módulo sensor permite que la bomba sea programada para llevar a cabo a velocidad correcta para los sensores en el módulo. Además, una bomba de muestra gaseosa dentro del paquete sensor se puede colocar antes de los • sensores, por lo que empuja aire a los sensores con presión positiva, en vez de someter a los sensores a presión de vacío. Esto puede ayudar a mantener una presión de muestra más cercana a los niveles atmosféricos en la ubicación de los sensores por lo que se evita un diferencial de presión excesiva entre la caja de sensor y el elemento de detección. También puede evitar la introducción de gases ambiente en la muestra en presencia de una fuga por lo que se diluye la concentración de muestra.
En algunas modalidades, el módulo sensor puede incluir un sensor de trampa de agua para determinar el nivel
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL de agua dentro de la trampa de agua de muestra gaseosa. En algunas modalidades, la trampa de agua puede utilizar un medio capacitivo para medir la altura de fluido. Se entenderá que se pueden utilizar otras soluciones para determinar la altura de fluido en la trampa de agua, que incluyen pero que no se limitan a técnicas ultrasónicas, ópticas, de imán flotante y conductoras.
Una modalidad ejemplar de un módulo sensor 1590 se muestra en la figura 129. En algunas modalidades, el módulo sensor 1590 incluye uno o más sensores 1592 para medir NO, NO2, O2 y/o CO2. El gas de muestra puede fluir dentro del módulo sensor 1590 a través de una entrada 1594 y se puede dirigir a través de una trampa de agua 15 96 de manera que el agua se puede recolectar en la trampa y la muestra gaseosa puede pasar a su través. La muestra gaseosa se puede dirigir a una bomba de gas 1598 y un dispositivo de restricción de flujo 1600 que se puede configurar para obtener flujo consistente de una muestra de gas a través de un módulo sensor. En algunas modalidades, el módulo sensor también puede incluir una trampa de agua y un mecanismo para controlar la humedad dentro del módulo sensor. Por ejemplo, puede ser de una longitud de tubería Nafion 1602 para ayudar a transportar la humedad desde la muestra de gas al ambiente circundante o desde la parte circundante en la muestra para ayudar a asegurar que los niveles de humedad son aceptables
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL para los sensores de gas.
También se pueden incluir sensores adicionales en el módulo sensor. Por ejemplo, un módulo sensor puede incluir también humedad, presión y sensores de medición de flujo. Uno o más sensores de medición de flujo se pueden usar para confirmar que los gases de muestra están fluyendo y que la bomba es funcional. En algunas modalidades, uno o más sensores de medición de flujo y/o uno o más sensores de presión se pueden utilizar para confirmar que la línea de muestra está conectada apropiadamente al circuito de inspiración, sin estrangulamiento u obstrucción, al comparar la resistencia de flujo prevalente con una resistencia de flujo característica conocida. Otras maneras de asegurar que los gases están fluyendo es observar la corriente de la bomba, vibraciones de la bomba, presión de línea de muestra/vacío y/o codificador de motor de la bomba. Los gases de muestra pueden ser empujados a través del módulo sensor o empujados a través del módulo sensor. En algunas modalidades, se puede incluir una bomba de bajo costo en el módulo sensor que puede ser sustituida con la misma frecuencia que el módulo. En algunas modalidades, la bomba se puede localizar antes de los sensores o después de los sensores dentro del módulo. En algunas modalidades, la bomba se puede localizar en el equipo capital y no el módulo sensor.
La figura 130 ilustra una modalidad ejemplar de los
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL componentes internos de un módulo sensor 1610 en donde los gases de muestra son jalados a través del módulo sensor. El módulo sensor puede incluir una trampa de agua integrada 1602 en el lado izquierdo (como se muestra en la figura 130 por un cuadrilátero con sombreado negro). Los gases de muestra pueden fluir dentro de la trampa de agua 1602 y pueden ser secados antes de pasar a través de la entrada de aire seco 1614 y dentro de la tubería de Nafion. La tubería de Nafion agrega humedad desde el ambiente circundante en caso de que los gases de calibración en seco se hayan introducido al paquete sensor. La tubería Nafion conecta con el múltiple. Los gases de muestra fluyen a través del múltiple de sensor 1615 por tres sensores 1616 (NO2, NO y O2) y sobre la salida de gas 1618. En algunas modalidades, la bomba de muestra de gas 1620 se localiza fuera del módulo, corriente abajo de la salida de gas y jala los gases de la muestra a través del módulo.
La figura 131 muestra un módulo de generación de NO removible ejemplar 1630. El aire comprimido entra al módulo desde el acoplamiento superior. Un cartucho eliminador removible 1632 es insertado en la salida de NO del módulo en la parte inferior. El módulo recibe energía y ajuste de tratamiento del equipo en el que se inserta el módulo.
La figura 132 muestra una combinación de un módulo de generación de NO y sensor de análisis de gas 1640. El
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- 339 módulo utiliza aire comprimido que se abastece a través de una conexión superior 1642. La generación de NO es energizada por el equipo en el que se inserta el módulo. El gas que contiene NO sale del acoplamiento inferior a través de un componente sustituible eliminador de N0<sub>2</sub> 1644. Los gases de muestra entran en el acoplamiento derecho superior 1646, en donde los gases de muestra son secados en una trampa de agua 1648. El depósito de la trampa de agua es removible para drenaje. Este módulo contiene sensores para NO y NO<sub>2</sub>, no obstante, se pueden incluir sensores adicionales para analizar la misma muestra gaseosa.
Como se explica en lo anterior, la generación de NO se puede asociar con un monitor de un paciente. Las capacidades de generación de NO se pueden integrar en un monitor para un paciente o el monitor para el paciente se puede utilizar con un módulo de generación de NO como se describe en lo anterior.
La integración de un módulo de generación de NO o capacidades de generación de NO con cualquier tipo de dispositivo, que incluye pero que no se limita a un monitor de un paciente o un ventilador, pueden proporcionar beneficios para el usuario que incluyen costo reducido debido a los elementos físicos compartidos que incluyen, pero que no se limitan a pantallas de usuario, luces de alarma, bocina, batería de respaldo, suministro de energía, elementos físicos
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL para llamar a la enfermera, elementos físicos de vigilancia, sensores de temperatura y presión ambientes, etc. Una pantalla combinable permite al usuario observar los signos vitales actuales del paciente, la ventilación y la hemodinámica en una ubicación. Esto puede ahorrar tiempo y mejora la capacidad del usuario para determinar las relaciones entre los datos. Además, estas interfaces de usuario concordantes e idénticas para una alarma y ajustes de alarma así como un análisis de tendencia y la capacidad para graficar relaciones entre los datos del paciente son sólo algunos aspectos de los beneficios de una solución integrada. Puesto que NO tiene un impacto directo en el desempeño hemodinámico del sistema cardiopulmonar, puede ser benéfico para el médico controlar la dosis de NO y observar los efectos de una pieza de equipo. El control de ciclo cerrado de suministro de NO basado en el estado del paciente se puede facilitar. Los valores de monitoreo del paciente, que incluyen pero que no se limitan a SpO2, EtCO2, frecuencia respiratoria, frecuencia cardiaca y otros factores pueden servir como entradas en el algoritmo de generación de NO.
En algunas modalidades, el monitor del paciente se puede conectar a una estación central para observación remota y generación de alarmas y al sistema de información del hospital, proporcionando integración de datos sin interrupciones en el registro legal del paciente. En alguna
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL modalidad, un monitor para un paciente también se puede conectar a una corriente de exportación de datos de un ventilador para integrar los ajustes del ventilador, el flujo y las curvas de presión de vías respiratorias en los algoritmos de tratamiento de NO y/o el registro de tratamiento del paciente.
Además del beneficio de integración de datos, un dispositivo integrado puede reducir el espacio y la zona ocupada lo cual es altamente deseable en un ámbito clínico. El espacio al rededor de un paciente con una enfermedad crítica es ocupado por equipo de monitoreo y ventilación que incluye hasta 16 bombas de infusión de manera que cualquier reducción en la zona ocupada vuelve al ámbito clínico más fácil de trabajar y más seguro debido a una reducción en los cables y tubos.
La figura 133 ilustra una modalidad de un monitor de paciente 1650 con ranuras de expansión para uso con diversos módulos, que incluyen un módulo de NO 1652. El monitor del paciente está configurado para recibir energía AC 1654 o energía DC de una pared. El monitor del paciente puede incluir capacidades de monitoreo interconstruidas 1656, que incluyen pero que no se limitan a frecuencia cardíaca, presión sanguínea, frecuencia respiratoria, SpO<sub>2</sub>, EtCO<sub>2</sub>, presión de ventilación, flujo de ventilación, concentración de NO gaseoso, concentración de NO<sub>2</sub> gaseoso y concentración
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL de O<sub>2</sub> gaseoso. Diversas conexiones al paciente para rasgos estándar como por ejemplo EKG y SpO<sub>2</sub> se pueden incluir (estas conexiones no se muestran). El monitor 1650 puede incluir una pantalla 1658 para observar todos los datos, tendencias y relaciones entre parámetros. Los antecedentes del tiempo de los parámetros del paciente también se pueden mostrar en la pantalla mientras que se pueden mostrar calibradores para NO, NO2 y O2 (en algunas modalidades, en la parte inferior de la pantalla) . Los sensores del análisis de los gases de NO, NO2 y O2 se pueden incrustar en el monitor del paciente, pueden estar alojados dentro de un dispositivo de análisis de gases separado o pueden estar dentro de un módulo, dentro de la bahía de expansión (por ejemplo, como se muestra en la figura 134). El monitor también puede proporcionar una alarma consistente y un formato de pantalla para uno o más parámetros de paciente, realizar una prioridad de alarma y legibilidad más consciente acerca de los problemas potenciales. Se pueden extraer muestras de gas de la extremidad de inspiración del paciente, típicamente justo antes del conector en Y del paciente. En algunas modalidades, el monitor del paciente puede incluir una bomba para extraer muestras de gases y una trampa de agua y/o una tubería de Nafion para preparar la muestra de gas. Los gases de muestra de salida son liberados a la habitación o conectados a vacío en un hospital.
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La figura 134 ilustra una modalidad de un monitor de paciente 1660 con un módulo NO 1664 y uno o más módulos de análisis de gases 1662. En algunas modalidades, las muestras de gas inspiratorias pueden ser extraídas en un módulo de análisis de gas. El módulo de análisis de gas puede incluir una trampa de agua, longitud de tubería Nafion, sensor de NO, sensor de O2, sensor de NO2, sensor de presión y sensor de temperatura y bomba de gas. La caja de módulo que se muestra en la figura 134 puede estar localizada en un alojamiento separado, como se muestra o se puede integrar en el alojamiento primario del monitor del paciente.
En algunas modalidades, un monitor de paciente con una solución de módulo de NO integrada se puede utilizar en un laboratorio de cateterización en donde el paciente es probado previamente para una cirugía de corazón abierto que se programe para determinar si el paciente responde al óxido nítrico y se puede beneficiar de un tratamiento con NO durante la cirugía y postquirúrgicamente en la ICU. En algunas modalidades de una implementación de laboratorio de cateterización, no hay ventilador involucrado, únicamente un monitor hemodinámico.
La figura 135 ilustra una modalidad ejemplar de una instalación de laboratorio de cateterización utilizando un monitor de paciente 1670 con generación de NO integrada. El monitor de paciente puede recibir parámetros de paciente,
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL tales como etCO<sub>2</sub>, frecuencia de respiración, EKG y/o temperatura. El monitor del paciente puede tener una salida de NO que es suministrada directamente al paciente. El suministro puede producirse a través de varios medios, que incluyen a través de una cánula nasal, tubo ET, máscara facial u otros medios. Los datos de respuesta de suministro y paciente NO se pueden recolectar de manera sincronizada y se pueden observar y almacenar dentro del monitor de paciente. Esto puede facilitar la capacidad para determinar la respuesta del paciente a NO.
Tanque de NO electrónico
También es posible que la generación de NO se lleve a cabo utilizando un dispositivo de sustitución de tanque de generación de NO electrónico. Este dispositivo de sustitución de tanque se puede utilizar con cualquier dispositivo que utilice NO, que incluye pero qué no se limita a un ventilador, una máquina CPAP, un dispositivo de anestesia y un monitor de un paciente. En algunas modalidades, el dispositivo de sustitución de tanque puede estar en forma de un dispositivo autónomo que puede generar NO para ser agregado o se puede combinar en una corriente de gas médico para ser suministrado directamente a un paciente en una forma no diluida (por ejemplo, en el caso de una prueba en un laboratorio de catéter). En algunas modalidades, el dispositivo de sustitución de tanque puede producir una
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- 345 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL cantidad constante de NO a un caudal constante. Aunque el dispositivo de sustitución de tanque puede incluir varios rasgos, en algunas modalidades el dispositivo se puede configurar para ajustar automáticamente el flujo de aire (velocidad de la bomba, presión de aire, controlador de flujo, diámetro de orificio, ciclo de trabajo de válvula de flujo) y/o actividad de plasma (que incluye pero que no se limita a anchura de pulso, frecuencia de pulso, frecuencia de corriente eléctrica, nivel de corriente, energía de plasma, voltaje de conmutación primario y/o energía) con el fin de mantener una concentración objetivo de NO dentro de la salida del dispositivo. El control de dosis de NO se puede obtener utilizando una diversidad de mecanismos, que incluye controles de programa, controles de elementos físicos eléctricos o controles mecánicos.
En algunas modalidades, un dispositivo de sustitución de tanque de generación de NO puede incluir un medio para saber la cantidad de NO que se va a generar. La dosis de NO se puede calcular en base en los datos a partir de un sensor de flujo en la corriente de aire del gas médico o puede ser a partir de un ajuste de usuario proporcionado al generador de NO a través de varios mecanismos, como por ejemplo una interconexión de pantalla táctil, botones hacia arriba o hacia abajo, una perilla giratoria, un potenciómetro lineal u otros medios. La dosis de No también se puede
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- 346 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL calcular a partir de datos de flujo desde un segundo dispositivo, tal como un monitor de paciente, ventilador, máquina de CPAP u otro dispositivo que utiliza el NO.
El dispositivo de sustitución de tanque de generación de NO puede incluir un medio para generar un flujo de aire. El flujo de aire se puede generar desde un dispositivo, por ejemplo un ventilador, aspas, fuelles o una bomba de diafragma. El flujo de aire puede provenir de una fuente de gas comprimido, en donde el dispositivo de generación de NO varía el flujo de aire automáticamente con un controlador de flujo, una válvula proporcional o similar. El flujo de aire puede provenir de una fuente de gas comprimido y se puede controlar mecánicamente por una válvula que se ajusta por un usuario como parte del ajuste de la dosis. La válvula proporcional puede ser parte del dispositivo de generación de NO o puede estar localizada en el suministro de aire antes del dispositivo de generación de NO.
Diversos otros componentes del dispositivo de sustitución de tanque de generación de NO pueden incluir una o más separaciones de generación de chispa para generar plasma para la formación de NO. La separación de chispa puede incluir ya sea formación de arco continua o intermitente. Un circuito de alto voltaje se puede utilizar para generar voltaje suficiente para descomponer aire en la separación de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL chispa. Un eliminador con un material que absorbe NO2 se puede proporcionar para remover NO2 del flujo de NO. El eliminador puede ser en el flujo de NO antes de la introducción en el flujo principal, o el eliminador puede estar en el flujo de NO después de la introducción en el flujo principal.
En algunas modalidades, el tratamiento con O2 se puede administrar a un paciente a un caudal constante. Cuando se agrega NO a un caudal constante de gas médico (aire, O2, otro), el suministro de NO puede ser también constante. Este escenario de tratamiento se puede resolver por un dispositivo de generación de NO muy sencillo que no es cargado por * sensores de .flujo de respuesta rápida y bombas de alto desempeño y controladores de flujo tales como el dispositivo de sustitución de tanque de generación de NO.
La figura 136 ilustra una modalidad ejemplar de un tanque de generación de NO eléctrico 1680. La energía 1682 puede ser suministrada de ya sea una fuente AC o DC. En algunas modalidades, el aire puede ser abastecido del aire ambiente a través de entradas de aire 1684 en el alojamiento. Se puede generar NO dentro de la unidad y se puede hacer pasar a través de un eliminador de NO2 removible 1686 en la salida del dispositivo 1688. Se pueden proporcionar diversos dispositivos de ajuste de usuario. Por ejemplo, se pueden proporcionar un nivel de flujo de aire 1690 y ajustes de
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- 348 INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL dosis de NO 1692 para que un usuario ajuste los valores del tanque de generación de NO.
La figura 137 ilustra una modalidad ejemplar de una estructura interna del tanque de generación de NO eléctrico 1680 de la figura 136. En algunas modalidades, el aire puede ser abastecido del ambiente y pasa a través de un filtro 1694 y la bomba 1696. El aire abandona la bomba y fluye a través de una cámara de plasma 1698. El generador de plasma se controla por un controlador 1700, por ejemplo una CPU, la cual recibe una dosis de usuario y ajustes de flujo y los transmite al generador de plasma. El generador de plasma puede estar comprendido de un circuito de alto voltaje con electrodos. El aire pasa a través del generador de plasma, en donde parte del N<sub>2</sub> y O<sub>2</sub> en el aire se convierte a NO y N0<sub>2</sub>. El aire después para a través de un eliminador 1702 en donde el N0<sub>2</sub> es absorbido pero los niveles de NO permanecen en gran medida intactos. Una combinación de NO y aire sale del tanque de aire.
La figura 138 ilustra una modalidad ejemplar del tanque de generación de NO eléctrico 1710 que se puede conectar a una fuente de gas presurizada 1712. Típicamente, el gas entrante es aire u otra combinación de N<sub>2</sub> y 0<sub>2</sub>. En algunas modalidades, el aire presurizado puede pasar a través de un filtro 1714 (aunque esto puede ser opcional, dependiendo de la pureza de la fuente de aire) y a través de
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- 349 un orificio variable 1716. El orificio variable se puede controlar por un controlador 1718, tal como una CPU controladora, no obstante, el control manual del orificio también se puede llevar a cabo. El orificio variable se puede utilizar para controlar la cantidad de aire que fluye a través del generador de plasma 1722 para de esta manera controlar la cantidad de NO generado. Los controles de generación de NO adicionales también se pueden utilizar incluyendo al variar la actividad de plasma (energía, anchura de pulso, frecuencia de corriente eléctrica, corriente, voltaje de conmutación primario, etc) . La salida del generador de NO contiene NO<sub>2</sub> (por ejemplo, 6% a 10% del nivel de NO cuando se utiliza un electrodo de iridio). El NO puede ser depurado utilizando un eliminador (por ejemplo, cal sodada) conforme sale del tanque. El eliminador 1720, como por ejemplo cal sodada, tiene una vida finita de manera que se empaca en un alojamiento removible que puede ser sustituido periódicamente.
En algunas modalidades, el sistema puede buscar periódicamente por frecuencia resonante dentro del circuito de alto voltaje. Esto se puede realizar cuando el sistema es energizado, al inicio del tratamiento del paciente, diariamente o con alguna otra frecuencia. La determinación de la frecuencia resonante del circuito toma en consideración la variación y la fabricación, separación de electrodo (de
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL desgaste y fabricación) y variación del transformador. Al operar a la frecuencia resonante, el sistema puede generar una chispa con más energía y de esta manera se incrementa la producción de NO.
La figura 139 ilustra una modalidad ejemplar de un tanque de generación de NO eléctrico 1730 con una salida remota. Se puede abastecer aire desde el ambiente a través de una rejilla 1732 u otra abertura en el recinto del tanque. El aire puede ser procesado adicionalmente al hacerlo pasar a través de un filtro HEPA. El filtro HEPA puede ser incluido en el cartucho eliminador de NO<sub>2</sub> 1734. En algunas modalidades, se puede introducir NO para un flujo de gases remoto al tanque de generación de NO (por ejemplo, un circuito ventilador). Un tubo de lumen múltiple 1736, por ejemplo un tubo de tres lúmenes se puede utilizar para suministrar NO al flujo de gas remoto. Los dos lúmenes remanentes se utilizan para medir el flujo en el flujo de gas remoto utilizando un método de presión diferencial, en donde uno o varios sensores de presión se localizan dentro del dispositivo de tanque de generación de NO. La medición de flujo remoto también se puede realizar con sensores remotos al final del tubo de suministro de NO, lo que requiere conexiones tanto neumáticas como eléctricas que se realicen en el tanque de generación de NO.
Las figuras 140A-140C ilustran una modalidad
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL ejemplar y una combinación de eliminador y filtro de aire ambiente 1740 (CSAAF, por sus siglas en inglés), tal como el que se describe en la figura 139. La combinación de eliminador y filtro ambiente 1740 facilita la sustitución para el usuario. El CSAAF puede estar conectado al dispositivo de generación de NO a través de tres conexiones neumáticas: N0+N02+aire en 1742, NO+aire fuera 1744 y aire ambiente filtrado en 1746. El aire ambiente puede pasar a través del filtro HEPA en el extremo insertado del CSAFF y dentro del diámetro interno, en donde entra a la bomba interna. El extremo orientado hacia la parte externa se rellena con material eliminador. El aire que contiene NO2 entra en un acoplamiento neumático en un lado del alojamiento eliminador. Una división 1748 dentro del alojamiento asegura que los gases pasen a través de una longitud de trayectoria suficiente para absorber una cantidad aceptable de NO2. Una combinación de NO y aire salen del acoplamiento neumático puesto y pasan hacia la salida de NO.
La figura 141 ilustra una modalidad ejemplar de un dispositivo de tanque de generación de NO 1750 que tiene una salida de lumen única. El dispositivo que se muestra puede recibir parámetros de tratamiento, inalámbricamente o por cualquier otro medio, desde el equipo de hospital, por ejemplo como un monitor de un paciente o un ventilador. Los parámetros de tratamiento ejemplares incluyen pero no se
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL limitan a frecuencia respiratoria del paciente, volumen corriente del paciente, volumen por minuto del paciente, caudal de aire del paciente, ajustes del ventilador, caudal del ventilador, activador de flujo del ventilador, SpO<sub>2</sub>, presión de la arteria pulmonar y dosis de NO objetivo. El dispositivo utiliza esta información para determinar los ajustes de generación de NO. La generación de NO puede ser a una frecuencia constante o puede variar con los datos de tratamiento del paciente (frecuencia respiratoria o frecuencia de ventilación, por ejemplo) . La salida de NO es bombeada hacia un tubo 1752 hacia ya sea el paciente directa o indirectamente por medio de otra corriente de gas médica.
La figura 142 ilustra una modalidad ejemplar de un generador de NO 1760 con un sensor de flujo remoto. El flujo de puede medir por un sensor de flujo 1762 que es externo al generador de NO. La entrada del sensor de flujo puede provenir de un sensor de flujo dedicado localizado dentro de la extremidad de inspiración del paciente o puede provenir de un ventilador, una máquina de anestesia, una máquina CPAP u otro dispositivo médico que mida el flujo de aire. La combinación de NO y aire que sale del dispositivo a través del componente eliminador 1764. El aire puede abastecerse de una diversidad de fuentes, por ejemplo aire del ambiente, una fuente de aire comprimido separada u otras mezclas de gas que contengan O<sub>2</sub> y N<sub>2</sub>.
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Durante el tratamiento con NO, los gases exhalados del paciente pueden contener NO y NO2. Estos gases exhalados pueden ser liberados al ambiente circundante, elevando los niveles de NO2 y potencialmente poniendo en riesgo la salud del paciente, del personal de cuidado u otras personas cercanas. En una modalidad, los gases de expiración del paciente son depurados para NOx antes de liberarlos al ambiente. La depuración de NOx se puede realizar por carbón, cal sodada u otros materiales. En una modalidad, el cartucho depurador se une al orificio de salida de un ventilador para remover NOx de los gases de expiración del paciente. En una modalidad, un cartucho depurador de salida de ventilador tiene una característica de alarma que advierte al usuario cuando la vida útil del cartucho se ha agotado. En una modalidad, un dispositivo de generación y suministro de NO realiza un seguimiento del uso de un depurador de salida de ventilador y advierte al usuario cuando se garantice la sustitución. En algunas modalidades, el protocolo de sustitución se basa en uno o más de los siguientes parámetros: vida de servicio nominal del depurador, tiempo transcurrido desde que se instaló el depurador, cantidad de moléculas de NOx suministradas al paciente desde que se instaló el depurador u otros parámetros que se relacionan con la vida utilizable de los materiales del depurador.
El tratamiento con ventilador involucra el
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL suministro al paciente de pulsos de inspiración asociados con la respiración además de un flujo de desviación el cual fluye constantemente. Algunos ventiladores no presentan fácilmente la información de flujo de desviación lo cual puede afectar la dosificación de medicamento de NO y otros medicamentos suministrados en las vías respiratorias cuando se realiza la inspiración. En una modalidad, un sistema de generación y suministro de NO presenta al usuario información sobre el flujo del ventilador, como se detecta por el dispositivo de generación y suministro de NO que incluye uno o más de: flujo de desviación del ventilador, presión de vías respiratorias pico, volumen por minuto, volumen corriente, relación de inspiración respecto a expiración, modo de ventilador (control de volumen versus control de presión) y otros parámetros pertinentes con la terapia de ventilación. En una modalidad, un sistema de generación y suministro de NO proporciona alarmas en el caso de que los flujos del ventilador estén fuera de un intervalo aceptable.
En una modalidad un sistema de suministro de NO mide la concentración de NO y/o NO2 en el producto gaseoso antes de ser inyectado a las vías respiratorias del paciente.
Todas las patentes, solicitudes de patente y referencias publicadas que se mencionan en la presente se incorporan en este documento como referencia en su totalidad. Se apreciará que varios de los rasgos y funciones o
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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL alternativas de los mismos descritos en lo anterior y otros se pueden combinar de modo deseable en muchos otros sistemas o aplicaciones diferentes. Diversas alternativas, modificaciones, variaciones o mejoras en la misma pueden realizarse subsecuentemente por aquellos expertos en el ámbito.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
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