BR112018006600B1

BR112018006600B1 - Dispositivo e método para difusão de no de alta concentração com gás para terapia de inalação

Info

Publication number: BR112018006600B1
Application number: BR112018006600-1A
Authority: BR
Inventors: John C. Falligant; Craig R. Tolmie
Original assignee: Mallinckrodt Hospital Products IP Limited
Priority date: 2015-10-01
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2022-05-17
Also published as: JP2018529450A; KR20180095504A; CA3000210A1; BR112018006600A2; US20170095633A1; JP2022009033A; US20210138178A1; AU2016329081B2; AU2021236571A1; MX2018004020A; MX2023004028A; JP6960910B2; AU2016329081A1; WO2017059258A1; US10894140B2

Abstract

DISPOSITIVO E MÉTODO PARA DIFUSÃO DE NO DE ALTA CONCENTRAÇÃO COM GÁS PARA TERAPIA DE INALAÇÃO. Os sistemas e métodos da presente invenção podem permitir que NO de alta concentração seja administrado nos circuitos de respiração artificial, através de um dispositivo difusor, sem gerar quantidades indesejáveis de NO2.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] Princípios e modalidades da presente invenção referem-se geralmente a um dispositivo para combinar óxido nítrico (NO) com outros gases sendo administrados a um paciente para terapia de inalação.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] Vários gases demonstraram ter ação farmacêutica em humanos e animais. Um desses gases é o óxido nítrico (NO) que, quando inalado, atua para dilatar os vasos sanguíneos nos pulmões, melhorando a oxigenação do sangue e diminuindo a hipertensão pulmonar. No campo da terapia de inalação para várias condições pulmonares, tais como vasoconstrição pulmonar aguda, hipertensão e tromboembolismo, ou lesão por inalação, o tratamento incluiu a utilização do gás terapêutico NO fornecido a partir de um cilindro de gás. Mais especificamente, este NO gasoso para terapia de inalação é fornecido a um paciente a partir de um cilindro de gás de alta pressão contendo NO. Por exemplo, tal abordagem é divulgada na Patente US N° 5.558.083 intitulada "Nitric Oxide Delivery System", que é incorporada neste documento por referência em sua totalidade.

[0003] A terapia com óxido nítrico inalado (INO), em geral, envolve a administração de uma concentração de NO, em uma dose estabelecida, a pacientes mecanicamente ventilados. Nenhum sistema de administração deste tipo (estilo wrap-around) detecta fluxo de gás fresco no membro inspiratório do ventilador mecânico e administra por proporção métrica o NO dos cilindros de origem no membro inspiratório do ventilador, por meio de um módulo injetor, para atingir uma dose prescrita para o paciente.

[0004] Em geral, a concentração da fonte de NO (por exemplo, dos cilindros de origem) pode ser de cerca de 800 ppm NO. Como discutido acima, esta fonte de gás NO a 800 ppm pode ser proporcionalmente entregue (por exemplo, administração proporção métrica) em fluxo de gás fresco de tal modo que a concentração de NO no fluxo de gás fresco é de cerca de 5 a 80 ppm.

[0005] Embora a terapia com NO tenha muitos benefícios, verificou-se que, quando se administra NO no fluxo de gás fresco, o dióxido de nitrogênio (NO2), um gás tóxico, pode ser gerado reagindo com O2 no fluxo de gás fresco. Mais especificamente, a formação de dióxido de nitrogênio é proporcional ao quadrado da concentração de NO multiplicada pela concentração de O2.

[0006] A cinética e equação de taxa para a conversão de NO para NO2 é dada por: 2 NO ^ N2O2 N2O2 + O2 ^ 2 NO2

[0007] Assim, dando uma taxa de formação de NO2 = k [NO]2 [O2], onde k está em unidades de L^mol-1S-1, ou em pressões parciais para os gases.

[0008] Por conseguinte, a quantidade de NO2 produzido (ppm NO2) está relacionada ao quadrado da concentração de NO e é linear à concentração e tempo de oxigenação.

[0009] À luz do exposto, NO é fornecido em um circuito respiratório do ventilador a partir de uma fonte de baixa concentração NO (por exemplo, 100 ppm, 400 ppm e 800 ppm de cilindros NO) podem não resultar em quantidades indesejavelmente altas de NO2, por exemplo > 1 ppm; no entanto, seguindo a cinética acima, o uso de NO é fornecido em um circuito respiratório do ventilador a partir de uma fonte de alta concentração (por exemplo, 2000 ppm, 5000 ppm e 10.000 ppm de cilindros NO) seria esperado para gerar uma quantidade inaceitável de NO tóxico2, por exemplo > 1 ppm NO2 gerado ao fornecer uma dose de 40 ppm de NO com 60% de O2. Teoricamente, para a mesma dose de terapia de NO, NO2 de um gás de fonte de 5000 ppm pode ter uma taxa de formação de 39 vezes maior que uma fonte de 800 ppm.

[0010] Alguns tentaram resolver esse problema usando técnicas variadas; no entanto, essas técnicas podem não funcionar em sistemas específicos, podem não funcionar ao fornecer alta concentração de NO, podem não funcionar em absoluto ou podem não resolver a causa real de geração de NO2 e/ou fatores subjacentes na geração de NO2 não anteriormente apreciados. Por conseguinte, existe a necessidade de sistemas e métodos de redução de geração NO2 que trabalham em sistemas específicos, abordam a causa real da geração de NO2 e/ou os fatores subjacentes não apreciados anteriormente.

SUMÁRIO

[0011] Os sistemas e métodos da presente invenção podem ser usados para reduzir o NO2 gerado quando, por exemplo, é entregue em um fluxo de gás fresco em um circuito respiratório do ventilador. Além disso, os sistemas e métodos da presente invenção podem permitir que a alta concentração de NO seja administrada nos circuitos de respiração do ventilador, através de um dispositivo de difusão, sem gerar quantidades indesejavelmente grandes de NO2, por exemplo > 1 ppm NO2 para uma dose de 40 ppm NO com O2100%. Utilização de fontes de alta concentração de NO (por exemplo, 2000, 4880, 10.000 ppm de cilindros NO) podem fornecer benefícios tais como, mas não limitados a, o uso de cilindros de gás NO menores, o que permite maior portabilidade e introdução de volumes menores do gás de alta concentração no fluxo de gás do ventilador e diluição de Fluxo de Gás Fresco (FGF) enriquecido com oxigênio pelo NO e gases portadores de N2. Surpreendentemente, descobriu-se que a introdução de menores volumes de NO com difusão a taxas equivalentes ou mais altas pode gerar menos NO2 em geral, com menor tempo de difusão associado a menor volume de gás. As questões abordadas neste documento referem-se a pelo menos reduzir rapidamente a concentração de NO antes de grandes concentrações de NO2 poderem ser formadas.

[0012] Existem várias maneiras de abordar os problemas acima, incluindo a redução do tempo em que existem altas concentrações de NO dentro do fluxo de gás do ventilador, o que pode ser alcançado aumentando a taxa em que o NO se difunde nos outros gases e/ou diminuir o tempo de residência da alta concentração de NO no circuito respiratório do ventilador antes de ser rapidamente difundido. Esta redução no tempo pode ser alcançada no ponto imediato da injeção de NO, através de métodos que minimizam o tempo de concentração do NO transitório da concentração alta (fonte) para a concentração baixa (dose definida). A redução muito rápida da concentração de NO da fonte para a dose estabelecida no ponto imediato da injeção reduz significativamente a geração de NO2 e pode ser realizada através de uma variedade de métodos, incluindo mas não limitado a métodos tais como mistura de gás, difusão de gás, efeitos térmicos, orientações de fluxo de gás de interseção, velocidades de fluxo de gás de interseção ou quaisquer combinações dos mesmos. O tempo de concentração do NO transitório ou tempo em que NO reside no FGF substancialmente acima da dose definida, é o tempo em que NO2 pode ser gerado a uma taxa significativamente mais alta em comparação com o tempo em que o NO reside no FGF na dose definida ou perto dela. Dito de forma diferente, reconhece-se que NO2 continua a ser gerado mesmo após a obtenção da concentração homogênea de NO. No entanto, a geração de NO2 em regiões onde a concentração de NO está próxima da dose definida é linear com a concentração de O2 e tempo, e, portanto, a uma taxa significativamente menor em comparação com geração de NO2 observada durante o tempo de concentração transiente de NO.

[0013] Princípios e modalidades da presente invenção referem-se geralmente a um dispositivo e métodos de tratamento de pacientes com terapia de inalação de NO envolvendo uma fonte de NO de alta concentração. NO entanto, embora os métodos, sistemas e dispositivos descritos neste documento sejam discutidos no contexto de fontes de alta concentração de NO, os métodos, sistemas e dispositivos descritos neste documento também podem ser aplicados a fontes de concentração NO, como aquelas a 800 ppm ou menos.

[0014] Aspectos da presente invenção referem-se a um dispositivo que combina uma corrente de gás compreendendo NO e uma corrente de fluxo de gás fresco compreendendo oxigênio molecular (O2) para entrega a um paciente, em que a difusão de NO e O2 ocorre de forma suficientemente rápida que a produção de NO2 é minimizada, portanto, menos de 1 ppm de NO2 é entregue a um paciente e/ou gerado no circuito do ventilador.

[0015] Em várias modalidades, a concentração de NO no gás inspirado pelo paciente está no intervalo de cerca de 1 ppm a cerca de 80 ppm, ou alternativamente de 5 ppm a cerca de 80 ppm, ou cerca de 20 ppm a cerca de 60 ppm. Outras concentrações exemplares de NO para a dose definida incluem cerca de 1 ppm, cerca de 2 ppm, cerca de 3 ppm, cerca de 4 ppm, cerca de 5 ppm, cerca de 10 ppm, cerca de 15 ppm, cerca de 20 ppm, cerca de 25 ppm, cerca de 30 ppm, 35 ppm, cerca de 40 ppm, cerca de 45 ppm, cerca de 50 ppm, cerca de 55 ppm, cerca de 60 ppm, cerca de 65 ppm, cerca de 70 ppm, cerca de 75 ppm ou cerca de 80 ppm.

[0016] Em várias modalidades, a concentração da fonte de NO está no intervalo de cerca de 200 ppm a cerca de 10.000 ppm, ou cerca de 400 ppm a cerca de 10.000 ppm, ou superior a 800 ppm a cerca de 10.000 ppm, ou cerca de 1.000 ppm a cerca de 5.500 ppm. Outras concentrações exemplares de NO da fonte de NO incluem cerca de 200 ppm, cerca de 300 ppm, cerca de 400 ppm, cerca de 500 ppm, cerca de 600 ppm, cerca de 700 ppm, cerca de 800 ppm, cerca de 1000 ppm, cerca de 1200 ppm, cerca de 1500 ppm, 2000 ppm, cerca de 2200 ppm, cerca de 2400 ppm, cerca de 2440 ppm, cerca de 2500 ppm, cerca de 3000 ppm, cerca de 3500 ppm, cerca de 4000 ppm, cerca de 4500 ppm, cerca de 4800 ppm, cerca de 4880 ppm, cerca de 5000 ppm, cerca de 6000 ppm cerca de 7000 ppm, cerca de 8000 ppm, cerca de 9000 ppm ou cerca de 10.000 ppm.

[0017] Em várias modalidades, os níveis de NO2 produzidos utilizando uma fonte de NO de alta concentração (tal como uma fonte de NO 4880 ou 5000 ppm de NO) podem ser comparáveis ou menores do que os produzidos com fontes de NO de concentração mais baixa (tais como 200 ppm ou 800 ppm de fonte NO).

[0018] Aspectos da presente invenção referem-se a um método de rápida redução da concentração de NO da concentração da fonte para a dose ajustada, aumentando a eficiência de mistura e/ou difusão do NO dentro de um gás respiratório, fluxo de gás fresco, para o tratamento de várias condições pulmonares.

[0019] Aspectos da presente invenção referem-se a um dispositivo de difusão para injetar um gás de alta concentração numa corrente de gás transversal que compreende um corpo compreendendo uma parede que possui uma espessura, uma superfície externa e uma superfície interna envolvendo uma região interna oca, uma projeção que se estende desde o interior da superfície interna do corpo e um canal de injeção que passa através da parede e projeção para uma porta de injeção localizada onde a velocidade do fluxo de gás fresco é alta (por exemplo, localizado centralmente na seção transversal do corpo, onde é direcionado para ser maior, etc.). Como usado neste documento, uma "alta velocidade" de fluxo de gás é qualquer porção de um fluxo de gás que tenha uma velocidade maior do que a velocidade do fluxo de gás que está em ou perto de um limite de extremidade (por exemplo, as paredes de um tubo). Devido à condição de não deslizamento, o fluxo de gás no limite da extremidade tem uma velocidade de zero e, devido à viscosidade do gás, o fluxo de gás mais próximo do gás de velocidade zero tem uma velocidade menor que o fluxo de gás a partir do limite da extremidade e do gás de velocidade zero.

[0020] Consequentemente, em modalidades exemplares, o gás de alta concentração é injetado numa porção da corrente de gás transversal que está a uma distância do limite da aresta (por exemplo, parede).

[0021] Aspectos da presente invenção referem-se a um dispositivo de difusão para injetar um gás de alta concentração (por exemplo, superior a NO de 800 a 10.000 ppm) em uma corrente de gás transversal, compreendendo um corpo que compreende uma parede com uma espessura, uma superfície externa e uma superfície interna, uma projeção que se estende da superfície interna do corpo anular, uma seção cônica que compreende uma parede tendo uma espessura, uma superfície externa e uma superfície interna, uma extremidade de entrada tendo um primeiro diâmetro e uma extremidade de saída tendo um segundo diâmetro oposto extremidade de entrada, em que o segundo diâmetro é menor que o primeiro diâmetro e em que a seção cônica está ligada e suspensa da projeção, de tal modo que a projeção forma um suporte para a seção cônica e um canal de injeção passa através da projeção para uma porta de injeção na superfície interior da secção cônica. Em modalidades exemplares, o fluxo de gás a partir do canal de injeção e, por sua vez, para fora da porta de injeção, pode ser dirigido para fluir para a corrente de gás transversal, onde existe a velocidade de gás mais rápida.

[0022] Em uma ou mais modalidades, o dispositivo de difusão para injetar um gás de alta concentração (por exemplo, superior a 800 a 10.000 ppm NO) em um fluxo de gás transversal não compreende uma seção cônica suspensa a partir da projeção. Em várias modalidades, a projeção estende-se radialmente a partir da superfície interior do corpo anular até aproximadamente o centro do volume aberto rodeado pela parede cilíndrica e um canal de injeção passa através da projeção para uma porta de injeção.

[0023] Em várias modalidades, o orifício de injeção tem um diâmetro interno no intervalo de cerca de 0,58 mm (0,023 pol.) a cerca de 4,75 mm (0,187 pol.) ou cerca de 0,8 mm (0,031 pol.) A cerca de 2,4 mm (0,094 pol.) ou cerca de 1,12 mm (0,044 pol.) a cerca de 2,29 mm (0,090 pol.) ou cerca de 1,83 mm (0,072 pol.). Os limites inferiores exemplares incluem cerca de 0,58 mm, cerca de 0,6 mm, cerca de 0,7 mm, cerca de 0,8 mm, cerca de 0,9 mm, cerca de 1 mm, cerca de 1,1 mm, cerca de 1,2 mm, cerca de 1,3 mm, cerca de 1,4 mm, cerca de 1,5 mm, cerca de 1,6 mm, cerca de 1,7 mm e cerca de 1,8 mm. Os limites superiores exemplares incluem cerca de 4,75 mm, cerca de 4,5 mm, cerca de 4 mm, cerca de 3,5 mm, cerca de 3 mm, cerca de 2,5 mm, cerca de 2,4 mm, cerca de 2,29 mm, cerca de 2,2 mm, cerca de 2,1 mm, cerca de 2 mm e cerca de 1,9 mm.

[0024] Numa ou mais modalidades, o dispositivo de difusão pode ser configurado e dimensionado para ser inserido dentro e em comunicação fluida com um circuito respiratório dimensionado para um recém- nascido, um pediatra ou um adulto com um tamanho de tubo de ventilador correspondente e apropriado. Em várias modalidades, o corpo anular tem um diâmetro externo no intervalo de cerca de 10 mm a cerca de 25 mm e um diâmetro interior no intervalo de cerca de 10 mm a cerca de 25 mm, em que o diâmetro interior é menor do que o diâmetro exterior pela espessura da parede cilíndrica.

[0025] Em várias modalidades, a espessura da parede cilíndrica 'C' está no intervalo de cerca de 1 mm a cerca de 3,175 mm, ou cerca de 1,5 mm.

[0026] Em várias modalidades, o dispositivo de difusão é configurado e dimensionado para inserção na tubulação respiratória, tal como para um circuito de respiração do ventilador.

[0027] Em várias modalidades, o primeiro diâmetro está no intervalo de cerca de 6 mm a cerca de 18 mm, e o segundo diâmetro está no intervalo de cerca de 3,17 mm a cerca de 9,5 mm, onde o primeiro diâmetro é maior do que o segundo diâmetro.

[0028] Em várias modalidades, a secção cônica é simétrica em torno de um eixo, e o canal de injeção forma um ângulo no intervalo de cerca de 60° a cerca de 120° com o eixo da seção cônica.

[0029] Em várias modalidades, a seção cônica é em forma de funil.

[0030] Em várias modalidades, a seção cônica é truncada em forma de cone.

[0031] Em várias modalidades, a seção cônica é em forma de sino.

[0032] Aspectos da presente invenção referem-se a um método de difusão de um gás de alta concentração em uma corrente de gás transversal, compreendendo passar pelo menos uma porção de um primeiro gás através de uma seção cônica compreendendo uma parede tendo uma espessura, uma superfície externa e uma superfície interna, uma extremidade de entrada tendo um primeiro diâmetro e uma extremidade de saída tendo um segundo diâmetro oposto à extremidade de entrada, em que o segundo diâmetro é menor do que o primeiro diâmetro e passa uma segunda corrente gasosa através de um canal de injeção para uma porta de injeção na superfície interna da seção cônica, em que a segunda corrente de gás entra e pelo menos parcialmente se difunde com a primeira corrente de gás dentro da seção cônica.

[0033] Em várias modalidades, o método compreende ainda passar pelo menos uma parte do primeiro gás ao redor de pelo menos uma porção da superfície externa da secção cônica, em que a seção cônica está dentro de um corpo anular tendo uma superfície externa e uma superfície interna e um diâmetro interno maior que o primeiro diâmetro da seção cônica.

[0034] Em várias modalidades, um suporte liga o corpo anular à seção cônica da injeção, de modo que o segundo gás que passa através do canal de injeção passa através do suporte para a porta de injeção.

[0035] Em várias modalidades, a segunda corrente de gás entra inicialmente na primeira corrente de gás em um ângulo no intervalo de cerca de 60° a cerca de 120°.

[0036] Em várias modalidades, o primeiro gás é um gás respirável que compreende N2 molecular e O2molecular e o segundo gás é composto por NO molecular e N2molecular.

[0037] Em várias modalidades, a concentração de NO no segundo gás está no intervalo de mais de 800 ppm a cerca de 5.500 ppm.

[0038] Em várias modalidades, o primeiro gás entra no corpo anular a um fluxo no intervalo de cerca de 0 litros por minuto (SLPM) a cerca de 120 SLPM, ou cerca de 0,5 SLPM a cerca de 60 SLPM, ou cerca de 0,5 SLPM a cerca de 2 SLPM.

[0039] Em várias modalidades, o primeiro gás (por exemplo, FGF) é um gás respirável composto por N2 molecular e O2molecular e o segundo gás compreende o NO molecular em uma concentração no intervalo de mais de 1000 ppm a cerca de 5.500 ppm, e o segundo gás sai da porta de injeção a uma taxa de fluxo no intervalo de 0,05 mililitros por minuto (SMLPM) a aproximadamente 2 SLPM, ou cerca de 0,1 SMLPM a cerca de 1 SLPM.

[0040] A concentração de oxigênio nos circuitos do ventilador do paciente pode ser definido a um valor ao longo de um intervalo contínuo de ar medicinal (21% O2) para oxigênio medicinal (100% O2), mas geralmente são elevados para 60% para pacientes que recebem terapia com INO.

[0041] Em várias modalidades, a taxa de fluxo do segundo gás é linearmente proporcional à taxa de fluxo do primeiro gás.

[0042] Em várias modalidades, a velocidade do primeiro gás é maior no segundo diâmetro da secção cônica do que a velocidade do primeiro gás no primeiro diâmetro da secção cônica, em que o segundo gás entra no primeiro gás num ponto de maior ou igual velocidade.

[0043] Os aspectos da invenção também se relacionam com o método de difusão de um gás de alta concentração numa corrente de gás transversal compreendendo passar pelo menos uma porção de um primeiro gás através de uma região interna oca de um corpo tendo uma superfície interna envolvendo a região interna oca e passando uma segunda corrente de gás através de um canal de injeção para uma porta de injeção projetada na região interna oca do corpo, em que a segunda corrente de gás entra e pelo menos parcialmente se difunde com a primeira corrente de gás dentro da região interna oca.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0044] Outras características das modalidades da presente invenção, a sua natureza e várias vantagens tornar-se-ão mais evidentes após consideração da seguinte descrição detalhada, tomada em conjunto com os desenhos anexos, que são também ilustrativos da melhor forma contemplada pelos requerentes e em que os caracteres de referência semelhantes referem-se a partes semelhantes no todo, onde:

[0045] As FIGS. 1A-F mostra o NO2 gerado após a injeção de NO em ar enriquecido com oxigênio sob várias condições;

[0046] FIG. 1G mostra o NO2 gerado em vários pontos a jusante do ponto de injeção de NO;

[0047] As FIGS. 2A-C ilustram uma modalidade exemplar de um dispositivo de mistura tendo uma pluralidade de lâminas;

[0048] As FIGS. 3A-C ilustram uma modalidade exemplar de uma seção cônica tendo uma pluralidade de aletas angulares;

[0049] As FIGS. 4A-C ilustram uma modalidade exemplar de um dispositivo de mistura tendo uma pluralidade de placas;

[0050] As FIGS. 5A-C ilustram uma modalidade exemplar de um dispositivo de mistura tendo uma pluralidade de lâminas curvas;

[0051] As FIGS. 6A-C ilustram uma modalidade exemplar de um dispositivo de mistura tendo uma pluralidade de lâminas curvadas e um canal de injeção numa seção cônica;

[0052] A FIG. 7 ilustra uma distribuição de velocidade exemplar de um fluxo de gás dentro de um tubo;

[0053] As FIGS. 8A-B ilustram uma modalidade exemplar de um dispositivo para difundir uma concentração elevada de fonte de NO, fluxo de gás de baixo volume e um fluxo de gás de alto volume;

[0054] As FIGS. 8C-D ilustram uma outra modalidade exemplar de um dispositivo para difundir uma concentração elevada de fonte de NO, fluxo de gás de baixo volume e um fluxo de gás de alto volume;

[0055] A FIG. 9A ilustra uma modalidades exemplar de uma seção cônica tendo uma forma de funil;

[0056] A FIG. 9B ilustra uma modalidade exemplar de uma seção cônica que tem uma forma de cone;

[0057] A FIG. 9C ilustra uma modalidade exemplar de uma seção cônica que tem uma forma de sino;

[0058] A FIG. 10 ilustra uma modalidade exemplar de uma seção cônica bidirecional;

[0059] A FIG. 11 ilustra uma seção cônica exemplar que representa um contorno convexo de uma superfície interior de uma parede de seção cônica;

[0060] A FIG. 12 ilustra uma modalidade exemplar de um segundo gás que passa através de um canal de injeção para um primeiro gás que passa através de uma seção cônica;

[0061] A FIG. 13 ilustra uma modalidade exemplar de um dispositivo de difusão inserido num circuito de ventilador;

[0062] A FIG. 14 mostra uma comparação do NO2 gerado durante a ventilação mecânica utilizando um difusor exemplar descrito neste documento e um módulo injetor de concentração de baixa fonte convencional;

[0063] As FIGS. 15A-F mostram uma comparação do NO2 gerado sob condições de fluxo de FGF em estado estacionário dentro de tubagem de orifício liso utilizando um difusor exemplar descrito neste documento, um acelerador exemplar, como descrito neste documento e um módulo injetor de concentração de baixa fonte convencional;

[0064] A FIG. 16 mostra a redução do NO2 gerado por aquecimento de um circuito respiratório do ventilador exemplar;

[0065] A FIG. 17 mostra o NO2 gerado na região inicial com várias concentrações de cilindros de fonte de NO variando de 800 ppm a 9760 ppm com uma razão de velocidade de gás (FGF: NO) de aproximadamente 1: 1;

[0066] As FIGS. 18A-D mostram o NO2 gerado na região inicial com várias concentrações de cilindros de fonte de NO variando de 800 ppm a 9760 ppm com uma taxa de velocidade de gás variável (FGF: NO) e uma dose fixa de 10 ppm de NO;

[0067] A FIG. 19 mostra o NO2 gerado na região inicial com uma concentração de 4880 ppm de fonte de NO e uma dose fixa de 40 ppm, com uma taxa de velocidade do gás variável (FGF: NO);

[0068] As FIGS. 20A-B mostram o NO2 gerado na região inicial com várias concentrações de cilindros de fonte de NO variando de 800 ppm a 9760 ppm com uma taxa de velocidade de gás variável (FGF: NO) e uma dose fixa de 10 ppm de NO;

[0069] A FIG. 21 mostra o NO2 gerado na região inicial com uma concentração de 4880 ppm de fonte de NO e uma dose fixa de 40 ppm, com uma taxa de velocidade do gás variável (FGF: NO); e NO2 gerado durante a fase homogênea de 40 ppm igual a dose fixa; e

[0070] As FIGS. 22A-B mostra o NO2 gerados em ppm e como uma porcentagem da dose estabelecida com a simulação da mudança do período expiratório relativo ao período inspiratório com fluxos mais altos.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0071] A presente invenção, de um modo geral, é dirigida a sistemas e métodos de injeção de NO em fluxo de gás fresco no ramo inspiratório de um circuito respiratório do ventilador, de tal modo que a geração de NO2 é minimizada. A presente invenção aproveita-se de fatores previamente desconhecidos que o requerente surpreendentemente descobriu que afetam a geração de NO2. Mais especificamente, os sistemas e métodos da presente invenção podem ser utilizados para distribuir o NO a partir de uma fonte de alta concentração de NO (por exemplo, 5000 ppm na fonte NO) no fluxo de gás fresco no membro inspiratório de um circuito respiratório do ventilador de forma que a geração de NO2 é substancialmente minimizada e/ou o NO2 gerado está dentro de um intervalo desejado (por exemplo, menos de 1 ppm NO2 entregue ao paciente, o mesmo ou menos NO2 como gerado por fontes de NO de concentração substancialmente menor usando módulos de injeção convencionais, etc.) por fatoração em variáveis tais como, mas não limitadas a, localização de injeção de NO em fluxo de gás fresco, velocidade de fluxo de gás fresco, velocidade de fluxo de NO e/ou proporção de velocidade de impingir NO e fluxo de gás fresco, para citar alguns.

[0072] Além disso, os sistemas e métodos da presente invenção podem ser usados com um circuito respiratório do ventilador, não causando substancialmente queda de pressão, por exemplo, menos de 1,5 cm H2O a 60 SLPM, minimizando as alterações do perfil de fluxo, minimizando o aumento no volume compressível do fluxo de gás fresco e/ou permitindo a respiração espontânea do paciente no circuito respiratório do ventilador. Mais ainda, os sistemas e métodos da presente invenção podem ser utilizados imediatamente a jusante dos sensores de fluxo que requerem que o fluxo de gás fresco seja laminar e/ou possam ser utilizados imediatamente a montante de pelo menos uma linha de amostragem de gás.

[0073] "Volume compressível" significa o volume de um conduíte e todos os componentes em comunicação fluida com e em linha com o caminho de fluxo do conduíte. Por exemplo, o volume compressível do circuito respiratório é o volume do circuito respiratório e todos os componentes dentro dele (por exemplo, umidificador, módulo injetor, amostra de T's).

[0074] Como utilizado neste documento, "difusão", "difundir" e termos relacionados referem-se ao transporte global de moléculas de um gás (por exemplo NO) para dentro e ao longo de um fluxo de outro gás (por exemplo ar enriquecido com oxigênio). A utilização dos termos "difusão", "difusão" e termos relacionados não exclui a contribuição do movimento de fluidos volumosos ou outros fenômenos de transporte para a mistura e homogeneização de duas ou mais correntes gasosas.

[0075] Como mencionado acima, antes da pesquisa do requerente, acreditava-se que a formação de NO2 fosse baseada na concentração de NO e O2 (por exemplo, partes por milhão de NO, porcentagem de O2 (também conhecido como FiO2)), bem como a distância/tempo de permanência entre a mistura de gases e o paciente. Seguindo essa crença, a entrega de NO a partir de uma fonte de alta concentração (por exemplo, 5000 ppm, 10.000 ppm NO cilindro) resultaria em níveis substancialmente elevados de NO2. Por exemplo, uma concentração de 4880 ppm de NO reduzida a uma dose fixa de 10 ppm é uma relação de redução de 488: 1, enquanto que uma concentração de 800 ppm reduzida para uma dose fixa de 10 ppm tem uma relação de redução de 80: 1, teoricamente NO2 é gerado a uma taxa aproximadamente 37 vezes maior com um suprimento de 4880 ppm de NO do que com um cilindro de fornecimento de 800 ppm de NO para uma dose de 10 ppm. Sem meios de superar este problema, fontes de NO de alta concentração não podem ser usadas para a terapia INO, pois isso resultaria na entrega de níveis indesejáveis de NO2 para um paciente e muitos benefícios associados ao uso de fontes de alta concentração de NO para a terapia INO (por exemplo, cilindros menores de abastecimento de NO, maior portabilidade dos dispositivos de terapia INO, volumes menores de gás contendo NO (por exemplo, misturas de nitrogênio e NO gás) no circuito respiratório, diluição de oxigênio inspirada reduzida devido a volumes de gás contendo NO menores injetados, etc.) não seriam realizados.

[0076] Em modalidades exemplares, o uso de uma fonte de concentração maior de gás pode reduzir uma porção do NO2 entregue a um paciente. Por exemplo, quanto maior a concentração de NO do gás de origem, menor o volume de gás de origem necessário para ser entregue para obter a dose de NO desejada. Mesmo com a mesma concentração de NO2 no gás de partida (por exemplo, a mesma concentração de NO2 em um cilindro de gás), usando este menor volume de gás de origem, menor volume de NO2 a partir do gás de origem seria entregue e, portanto, o paciente recebe menos NO2 da fonte de NO (por exemplo cilindro).

[0077] À luz de pelo menos esses benefícios não realizados, a requerente realizou uma extensa pesquisa e testes em geração de NO2 ao injetar NO no membro inspiratório de um circuito respiratório do ventilador.

[0078] A partir desta pesquisa e teste, foi surpreendentemente descoberto que a formação de NO2 foi maior durante a fase expiratória da ventilação, na qual o fluxo de gás fresco no ramo inspiratório de um ventilador é substancialmente mais lento, laminar (não turbulento) do que durante a fase inspiratória não-laminar (turbulenta) da ventilação. Com esse conhecimento, mais pesquisas e testes foram realizados para determinar a relação entre saída de NO2 e variáveis tais como a velocidade de imersão do gás contendo NO, a taxa de fluxo do FGF e a dose de NO. Em cada um desses experimentos, o gás fresco foi enriquecido com oxigênio (por exemplo60% O2/ ar), a concentração de NO2 foi medida a uma distância além do ponto de injeção de NO (por exemplo1.000 mm), e a concentração da fonte de NO era baixa (por exemplo800 ppm NO) ou uma concentração elevada (por exemplo4880 ppm NO). O NO foi injetado e os gases foram misturados usando um módulo injetor convencional. Os resultados deste teste são mostrados nas Tabelas 1-2 e FIGS. 1A-F. Tabela 1 - NO2 Gerado com Fonte de NO de Baixa Concentração

Tabela 2 - NO2 Gerado com Fonte de NO de Alta Concentração

[0079] As FIGS. 1A e 1B mostram que a velocidade de impacto de NO com fluxo de gás fresco no circuito respiratório pode impactar substancialmente a quantidade de NO2 gerado. Também, como pode ser visto comparando a FIG. 1A (baixa concentração) e FIG. 1B (concentração elevada), aumentar a concentração de NO, de forma geral, aumenta a quantidade de NO2 produzido.

[0080] As FIGS. 1C-1F mostram as respectivas quantidades de NO2 geradas para diferentes dosagens de NO quando o NO é injetado no FGF com diferentes taxas de fluxo. Como pode ser visto comparando a FIG. 1C (baixa concentração) e FIG. 1D (alta concentração), aumentar a concentração de NO geralmente aumenta a quantidade de NO2 produzido, particularmente nos menores fluxos de FGF. Isto também é mostrado comparando a FIG. 1E (baixa concentração) e FIG. 1F (alta concentração), como a curva de saída de NO2 para 0,5 SLPM foi drasticamente diferente entre a baixa concentração de fonte de NO e a alta concentração de fonte de NO.

[0081] Embora o acima seja benéfico na compreensão de geração de NO2, complica substancialmente a minimização de geração de NO2 quando NO (por exemplo, de uma fonte NO de alta concentração) está sendo injetado no membro inspiratório do circuito respiratório do ventilador. Por exemplo, a velocidade do fluxo de gás fresco pode variar (por exemplo, o fluxo de gás fresco pode variar ao longo do ciclo respiratório do paciente, etc.); a velocidade de NO injetada no fluxo de gás fresco pode variar (por exemplo, a taxa de fluxo de NO pode variar dependendo da pressão na linha de fornecimento de NO, as dimensões da porta de injeção de NO no dispositivo de difusão, as dimensões da conduíte de entrega de NO no sistema de entrega de NO, para citar algumas); e a entrega métrica proporcional, de forma que pode ser necessário para a terapia INO, por exemplo, para alcançar uma concentração de NO inspirada constante, pode exigir a variação do NO entregue em proporção ao fluxo de gás fresco. Durante a fase expiratória, alguns ventiladores usam fluxos de baixa polarização (0,5 SLPM) e têm FGF mais lento em um circuito respiratório do ventilador, o que pode gerar mais NO2 do que durante a fase inspiratória (FGF mais rápido no circuito respiratório do ventilador). Por exemplo, os dados acima mostram que 10 a 20 vezes mais NO2 pode ser gerado com 4880 ppm de NO do que com 800 ppm de NO em FGF baixo associado a fluxos de exalação de ventilador polarizados durante o mesmo período de tempo, onde a difusão insuficiente pode ocorrer com um módulo injetor convencional.

[0082] Por conseguinte, em modalidades exemplares, um dispositivo de difusão pode ser concebido para minimizar geração de NO2, controlando a velocidade de imersão do NO e o fluxo de gás fresco e a localização da injeção do NO no FGF. Em várias modalidades, a velocidade da corrente de fluxo de NO pode ser alta o suficiente em relação ao FGF no local onde o NO é injetado para minimizar o NO2 gerado. Sem estar limitado pela teoria, acredita-se que o fluxo de NO pode penetrar o fluxo de FGF perpendicularmente e com velocidades proporcionais. Com uma velocidade de NO muito baixa em relação à velocidade do FGF, sem estar vinculada à teoria, acredita-se que o NO permanece na parede externa do fluxo de FGF, resultando em má mistura. Inversamente, se apenas a velocidade NO for alta e o FGF não for, o tempo de mistura também pode ser estendido, resultando em um alto NO2.

[0083] Embora não deseje-se estar limitado por qualquer teoria em particular, acredita-se que a taxa de difusão de contato inicial das duas correntes gasosas de mistura pode ser controlada principalmente pela energia cinética molecular. Em tal processo de mistura de impacto de gás, a troca dissipativa do momento do gás pode fornecer uma mistura de ação direta. Essa difusão rápida pode ocorrer imediatamente nas proximidades da saída do bico ou diretamente no ponto de impacto do gás. A energia cinética molecular é definida como % vez a massa molar vezes o quadrado da velocidade e, portanto, a velocidade é inversamente proporcional à raiz quadrada da massa molar. Volumes equivalentes de diferentes gases contêm o mesmo número de partículas, e o número de moles por litro a uma dada temperatura e pressão é constante. Isso indica que a densidade do gás é diretamente proporcional à sua massa molar. Assim, isso indica que a mesma energia de mistura (ou seja, a mesma energia cinética) existiria em velocidades aproximadamente iguais ou uma proporção de 1: 1, devido aos pesos moleculares semelhantes de NO, N2, ar e O2, que variam de 28 a 32 gramas por mole. Contudo, dado o ligeiro desequilíbrio do peso molecular entre misturas de ar/O2 e misturas de NO/N2, a maior difusão a partir da troca de energia dissipativa pode ser em razões de velocidade menor que 1: 1 (FGF: NO), como 0,85: 1, 0,9: 1 ou 0,95: 1, dependendo das proporções relativas de N2, NO, O2 e ar.

[0084] Em várias modalidades, a velocidade dos dois fluxos de gás pode ser proporcional entre si, a fim de minimizar o NO2 gerado. A velocidade do NO pode ser controlada alterando-se as dimensões da porta de injeção do NO, por exemplo, bem como outros fatores (por exemplo, a pressão na linha de fornecimento NO, as dimensões do canal de injeção NO, etc.) podem ser fixados. Será apreciado que qualquer meio para controlar a velocidade de NO pode ser usado. No entanto, controlar a velocidade do fluxo de gás fresco pode ser substancialmente desafiador, pois a velocidade do fluxo de gás fresco é tipicamente controlada pelo ventilador. Além disso, como referido acima, a velocidade do fluxo de gás fresco durante a fase expiratória pode ser substancialmente lenta. Em pelo menos alguns casos, a velocidade de penetração do fluxo de gás fresco durante pelo menos a fase expiratória pode ser muito lenta para minimizar geração de NO2. Em conformidade, em modalidades exemplares, o dispositivo de difusão pode incluir pelo menos um acelerador capaz de acelerar o fluxo de gás fresco para uma velocidade de impacto desejada, por exemplo, que pode ser direcionada para um ponto de intersecção com o gás contendo NO.

[0085] Numa ou mais modalidades, o diâmetro do orifício no ponto de contato do gás NO com o tubo de fluxo de gás fresco pode ser dimensionado apropriadamente para manter uma zona de saída fixa entre o diâmetro do tubo do módulo de difusão 100 (isto é o diâmetro do tubo FGF) para área do diâmetro da saída do bico de NO (ou seja, o diâmetro do orifício da porta de injeção). Esta relação na área de saída do tubo pode ser proporcional à concentração do cilindro de NO sobre a dose do NO. Por exemplo, para uma concentração de 800 ppm no cilindro a uma dose fixa de 20 ppm, existe uma relação de redução de 40 para 1 na taxa de fluxo de NO. Para manter uma relação de velocidade de gás impingente de 1:1, uma área do tubo de fluxo do módulo injetor para a área de saída do bico de injeção pode ser dimensionada a 40: 1 taxa de fluxo de gás fresco esperada mais baixa (por exemplo0, 5 SLPM). Como outro exemplo, para uma concentração de 4880 ppm de cilindro com uma dose fixa de 10 ppm, existe uma relação de redução de 488 para 1 na taxa de fluxo de NO. Para manter uma relação de velocidade do gás impingente de 1: 1, uma área do tubo do módulo do injetor para a área de saída do bico de injeção pode ser dimensionada em 488:1

[0086] Numa ou mais modalidades, as dimensões do canal de injeção e porta de injeção podem ser ajustadas de modo que a razão de velocidade de NO para velocidade de FGF seja inferior a cerca de 2: 1, tal como cerca de 1,5:1, 1:1, 0,95:1, 0,9:1, 0,85:1, 0,8:1, 0,7:1, 0,6: 0,5:1, 0,4:1, 0,3:1, 0,2:1, 0,1:1 ou 0,05:1.

[0087] Em modalidades exemplares, pelo menos, um acelerador pode ser qualquer dispositivo ou componente capaz de acelerar toda ou uma parte do fluxo de gás fresco. Por exemplo, o acelerador pode ser uma estrutura cônica com uma superfície cônica, uma seção cônica, uma estrutura cônica bidirecional e/ou quaisquer formas ou superfícies capazes de acelerar o fluxo de gás fresco. Outros exemplos incluem estruturas com superfícies semelhantes a uma asa, já que o gás que flui sobre a parte superior de uma asa (superfície curva) tem uma velocidade mais rápida do que o fluxo de gás sob a parte inferior da asa (superfície relativamente plana). Estas estruturas aceleradoras são apenas exemplares e outras estruturas capazes de acelerar pelo menos uma parte de um fluxo de gás estão também dentro do âmbito desta invenção.

[0088] Notavelmente, ao injetar NO no fluxo de gás fresco, a configuração e as dimensões do dispositivo podem ser ajustadas para reduzir a concentração de NO da fonte o mais rápido possível. Em várias modalidades, as características de mistura podem ser adicionadas ao dispositivo a jusante do ponto de injeção de NO. Em várias modalidades, a mistura pode ser pensada em 2 fases. A primeira fase em que a maioria do NO2 pode ser gerado o tempo desde a injeção de NO até quando a concentração de NO atinge a dose estabelecida (por exemplo, um estado homogêneo igual à dose estabelecida). A segunda fase da geração de NO2 é devida ao tempo de permanência no membro inspiratório na dose estabelecida. A maioria de NO2 pode ser gerado no ou próximo do primeiro ponto de contato entre o NO e o fluxo de gás fresco (por exemplo, O2). Estas duas fases de geração de NO podem ser vistas na FIG. 1G, que mostra a concentração de NO2em vários pontos a jusante do ponto de injeção. Como pode ser visto a partir da fig. 1G, a maior parte do NO2 é gerada logo após o NO ser injetado (Fase 1), com apenas uma pequena porção do NO2 sendo gerado após a injeção inicial e mistura do NO (Fase 2).Esta maior parte do NO2 sendo gerada durante a primeira fase segue a cinética de geração de NO2 acima, na medida em que a primeira fase da injeção de NO, a concentração local de NO, é mais alta (por exemplo, porque o NO ainda não se difundiu no fluxo de gás fresco para fornecer a dose de NO definida homogênea). A título de exemplo, ao injetar 5000 ppm de NO no circuito respiratório, no ponto de injeção, a concentração de NO é mais alta (por exemplo, aproximadamente 5000 ppm NO), pois o NO ainda não se difundiu com o fluxo de gás fresco. Após este ponto de injeção, o NO injetado e o fluxo de gás fresco se difundem, fazendo com que a concentração de NO diminua para uma concentração mais baixa (por exemplo, de 5000 ppm de NO para uma dose desejada de 20 ppm de NO).

[0089] Por conseguinte, uma abordagem para misturar rapidamente o NO e FGF é a utilização de um dispositivo de mistura colocado imediatamente a jusante ou próximo do ponto de injeção de NO, para assegurar que a corrente de gás combinada tenha uma concentração de NO homogênea logo que possível. Por exemplo, uma pluralidade de lâminas, chapas e/ou aletas pode ser colocada a jusante do ponto de injeção de NO para garantir a mistura imediata das duas correntes de gás. Podem usar-se 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 ou mais lâminas, placas e/ou aletas. As FIGS. 2A-C fornecem várias vistas de uma configuração exemplar de um dispositivo de mistura que tem quatro lâminas. As FIGS. 3A-C proporcionam várias vistas de uma configuração exemplar de um dispositivo de mistura com três aletas inclinadas. As FIGS. 4A-C fornecem várias vistas de uma configuração exemplar de um dispositivo de mistura tendo oito placas. As FIGS. 5A-C fornecem várias vistas de uma configuração exemplar de um dispositivo de mistura que tem quatro lâminas curvas. As FIGS. 6A-C proporcionam várias vistas de uma configuração exemplar de um dispositivo de mistura com quatro pás curvas e um canal de injeção numa seção cônica.

[0090] Quando uma pluralidade de lâminas, placas e/ou aletas é usada em um dispositivo de mistura, as lâminas, placas e/ou aletas podem ser colocadas em paralelo na mesma distância a jusante do ponto de injeção de NO e/ou podem ser colocadas em série em várias distâncias a jusante do ponto de injeção de NO. Por exemplo, cada lâmina, placa ou aleta pode ser colocada 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 60, 70, 80, 90 ou 100 cm a jusante do ponto de injeção de NO.

[0091] A presença de um dispositivo de mistura também pode ser usada para encurtar a distância entre o ponto de injeção de NO e um ou mais pontos de amostragem para monitorar a composição do gás combinado, como as concentrações de O2, NO e NO2. Por exemplo, o primeiro ponto de amostragem pode ser localizado 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 60, 70, 80, 90 ou 100 cm a jusante do dispositivo de mistura. Além disso, pode ser utilizada uma pluralidade de pontos de amostragem, tais como pontos de amostragem localizados a várias distâncias do ponto de injeção de NO. Podem ser utilizados 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30 ou mais pontos de amostragem. A distância entre os pontos de amostragem pode ser 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25 ou 30 cm. A pluralidade de pontos de amostragem pode ser usada para analisar separadamente a corrente de gás combinada como uma função do comprimento para baixo do circuito de respiração, ou duas ou mais amostragens podem ser combinadas para fornecer um meio para a composição do gás.

[0092] Além disso, a localização do ponto de injeção de NO no fluxo de gás fresco pode influenciar a redução da geração de NO2. Em modalidades exemplares, o ponto de injeção de NO pode estar localizado onde o tempo de residência da concentração elevada inicial é minimizado e/ou a concentração elevada inicial de NO é rapidamente dispersa. Por exemplo, o ponto de injeção de NO (por exemplo, alta concentração NO, 5000 ppm NO) pode ser localizada no centro do corpo anular ou como parte da seção cônica, para reduzir a quantidade de tempo que o NO permanece na concentração inicial alta. Por conseguinte, o ponto de injeção de NO pode ser localizado onde o NO será misturado rapidamente com o fluxo de gás fresco, minimizando assim o tempo de permanência da concentração elevada NO e reduzindo, por sua vez, o NO2 gerado. Apesar de não querer ser limitado por qualquer teoria em particular, acredita-se que a injeção do NO em um ponto no qual o fluxo de gás fresco tenha alta velocidade gerará menos NO2 do que outras técnicas tradicionais de injeção de NO na extremidade (ou seja, parede) do tubo onde o fluxo de gás fresco terá uma velocidade baixa.

[0093] A FIG. 7 ilustra uma distribuição de velocidade exemplar de um fluxo de gás dentro de um tubo. Como pode ser visto a partir da FIG. 7, o fluxo de gás tem a menor velocidade quando mais próximo do limite da extremidade (por exemplo, parede do tubo) e tem a maior velocidade mais distante do limite da extremidade. Por conseguinte, em algumas modalidades, o NO é injetado a uma distância do limite da extremidade onde a velocidade do gás é superior à velocidade do gás no ou próximo do limite da extremidade.

[0094] Em modalidades exemplares, para reduzir a geração de NO2, o ponto de injeção de NO no fluxo de gás fresco pode ser localizado onde o fluxo de gás fresco é acelerado na velocidade desejada. O acelerador pode agir para aumentar a velocidade do fluxo de gás fresco de uma extremidade de entrada para a extremidade de saída, e a porta de injeção localizada a uma distância da entrada na qual o fluxo de gás fresco aumentou para uma velocidade pretendida. O aumento na velocidade pode ser criado pela conversão da energia potencial do gás em energia cinética. A título de exemplo, a velocidade pode ser aumentada pela seção transversal de redução da seção cônica, na medida em que o gás flui de uma região de maior pressão para uma região de menor pressão. A velocidade do gás é proporcional à mudança na área da seção transversal e alteração na densidade do gás. Claro que outras técnicas para aumentar a velocidade são previstas.

[0095] Complicando ainda mais as possíveis soluções para minimizar a geração de NO2 quando injetam NO no circuito respiratório do ventilador, os ventiladores exigem que qualquer elemento (por exemplo, módulo injetor, dispositivo de minimização de NO2, etc.) usado com o circuito respiratório do ventilador não cause uma alteração substancial no perfil do fluxo inspiratório do ventilador (por meio de maior resistência ao fluxo ou aumento do volume compressível). De um modo geral, a queda de pressão permitida em todo o circuito respiratório pode ser de 6 cm de H2O em 30 SLPM para adultos, 6 cm de H2O em 15 SLPM para pediatria e 6 cm H2O em 2,5 SLPM para neonatos, inclusive de resistência à saída do ventilador. Em vista disso, a queda de pressão permitida no difusor deve ser minimizada. Por exemplo, o módulo injetor atual do INOmax DS está classificado em 1,5 cm de H2O em 60 SLPM. Por conseguinte, os sistemas e métodos da presente invenção minimizam o NO2 sem afetar o desempenho do ventilador e/ou causar quedas de pressão substanciais, alterações no perfil de fluxo e introdução de volumes compressíveis substanciais, por exemplo, que possam afetar as trocas gasosas de ventilação do paciente.

[0096] Em conformidade, em modalidades exemplares, o dispositivo de difusão pode ser configurado e dimensionado de modo que pelo menos o acelerador aumente a velocidade de colapso do fluxo de gás fresco ao menor fluxo de gás fresco esperado sem causar uma queda de pressão substancial no fluxo de gás fresco de pico mais elevado, não causar mudanças substanciais no perfil de fluxo do fluxo de gás fresco inspiratório e não criar um volume compressível substancial no circuito respiratório. Por exemplo, o diâmetro da boca e da garganta pode ser selecionado para aumentar a velocidade do FGF ao mesmo tempo em que minimiza o atraso nas mudanças de pressão e no fluxo de gás para um paciente. Para minimizar as mudanças na pressão, fluxo e volume compressível, o dispositivo de difusão pode incluir uma região para o fluxo de gás fresco contornar o acelerador. Por exemplo, o difusor pode incluir uma lacuna de contorno que pode estar localizada em torno da periferia do difusor e/ou acelerador.

[0097] Depois de usar as técnicas divulgadas neste documento para minimizar geração de NO2 na primeira fase (por exemplo, difundindo rapidamente o NO e o fluxo de gás fresco no ponto de injeção, etc.), o NO pode continuar a atravessar a região remanescente do circuito respiratório em, ou muito próximo de, a dose desejada (por exemplo1 a 80 ppm NO). Como esta dose de NO, ou dose muito próxima da programada desejada, atravessa a região restante do circuito de respiração, NO2 pode ser gerado (segunda fase); no entanto, como descrito acima, utilizando as técnicas descritas neste documento, a maior parte do NO2 que teria sido produzido será substancialmente minimizado, reduzindo substancialmente a quantidade total de NO2 gerado (por exemplo, NO2 imediato gerado e geração de NO2 latente).

[0098] Para mitigar ainda mais geração de NO2, o NO pode ser introduzido (por exemplo, no circuito respiratório do ventilador) tão próximo do paciente quanto tecnicamente viável para reduzir o tempo de contato, reduzindo o tempo em que NO e O2 estão em trânsito juntos, reduzindo parcialmente a formação de NO2. O tempo de conversão de NO2 é o tempo decorrido em que NO e oxigênio ficam em combinação antes de chegar ao paciente. O tempo de conversão de NO2 é, portanto, uma função das taxas de fluxo do ventilador (inspiratório e expiratório), da proporção ventilador I: E e do volume do circuito respiratório do ponto de injeção de NO até a extremidade da via aérea do paciente.

[0099] No entanto, como explicado acima, em modalidades exemplares, a geração de NO2 a jusante (ou seja, Fase 2) é muito menor que a geração de NO2 após injeção (Fase 1). Por conseguinte, em algumas modalidades, o gás contendo NO é injetado numa posição que está significativamente a montante do paciente, tal como vários pés do paciente, mas o NO2 pode estar em um nível aceitável (por exemplo, menos de 1 ppm). Exemplos de pontos de injeção de NO incluem aqueles a pelo menos 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10 pés a montante do paciente. Tais localizações podem ser a montante de uma peça "Y" de paciente, a montante de um umidificador, a montante de um nebulizador ou outras localizações a montante do paciente no circuito respiratório do ventilador.

[0100] Em várias modalidades, a segunda corrente de gás pode ser injetada em um ângulo na faixa de cerca de 60° a cerca de 120°, ou em um ângulo na faixa de cerca de 75° a cerca de 105°, ou cerca de 80° a cerca de 100°, ou cerca de 85° a cerca de 95°, ou a cerca de 90° em relação ao eixo do primeiro fluxo de gás.

[0101] Um aspecto da presente invenção refere-se a um dispositivo de injeção para injetar um gás de alta concentração em uma corrente de gás transversal.

[0102] Em uma ou mais modalidades, o dispositivo compreende uma porta de injeção que injeta a segunda corrente de gás perpendicularmente na primeira corrente de gás.

[0103] Em várias modalidades, uma concentração elevada de gás contendo NO pode estar no intervalo superior a 800 ppm de NO a cerca de 5000 ppm de NO ou cerca de 2000 ppm de NO a cerca de 4880 ppm de NO ou a cerca de 4880 ppm de NO. Os limites inferiores exemplares incluem cerca de 800 ppm, cerca de 1.000 ppm, cerca de 1.200 ppm, cerca de 1400 ppm, cerca de 1600 ppm, cerca de 1800 ppm, cerca de 2000 ppm, cerca de 2200 ppm, cerca de 2400 ppm, cerca de 2600 ppm, cerca de 2800 ppm, cerca de 3000 ppm, cerca de 3.200 ppm, cerca de 3.400 ppm, cerca de 3.600 ppm, cerca de 3.800 ppm, cerca de 4.000 ppm, cerca de 4.200 ppm, cerca de 4.400 ppm, cerca de 4.600 ppm e cerca de 4.800 ppm. Os limites superiores exemplares incluem cerca de 10.000 pm, cerca de 9.000 ppm, 8.000 ppm, 7.000 ppm, 6.500 ppm, 6.000 ppm, 5.500 ppm, 5.200 ppm, 5.000 ppm e 4.900 ppm. O gás que contém NO em concentração elevada de pode estar contido em um cilindro pressurizado a uma pressão no intervalo de cerca de 200 psig e cerca de 3000 psig, ou na faixa de cerca de 2000 psig e cerca de 2400 psig, ou cerca de 2200 psig e cerca de 2400 psig. É claro que outras fontes de alta concentração de NO são previstas.

[0104] As FIGS. 8A-B ilustram um dispositivo exemplar para difundir um fluxo de gás de baixo volume de alta concentração e um fluxo de gás de alto volume utilizando as técnicas descritas acima.

[0105] Numa ou mais modalidades, o dispositivo de difusão 100 compreende um corpo 110 que pode ser um corpo anular formado por um cilindro que tem uma parede 115 e uma região interna oca 118 (também referida como aberta). O corpo 110 pode ser configurado e dimensionado para conectar-se à tubulação em um circuito de respiração do ventilador (por exemplo,10, 15 e 22 mm), encaixar-se na tubulação do ventilador ou ter a tubulação do ventilador encaixada no corpo. Em várias modalidades, a extremidade de entrada do dispositivo compreende uma conexão macho configurada e dimensionada para unir-se a um tubo de ventilador, e a extremidade de saída compreende uma conexão fêmea configurada e dimensionada para unir a uma entrada de tubo de ventilação ou câmara de umidificação. Num exemplo não limitativo, a extremidade de entrada do dispositivo compreende uma ligação macho de 22 mm (OD) e a extremidade de saída compreende uma ligação fêmea de 22 mm (ID). Além disso, em várias modalidades, o dispositivo difusor 100 pode ser um componente ou parte de um módulo injetor que se acopla a um circuito respiratório de ventilador ou componente, como uma câmara umidificadora, como é conhecido na técnica.

[0106] Numa ou mais modalidades, o dispositivo difusor 100 compreende um corpo 110 que pode ser formas retangulares, cúbicas ou outras formas geométricas que são configuradas e dimensionadas para ligar a tubulação num circuito respiratório de ventilador (por exemplo, 10, 15 e 22 mm), e tendo uma região interna oca. Por conveniência, em modalidades em que o corpo compreende uma parede cilíndrica, o corpo é referido como um corpo anular no relatório descritivo.

[0107] Em uma ou mais modalidades, um corpo anular 110 pode ter um diâmetro externo 'A' em uma extremidade de entrada e/ou uma extremidade de saída. O diâmetro externo 'A' pode estar na faixa de cerca de 10 mm (0,394 pol.) a cerca de 25 mm (1,0 pol.) ou cerca de 22 mm (0,866 pol.), onde a tubulação do ventilador pode ser ajustada no OD da extremidade de entrada e dentro da ID da extremidade de saída. Em várias modalidades, um tubo de ventilador pode ser conectado a uma extremidade de entrada e/ou extremidade de saída de um dispositivo de difusão utilizando uma conexão de ajuste por fricção, como seria conhecido na técnica. Em várias modalidades, OD na extremidade de entrada pode ser a mesma ou diferente da OD da extremidade de saída.

[0108] Em uma ou mais modalidades, o corpo anular pode ter um diâmetro interno 'B' em uma extremidade de saída e/ou uma extremidade de entrada. O diâmetro interno 'B' pode estar na faixa de cerca de 10 mm (0,394 pol.) a cerca de 25 mm (1,0 pol.) ou cerca de 22 mm (0,866 pol.), onde a tubulação do ventilador pode ser ajustada dentro do ID da extremidade da entrada. Em várias modalidades, um tubo de ventilador pode ser conectado a uma extremidade de entrada e/ou extremidade de saída de um dispositivo de difusão utilizando uma conexão de ajuste por fricção, como seria conhecido na técnica. Em várias modalidades, a ID na extremidade de entrada pode ser a mesma ou diferente da ID da extremidade de saída.

[0109] Numa ou mais modalidades, o (s) gás (es) podem entrar na extremidade de entrada do dispositivo de difusão 100 e sair da extremidade de saída do dispositivo de difusão, onde o (s) gás (es) podem compreender uma mistura de gases respiráveis. Em várias modalidades, os gases respiráveis podem compreender ar ou ar e oxigênio adicional.

[0110] Em várias modalidades, a espessura de parede 'C' de uma parede cilíndrica 115 pode estar na faixa de cerca de 1 mm (0,040 pol.) a cerca de 3,175 mm (0,125 pol.) ou na faixa de cerca de 1 mm (0,040 pol.) a cerca de 2 mm (0,079 pol.), ou na faixa de cerca de 1,588 mm (0,0625 pol.) a cerca de 2,388 mm (0,094 pol.).

[0111] Numa ou mais modalidades, o dispositivo de difusão pode ter um comprimento "D" na faixa de cerca de 6,35 mm (0,25 pol.) a cerca de 41,3 mm (1,625 pol.), ou na faixa de cerca de 22,225 mm (0,875 pol.) a cerca de 41,275 mm (1,625 pol.) ou na faixa de cerca de 25,4 mm (1,00 pol.) a cerca de 38,1 mm (1,5 pol.).

[0112] Numa ou mais modalidades, um mamilo 190 para ligar um tubo de distribuição ao dispositivo de difusão pode sobressair da superfície exterior da parede cilíndrica 115. Em várias modalidades, o mamilo pode ter um diâmetro 'M' de 4,5 mm de diâmetro (0,177 ”) e sobressair da superfície exterior da parede cilíndrica 115 uma altura 'N' 8,7 mm (0,34 polegada). Em várias modalidades, o mamilo pode compreender farpas de mangueira para fixar um tubo de distribuição.

[0113] Numa ou mais modalidades, o dispositivo compreende ainda uma projeção 195 que se prolonga a partir da superfície interior da parede cilíndrica 115. Em várias modalidades, a projeção 195 pode prolongar uma distância radial 'P' para a região interna oca 118. Em várias modalidades, a projeção 195 pode estender-se até ou próximo do centro da região interna oca 118, o que seria metade da ID da parede 115. Em várias modalidades, a distância 'P' está ligeiramente abaixo da metade da ID, de modo que o gás contendo NO se projetará para fora do orifício do bico para o meio, onde a velocidade do gás FGF é maior do que na superfície interna da parede cilíndrica. Consequentemente, em várias modalidades, a diferença entre 'P' e 'B'/2 está na gama de cerca de 0,1 mm a cerca de 5 mm, ou cerca de 0,5 mm a cerca de 3 mm. Em modalidades exemplificativas, a diferença entre 'P' e 'B'/2 é de cerca de 1,5 mm, ou seja a projeção 195 termina a cerca de 1,5 mm do centro da região interna oca 118. Diferenças exemplificativas entre 'P' e 'B'/2 podem ter um limite inferior de cerca de 0,1 mm, cerca de 0,2 mm, cerca de 0,3 mm, cerca de 0,4 mm, cerca de 0,5 mm, cerca de 0,6 mm, cerca de 0,7 mm, cerca de 0,8 mm, cerca de 0,9 mm, cerca de 1 mm, cerca de 1,1 mm, cerca de 1,2 mm, cerca de 1,3 e cerca de 1,4 mm e limites superiores exemplificativos podem ser cerca de 5 mm, cerca de 4,5 mm, cerca de 4 mm, cerca de 3,5 mm, cerca de 3 mm 2,5 mm, cerca de 2,4 mm, cerca de 2,3 mm, cerca de 2,2 mm, cerca de 2,1 mm, cerca de 2 mm, cerca de 1,9 mm, cerca de 1,8 mm, cerca de 1,7 mm e cerca de 1,6 mm.

[0114] Em algumas modalidades, 'P' é fornecido como uma certa percentagem de 'B', tal como cerca de 50%, cerca de 49%, cerca de 48%, cerca de 47%, cerca de 46%, cerca de 45%, cerca de 40%, cerca de 35%, cerca de 30%, cerca de 25%, cerca de 20%, cerca de 15%, cerca de 10% ou cerca de 5% de 'B'. Em exemplos de modalidades, 'P' está entre cerca de 40% e cerca de 45% de 'B'.

[0115] Numa ou mais modalidades, as dimensões 'B', 'P', 'L', etc. podem ser selecionadas para alcançar as relações entre as dimensões e/ou relações desejadas entre as propriedades dos gases sob certas condições. Por exemplo, 'B' e 'L' podem ser selecionados de tal forma que para uma determinada concentração de gás de origem e uma dada dose de NO desejada (por exemplo 20 ppm), a velocidade do gás no FGF esperado mais baixo será aproximadamente igual à velocidade do gás contendo o NO. Como outro exemplo, 'B' e 'L' podem ser selecionados de tal forma que para uma determinada concentração de gás de origem, a velocidade do gás do FGF será similar à velocidade do gás contendo NO em uma faixa de doses desejadas de NO (por exemplo 5 ppm a 80 ppm). Como outro exemplo, 'B' e 'P' podem ser selecionados de tal forma que o gás contendo NO projete para fora do orifício do bico até uma distância da superfície interna da parede cilíndrica, tal como no centro ou próximo da região interior interna oca 118. Como outro exemplo, 'B' e 'P' podem ser selecionados de modo que o gás contendo NO projete para fora do orifício do bico para uma porção do FGF que tenha uma certa porcentagem da velocidade de pico do FGF, tal como 99%, 98%, 95%, 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60%, 55%, 50%, 45%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20% ou 10% do pico de velocidade do FGF.

[0116] Em várias modalidades, um canal de injeção 180 que leva a uma porta de injeção 185 pode ser formado no mamilo, onde o canal de injeção 180 tem um diâmetro interno de 'L'. Em várias modalidades, o diâmetro interno "L" pode estar na faixa de cerca de 0,8 mm (0,03125 pol.) a cerca de 2,4 mm (0,094 pol.) ou cerca de 1,6 mm (0,0625 pol.). Os limites inferiores ilustrativos incluem cerca de 0,5 mm, cerca de 0,6 mm, cerca de 0,7 mm, cerca de 0,8 mm, cerca de 0,9 mm, cerca de 1 mm, cerca de 1,1 mm, cerca de 1,2 mm, cerca de 1,3 mm, cerca de 1,4 mm, cerca de 1,5 mm e cerca de 1,6 milímetros. Os limites superiores exemplificativos incluem cerca de 4,75 mm, cerca de 4,5 mm, cerca de 4 mm, cerca de 3,5 mm, cerca de 3 mm, cerca de 2,5 mm, cerca de 2,4 mm, cerca de 2,29 mm, cerca de 2,2 mm, cerca de 2,1 mm, cerca de 2 mm, cerca de 1,9 mm, cerca de 1,8 mm, cerca de 1,7 mm e cerca de 1,6 mm. O canal de injeção fornece um caminho de fluxo para a entrega de um gás (por exemplo, NO) para a região interna oca 118 do dispositivo de difusão 100.

[0117] Numa ou mais modalidades, o dispositivo de difusão 100 não compreende um mamilo 190 que se projeta a partir do corpo 110, mas tem um conector fêmea no qual um tubo de fornecimento pode ser tapado, onde o conector fêmea permite que o tubo de distribuição seja ligado a comunicação fluida com o canal de injeção 180. Em várias modalidades, a ID do tubo de distribuição e o ID do canal de injeção são os mesmos e/ou têm uma área de secção transversal uniforme.

[0118] Numa ou mais modalidades, a porta de injeção 185 pode ser um orifício permitindo que um gás fluindo através do canal de injeção 180 para entrar na região interna oca 118 numa taxa e/ou velocidade desejada. Em várias modalidades, a porta de injeção pode ser uma abertura de dimensão fixa que pode ser igual ou diferente do diâmetro do canal de injeção, o que proporciona uma velocidade de fluxo pretendida relacionada com a taxa de fluxo. Em várias modalidades, mais do que uma porta de injeção 185 pode ser utilizada, tal como tendo múltiplas aberturas de injeção 185 ao longo do comprimento da projeção 195 e/ou tendo múltiplas projeções 195, com cada projeção 195 tendo uma ou múltiplas aberturas de injeção 185. Como estabelecido acima, as portas de injeção podem injetar o gás contendo NO em uma porção do FGF que está a uma distância do limite da aresta, de forma que o gás contendo NO seja injetado no FGF tendo uma alta velocidade, não uma porção do gás. FGF com velocidade zero ou baixa. Em algumas modalidades, quando são utilizadas mais do que uma porta de injeção 185, os diâmetros das portas de injeção 185 têm diâmetros menores do que os que seriam utilizados para uma única porta de injeção 185 para assegurar que a velocidade do gás contendo NO não é reduzida e é mantida proporcionalmente à velocidade do FGF.

[0119] Em algumas modalidades utilizando múltiplas portas de injeção 185, apenas uma ou algumas das portas de injeção 185 podem ser utilizadas de cada vez, com a seleção dependente da dose fixa de NO. Por exemplo, as múltiplas portas de injeção 185 podem ter diâmetros de orifício variáveis, sendo utilizado um diâmetro de orifício mais pequeno para doses de NO mais baixas e sendo utilizado um diâmetro de orifício maior para doses de NO mais elevadas. Desta forma, a relação entre as velocidades do gás contendo NO e o FGF pode ser mantida a uma razão constante, mesmo com diferentes doses fixas de NO. Em algumas modalidades, mais portas 185 são utilizadas em doses fixas mais elevadas de NO e menos portas de injeção 185 são utilizadas a doses fixas inferiores de NO, para adaptar as velocidades do gás contendo NO e o FGF para a proporção desejada. Noutras modalidades, todas as portas de injeção múltiplas 185 podem ser utilizadas concorrentemente. Em várias modalidades, múltiplas portas de injeção 185 podem ser múltiplas válvulas de controle proporcionais como parte do módulo injetor.

[0120] Em uma ou mais modalidades, uma válvula (não mostrada) e/ou orifício variável pode estar em comunicação fluida com a porta de injeção 185 e/ou pode estar localizada na porta de injeção 185. A válvula proporcional e/ou o orifício variável podem ser ajustados para controlar a velocidade do gás a ser injetado a partir do canal de injeção 180 para a região interna oca 118. Em várias modalidades, o tamanho de um orifício de válvula e/ou orifício variável e velocidade de gás sendo injetado através da porta de injeção 185 pode ser ajustado em relação à velocidade de FGF, onde a velocidade da válvula e do gás pode ser controlada através de um circuito de retroalimentação. Em várias modalidades, o circuito de retroalimentação pode compreender um sensor de fluxo capaz de medir o fluxo de gás fresco no circuito respiratório, onde o sensor de fluxo pode estar em comunicação elétrica com um módulo de controle que controla a dosagem de NO alimentado no módulo difusor 100 através do canal de injeção 180 e a válvula e/ou orifício variável ajustando a válvula e/ou orifício variável. Em uma ou mais modalidades, o difusor e o sensor de fluxo capazes de medir o fluxo de gás fresco são incorporados em uma única peça, como sendo parte integrante de um módulo de injeção.

[0121] Em uma ou mais modalidades, o módulo de difusão 100 compreende uma válvula de controle proporcional, um sensor de fluxo de NO e um sensor de fluxo FGF para medir o fluxo de gás fresco no circuito respiratório e fornecer um fluxo de gás contendo NO proporcional ao FGF para fornecer a dose desejada de NO. Em tais modalidades, a válvula de controle proporcional e/ou o sensor de fluxo podem ser eliminados do módulo de controle. Tal configuração pode eliminar um volume de gás comprimido entre o módulo de controle e o difusor, pois a válvula proporcional dentro do módulo de difusão 100 é usada como a válvula primária para regular o fluxo do gás contendo NO no circuito de respiração. Apesar de não querer estar limitado por qualquer teoria particular, acredita-se que ter uma válvula proporcional no módulo de difusão 100 e uma válvula proporcional no módulo de controle podem resultar no armazenamento de gás comprimido dentro do canal de injeção e no tubo de distribuição de NO no final de cada ciclo inspiratório, e que este gás comprimido pode então descomprimir, permitindo que uma quantidade de gás contendo NO entre no circuito respiratório e causando superdistribuição de NO. Este problema potencial pode ser ampliado com alta concentração de NO, devido ao menor volume de distribuição. Por conseguinte, substituindo uma válvula de controle proporcional no módulo de difusão 100 para a válvula de controle proporcional no módulo de controle pode reduzir ou eliminar o impacto deste potencial problema.

[0122] Em uma ou mais modalidades, o gás contendo NO é injetado no FGF como uma pluralidade de pulsos de uma ou mais portas de injeção 185. A pluralidade de pulsos pode ser usada para fornecer uma velocidade maior do gás contendo NO do que se o fluxo do gás contendo NO fosse constante. Ao fornecer pulsos (por exemplo Fluxo NO (OFF-ON-OFF- ON), uma maior vazão volumétrica instantânea de NO pode ser fornecida com um aumento correspondente na velocidade instantânea do NO, sem fornecer uma vazão volumétrica média maior do que a necessária para fornecer a concentração desejada de NO no gás combinado corrente. Por exemplo, se o sistema detectasse um baixo fluxo de polarização de FGF (por exemplo 0,5 SLPM), o NO pode ser fornecido como uma pluralidade de pulsos de alta velocidade para manter a quantidade correta de volume de gás contendo NO durante esta fase. Desta forma, o sistema de distribuição NO pode utilizar a modulação por largura de pulso do fluxo de NO (por exemplo durante o fluxo expiratório contínuo) para manter uma maior velocidade do gás de NO em proporção à velocidade do gás FGF, enquanto mantém a taxa de fluxo média de NO desejada ou concentração de dose fixa.

[0123] Durante a fase expiratória apenas a distribuição de fluxo de pico alto pulsátil para aumentar a velocidade de saída do NO. Para manter a quantidade correta de volume de gás durante esta fase. O fluxo pulsátil seria Off-ON-Off-On para atender a vazão média necessária para atender a Dose do conjunto. Modulação por largura de pulso do fluxo de NO.

[0124] Os aspectos da invenção também se relacionam com o método de difusão de um gás de alta concentração numa corrente de gás transversal compreendendo passar pelo menos uma porção de um primeiro gás longitudinalmente através de uma região interna oca de um corpo tendo uma superfície interna envolvendo a região interna oca e passando uma segunda corrente de gás através de um canal de injeção para uma porta de injeção projetada na região interna oca do corpo, em que a segunda corrente de gás entra e pelo menos parcialmente se difunde com a primeira corrente de gás dentro da região interna oca.

[0125] As FIGS. 8C-D ilustram outro dispositivo exemplificativo para difundir um fluxo de gás de baixo volume de alta concentração e um fluxo de gás de alto volume utilizando as técnicas descritas acima. Naturalmente, outras configurações capazes de difundir um fluxo de gás de baixo volume de alta concentração e um fluxo de gás de alto volume usando as técnicas acima são previstas. As dimensões são exemplificativas para um difusor nominal de 22 mm para utilização com circuitos/acessórios respiratórios para adultos. Deve-se observar que os exemplos não limitativos de dimensões e/ou configurações são destinadas a circuitos respiratórios adultos padrão, e as dimensões e proporções do dispositivo podem ser ajustadas para aplicações envolvendo circuitos respiratórios padrão de neonatos, circuitos respiratórios pediátricos padrão ou outros circuitos respiratórios de tamanho não padronizado sem experimentação indevida.

[0126] Numa ou mais modalidades, o dispositivo difusor 100 compreende um corpo anular 110 que pode ser um cilindro tendo uma parede e uma região interna oca. O corpo pode ser configurado e dimensionado para conectar-se à tubulação em um circuito de respiração do ventilador (10, 15 e 22 mm), encaixar-se na tubulação do ventilador ou ter a tubulação do ventilador encaixada no corpo. Em várias modalidades, a extremidade de entrada do dispositivo compreende uma conexão macho configurada e dimensionada para unir-se a um tubo de ventilador, e a extremidade de saída compreende uma conexão fêmea configurada e dimensionada para unir a uma entrada de tubo de ventilação ou câmara de umidificação. Num exemplo não limitativo, a extremidade de entrada do dispositivo compreende uma ligação macho de 22 mm (OD) e a extremidade de saída compreende uma ligação fêmea de 22 mm (ID). Além disso, o dispositivo difusor 100 pode ser um componente ou parte de um módulo injetor que se acopla a um circuito respiratório de ventilador, como é conhecido na técnica.

[0127] Em uma ou mais modalidades, o corpo anular 110 pode ter um diâmetro externo 'A' em uma extremidade de entrada e/ou uma extremidade de saída. O diâmetro externo 'A' pode estar na faixa de cerca de 10 mm (0,394 pol.) a cerca de 25 mm (1,0 pol.) ou cerca de 22 mm (0,866 pol.), onde a tubulação do ventilador pode ser ajustada no OD da extremidade de entrada e dentro da ID da extremidade de saída. Em várias modalidades, um tubo de ventilador pode ser conectado a uma extremidade de entrada e/ou extremidade de saída de um dispositivo de difusão utilizando uma conexão de ajuste por fricção, como seria conhecido na técnica.

[0128] Em uma ou mais modalidades, o corpo anular pode ter um diâmetro interno 'B' em uma extremidade de saída e/ou uma extremidade de entrada. O diâmetro interno 'B' pode estar na faixa de cerca de 10 mm (0,394 pol.) a cerca de 25 mm (1,0 pol.) ou cerca de 22 mm (0,866 pol.), onde a tubulação do ventilador pode ser ajustada dentro do ID da extremidade da entrada. Em várias modalidades, um tubo de ventilador pode ser conectado a uma extremidade de entrada e/ou extremidade de saída de um dispositivo de difusão utilizando uma conexão de ajuste por fricção, como seria conhecido na técnica.

[0129] Numa ou mais modalidades, o (s) gás (es) podem entrar na extremidade de entrada do dispositivo de difusão 100 e sair da extremidade de saída do dispositivo de difusão, onde o (s) gás (es) podem compreender uma mistura de gases respiráveis. Em várias modalidades, os gases respiráveis podem compreender ar ou ar e oxigênio adicional.

[0130] Em várias modalidades, a espessura de parede 'C' de um dispositivo de difusão 100 pode estar na faixa de cerca de 1 mm (0,040 pol.) a cerca de 3,175 mm (0,125 pol.) ou na faixa de cerca de 1 mm (0,040 pol.) a cerca de 2 mm (0,079 pol.), ou na faixa de cerca de 0,0625 a cerca de 0,094.

[0131] Numa ou mais modalidades, o dispositivo de difusão pode ter um comprimento "D" na faixa de cerca de 6,35 mm (0,25 pol.) a cerca de 41,3 mm (1,625 pol.), ou na faixa de cerca de 22,225 mm (0,875 pol.) a cerca de 41,275 mm (1,625 pol.) ou na faixa de cerca de 25,4 mm (1,00 pol.) a cerca de 38,1 mm (1,5 pol.).

[0132] Numa ou mais modalidades, o dispositivo compreende ainda uma secção afunilada 150 que compreende uma parede, que pode ter um cone truncado, um funil ou uma forma de sino, onde a secção afunilada 150 se estreita a partir de uma extremidade de diâmetro interior "E" (entrada) com um diâmetro interno 'F' numa segunda extremidade (saída) oposta à primeira extremidade, em que a abertura na primeira extremidade (entrada) tem um diâmetro maior do que a abertura na segunda extremidade (saída). Em várias modalidades, a primeira extremidade tendo um diâmetro maior é uma boca 152, e a segunda extremidade tendo o diâmetro menor é uma garganta 158.

[0133] Em uma ou mais modalidades, um acelerador pode compreender uma secção cônica ou uma secção cônica bidirecional.

[0134] Em várias modalidades, o diâmetro interno 'E' na boca 152 pode estar na faixa de cerca de 14 mm (0,511 pol.) a cerca de 18 mm (0,709 pol.) ou cerca de 16,03 mm (0,631 pol.).

[0135] Em várias modalidades, o diâmetro interno 'F' na garganta 158 pode estar na faixa de cerca de 3,17 mm (0,125 pol.) a cerca de 9,5 mm (0,375 pol.) ou cerca de 6,35 mm (0,250 pol.).

[0136] Numa ou mais modalidades, a secção afunilada 150 pode ter um comprimento 'I' desde a borda dianteira da boca 152 à borda posterior da garganta 158. Em várias modalidades, o comprimento 'I' da secção afunilada 150 pode estar na faixa de cerca de 8 mm (0,315 pol.) a cerca de 13 mm (0,519 pol.) ou cerca de 10,3 mm (0,405 pol.).

[0137] Numa ou mais modalidades, a superfície interior da secção cônica forma um canto aguçado na borda anterior da boca 150, pelo que não existem superfícies planas perpendiculares ao eixo da secção cônica. Em várias modalidades, a parede da secção cônica pode ter uma espessura na gama de cerca de 1 mm a cerca de 2 mm ou cerca de 1,5 mm.

[0138] Numa ou mais modalidades, a secção afunilada 150 pode estar localizada dentro do corpo 110 do dispositivo de difusão 100. Em várias modalidades, a secção cônica pode ser suspensa a partir de uma parede cilíndrica 115 do corpo anular 110 por um suporte 160, em que o suporte 160 pode prolongar-se a partir de uma superfície interna da parede cilíndrica 115 para a região interna aberta 118. Em várias modalidades, o corpo anular 110, secção afunilada 150, e suporte que une a secção afunilada 150 ao corpo anular pode ser uma peça integral, onde o corpo anular 110, secção afunilada 150, e suporte 160 são moldados como uma única peça, então os componentes compreendem uma única construção unitária. Em várias modalidades, a secção afunilada 150 e o corpo anular 110 são coaxiais. Numa ou mais modalidades, a projeção 195 pode formar o suporte 160 interligando o corpo 110 e a seção afunilada 150.

[0139] Numa ou mais modalidades, pode haver um intervalo 151 entre o aro da boca 152 e a superfície interior da parede cilíndrica 115, onde a faixa 151 tem um tamanho G na faixa de cerca de 0,5 mm (0,02 pol.) a cerca de 3 mm (0,118 pol.), que fornece uma abertura ao redor do aro da boca 152. Em várias modalidades, a abertura permite que pelo menos uma porção do (s) gás (es) de entrada atravesse a secção afunilada (150) fluindo ao longo da periferia da região interna e em torno da secção afunilada (150).

[0140] Numa ou mais modalidades, a abertura tem uma área de secção transversal na gama de cerca de 9,5% a cerca de 19,0% da área de secção transversal da região interna

[0141] Numa ou mais modalidades, o intervalo 151 tem uma área de secção na gama de cerca de 15% a cerca de 35% da área transversal da região interna definida como diâmetro B é de 20mm.

[0142] Numa ou mais modalidades, a secção afunilada 150 pode ser uma distância "H" da borda anterior do corpo anular 110. Em várias modalidades, a distância "H" da borda anterior do corpo anular 110 pode estar na faixa de 3,175 mm (0,125 pol.) a cerca de 12,7 mm (0,50 pol.). Em várias modalidades, a dimensão H pode ser reduzida para, desse modo, minimizar o tamanho e peso do dispositivo.

[0143] Numa ou mais modalidades, a secção afunilada 150 pode estar a uma distância "J" da borda posterior do corpo anular 110. Em várias modalidades, a distância "J" da borda posterior do corpo anular 110 pode estar na faixa de 3,175 mm (0,125 pol.) a cerca de 12,7 mm (0,50 pol.) em várias modalidades, a dimensão J pode ser reduzida para assim minimizar o tamanho e peso do dispositivo.

[0144] Numa ou mais modalidades, um mamilo 190 para ligar um tubo de distribuição ao dispositivo de difusão pode sobressair da superfície exterior da parede cilíndrica 115. Em várias modalidades, o mamilo pode ter um diâmetro 'M' de cerca de 4,5 mm de diâmetro (0,177 pol.) e sobressair da superfície externa da parede cilíndrica 115 uma altura 'N' de cerca de 8,7 mm (0,34 pol.).

[0145] Em várias modalidades, um canal de injeção 180 que leva a uma porta de injeção pode ser formada no mamilo, onde o canal de injeção 180 tem um diâmetro interno de 'L'. Em várias modalidades, o diâmetro interno "L" pode estar na faixa de cerca de 0,8 mm (0,03125 pol.) a cerca de 2,4 mm (0,094 pol.) ou cerca de 1,6 mm (0,0625 pol.).

[0146] Numa ou mais modalidades, a abertura que forma a porta de injeção 185 na extremidade interna do canal de injeção 180 pode estar localizada próximo da região onde a velocidade do gás fresco é maximizada no dispositivo difusor (por exemplo uma distância 'K' da extremidade de saída da secção cônica 150. Em várias modalidades, a distância "K" pode estar no intervalo de cerca de 2 mm (0,787 pol.) a cerca de 5 mm (0,197 pol.) ou cerca de 3 mm (0,118 pol.) da extremidade de saída da secção cônica 150).

[0147] Em uma ou mais modalidades, a porta de injeção de NO pode terminar na parede da garganta, ou um tubo de extensão pode se projetar mais para dentro da garganta a partir da superfície interna da secção cônica. Em várias modalidades, o tubo de extensão pode projetar-se no centro da garganta.

[0148] Em uma ou mais modalidades, a porta de injeção pode estar a 6,81 mm da borda anterior da secção cônica.

[0149] Numa ou mais modalidades, a secção cônica pode ser suspensa dentro de uma porção cilíndrica oca de um invólucro, em que o invólucro está adaptada para ligar à tubagem do ventilador. Em várias modalidades, o invólucro pode ter uma forma diferente de cilíndrica ou anular ao mesmo tempo em que tem uma configuração de entrada e saída e dimensão para ligar a um tubo de ventilador adequado. Por exemplo, um alojamento retangular de um dispositivo de difusão pode ter aberturas de entrada e de saída cilíndricas com um ID para ligar à tubagem.

[0150] Em uma ou mais modalidades, um dispositivo de difusão pode ser utilizado em um circuito de ventilador, com uma cânula nasal ou com uma máscara facial.

[0151] FIG. 9A ilustra uma modalidade exemplificativa de uma secção cônica 300 tendo uma forma de funil.

[0152] Em uma ou mais modalidades, a seção afunilada em forma de funil 300 tem uma superfície interna que é convexa, e direciona gás (es) entrando na boca 320 em direção à garganta 310. Em várias modalidades, o contorno convexo da superfície interna pode ter uma curvatura constante ou uma curvatura variável.

[0153] FIG. 9B ilustra uma modalidade exemplificativa de uma secção cônica 340 que tem uma forma de cone.

[0154] Em uma ou mais modalidades, a secção afunilada em forma de cone 340 tem uma superfície interna que é reta da boca 320 da seção afunilada 340 para a garganta 310, e direciona gás (es) entrando na boca 320 em direção à garganta 310.

[0155] FIG. 9C ilustra uma modalidade exemplificativa de uma secção cônica 370 com uma forma de sino, em que a forma de sino pode ter uma curvatura constante ou uma curvatura variável.

[0156] Em várias modalidades, uma secção afunilada, como representada em 300, 340 e 370, pode ser unida à garganta e à garganta para fornecer uma secção cônica bidirecional para permitir a inserção e utilização num circuito de ventilação em qualquer orientação. FIG. 10 ilustra uma modalidade exemplificativa de uma secção cônica bidirecional. Uma secção cônica bidirecional 700 pode compreender duas secções cônicas 150 acopladas nas suas gargantas, onde a válvula de injeção fornece a injeção de um gás na porção mais estreita da secção cônica bidirecional 700. Em várias modalidades, as duas secções afuniladas podem ser acopladas numa garganta compreendendo uma secção cilíndrica 740. Em várias modalidades, a porta de injeção estaria localizada onde as duas secções cônicas se juntam, e a velocidade do FGF deveria estar no máximo à taxa de FGF esperada mais baixa. Em algumas modalidades, é utilizada uma secção cônica em ambientes em que se prevê que a taxa de FGF seja baixa, por exemplo menos de 2 SLPM.

[0157] Em uma ou mais modalidades, a secção cônica em forma de sino 370 tem uma superfície interna que é côncava, e direciona gás (es) entrando na boca 320 em direção à garganta 310.

[0158] FIG. 11 ilustra uma secção cônica ilustrativa 400 que representa um contorno de uma superfície interior de uma parede de secção cônica 415.

[0159] Princípios e modalidades da presente invenção também se referem a dispositivo difusor compreendendo uma secção cônica 400 compreendendo uma área de secção transversal decrescente que aumenta a velocidade do fluxo de gás após a porta de injeção e saindo da garganta, de modo que um gás de alta concentração é rapidamente disperso e difundido com o gás do ventilador.

[0160] Numa ou mais modalidades, a secção afunilada 400 pode ser um tubo axialmente simétrico com uma área de secção transversal variável, em que a área está diminuindo da área da boca para a área da garganta. Em várias modalidades, a parede 415 pode ter um contorno reto, parabólico, hiperbólico, catenoidal ou funil.

[0161] Em uma ou mais modalidades, a seção afunilada 400 pode compreender uma seção cilíndrica 440 com um diâmetro constante e área de seção transversal que se estende um comprimento 'P' do ponto em que a área da seção transversal está no mínimo, e/ou inclinação da secção cônica torna-se 0 (zero) (ou seja, horizontal).

[0162] Em várias modalidades, a secção cônica cria um gradiente de pressão crescente, pelo que a separação de fluxo ou limite não pode ocorrer devido ao gradiente de pressão favorável. Evitar a separação dos limites também evita regiões de fluxo reverso e vórtices que podem esgotar a energia do fluxo de gás e aumentar a resistência do fluxo. A queda de pressão para uma vazão volumétrica de 60 SLPM pode ser de aproximadamente 0,65 cm H2O, e a 30 SLPM pode ser de aproximadamente 0,16 cm H2O.

[0163] Em uma ou mais modalidades, o contorno da parede de secção cônica 430 tem uma curvatura constante com um raio R1, onde R1 pode estar na faixa de 7,5 mm (0,296 pol.) a cerca de 8,3 mm (0,328 pol.) ou cerca de 7,6 mm (0,299 pol.).

[0164] Um aspecto da presente invenção refere-se a um método de difusão de um gás de alta concentração em uma corrente de gás transversal.

[0165] FIG. 12 ilustra uma modalidade exemplificativa de um segundo gás que passa através de um canal de injeção 180 para um primeiro gás que passa através de uma secção afunilada 150. (Os fluxos de gás são indicados por setas retas e curvas).

[0166] Numa ou mais modalidades, pelo menos uma porção de um primeiro gás entra num dispositivo difusor 100 e passa através de uma secção afunilada 150 compreendendo uma parede 155 tendo uma espessura, uma superfície exterior e uma superfície interna, tendo uma extremidade de entrada um primeiro diâmetro e uma extremidade de saída tendo um segundo diâmetro oposto à extremidade de entrada, em que o segundo diâmetro é menor do que o primeiro diâmetro; e passar uma segunda corrente de gás através de um canal de injeção 180 para uma porta de injeção 185 na superfície interior da secção afunilada 150. Em várias modalidades, a segunda corrente de gás entra e, pelo menos parcialmente, difunde-se com a primeira corrente de gás dentro da secção afunilada 150. Em várias modalidades, a injeção do segundo gás a uma taxa de fluxo e velocidade pretendidos no fluxo do primeiro gás cria uma difusão suficiente no ponto de contato ou confluência das duas correntes gasosas. Em várias modalidades, a taxa de fluxo volumétrica pretendida do segundo gás (NO a 1-80 ppm) pode estar no intervalo de cerca de 0,1 SMLPM a cerca de 33,3 SMLPM para 4880 ppm NO, em que a taxa de fluxo volumétrica do segundo gás (NO) é proporcional à taxa de fluxo volumétrica do primeiro gás (FGF) quando a primeira taxa de fluxo de gás se encontra na gama de cerca de 0,5 SLPM a cerca de 2,0 SLPM.

[0167] Numa ou mais modalidades, pelo menos uma parte do primeiro gás passa ao redor de pelo menos uma porção da superfície externa da secção cônica, em que a secção afunilada 150 está dentro de um corpo anular 110 tendo uma superfície externa e uma superfície interna, e um diâmetro interno maior que o primeiro diâmetro da secção cônica. Em várias modalidades, pelo menos uma porção do primeiro gás passa através da abertura 151 entre o aro 153 da boca 152 e a superfície interior da parede cilíndrica 115.

[0168] Em uma ou mais modalidades, o primeiro gás é um gás respirável que compreende N2 molecular e O2molecular e o segundo gás é composto por NO molecular e N2molecular.

[0169] Em uma ou mais modalidades, o primeiro gás é fornecido por um ventilador a uma taxa de fluxo na faixa de cerca de 0 litros por minuto (SLPM) a cerca de 120 litros por minuto (SLPM). Em alguns casos, como descrito neste documento, durante o fluxo expiratório, pode haver fluxos na faixa de 0,5 SLPM a 2 SLPM que podem resultar na geração de NO2 mais alto. Por conseguinte, pelo menos em alguns casos, as técnicas divulgadas podem ser dirigidas para estas taxas de fluxo inferiores.

[0170] Em várias modalidades, a concentração de NO no segundo gás está na gama de mais de 800 ppm a cerca de 5000 ppm, ou cerca de 2000 ppm a cerca de 4880 ppm, ou cerca de 4800 ppm.

[0171] Em uma ou mais modalidades, a taxa de fluxo do segundo gás é linearmente proporcional à taxa de fluxo do primeiro gás.

[0172] Em uma ou mais modalidades, a segunda corrente de gás inicialmente entra na primeira corrente de gás em um ângulo na faixa de cerca de 60° a cerca de 120°, ou em um ângulo na faixa de cerca de 75° a cerca de 105°, ou cerca de 80° a cerca de 100°, ou cerca de 85° a cerca de 95°, ou a cerca de 90° em relação ao eixo do primeiro fluxo de gás. Em várias modalidades, o segundo gás pode ser injetado perpendicularmente à primeira corrente de gás, onde as duas correntes de gás perpendiculares atuam para conferir turbulência no ponto de contato, para reduzir os níveis de NO2 até um valor igual ou inferior à quantidade gerada pela atual terapia de 800ppm.

[0173] Sem ser limitado pela teoria, acredita-se que a difusão suficiente resulta quando o FGF é impingido pela interseção do fluxo de NO, onde o NO e o FGF têm velocidade suficiente nos fluxos contínuos do ventilador. Além disso, uma saída anular curta logo após o ponto de injeção de NO pode permitir uma rápida divergência do gás FGF uma vez comprimido dentro da secção cônica, agora combinada com NO, para sair abruptamente e livremente se difundir com o fluxo de derivação ao redor da secção cônica.

[0174] Numa ou mais modalidades, o segundo gás sai da porta de injeção 185 a uma taxa de fluxo na gama de cerca de 0,1 mililitros por minuto (SMLPM) a cerca de 6,3 SLPM, ou cerca de 0,05 mililitros por minuto (SMLPM) a cerca de 2 SLPM, ou cerca de 1,0 mililitros por minuto (SMLPM) a cerca de 1 SLPM. Um fluxo de gás de 2 SLPM tem uma velocidade de aproximadamente 0,42 metros/seg através de um canal de injeção e porta de injeção com um ID de 0,16 cm um gás com esta velocidade não sofreria uma compressão perceptível a esta velocidade quando passa através do dispositivo de difusão, que é inferior a 0,2 x a velocidade do som (ou seja, Número de Mach <0,2). Um fluxo de gás de 0,5 SLPM tem uma velocidade de aproximadamente 0,10 metros/seg através de um canal de injeção e porta de injeção com um ID de 0,16 cm. Pode ser útil gerir conversão de NO2 durante períodos de taxas de fluxo muito baixas do ventilador (por exemplo, fluxo contínuo durante a exalação <2 SLPM), aumento das concentrações de oxigênio (FiO2 > 60%) e maior dose definida de NO (> 20 ppm).

[0175] Numa ou mais modalidades, a velocidade do primeiro gás é maior no segundo diâmetro da secção afunilada 150 do que a velocidade do primeiro gás no primeiro diâmetro da secção afunilada 150.

[0176] Numa ou mais modalidades, a velocidade do primeiro gás é maior no segundo diâmetro da secção cônica do que a velocidade do primeiro gás no primeiro diâmetro da secção cônica, em que o segundo gás entra no primeiro gás num ponto de maior velocidade. Em várias modalidades, a secção cônica gera um aumento da velocidade do gás e gradiente de pressão para o meio do corpo anular, de tal modo que a maior velocidade do gás é ao longo do eixo da secção afunilada 150. Por exemplo, uma redução da secção cônica 150 ID de 1,6 cm na boca a 0,635 cm na garganta resultaria em um aumento na primeira velocidade do gás. Em alguns casos, a relação entre a entrada e a velocidade do gás de saída é proporcional à proporção entre as áreas de entrada e saída.

[0177] Como pode ser visto na FIG. 12, o segundo gás entra no primeiro gás no orifício de injeção 185, que está mais perto da garganta da secção afunilada 150, e onde a velocidade do primeiro fluxo de gás aumentou em comparação com a primeira velocidade de gás na boca da secção afunilada.

[0178] FIG. 13 ilustra uma modalidade exemplificativa de um dispositivo de difusão 100 inserido num circuito de ventilador 600. Em várias modalidades, o sistema de ventilação pode fornecer oxigênio inspirado fracional elevado (> 21%) (FiO2) concentrações e doses de NO para pacientes em ventilação mecânica. A concentração de oxigênio nos circuitos do ventilador do paciente pode variar de ar medicinal (21% O2) para oxigênio medicinal (100% O2), mas geralmente são elevados para 60% para pacientes que recebem terapia com INO. O NO em uma alta concentração de fonte de gás NO 610 pode ser diluído com nitrogênio N2.

[0179] Em uma ou mais modalidades, um dispositivo de difusão 100 (por exemplo, como componente num módulo injetor 605, a jusante de um sensor de fluxo 615 capaz de medir o fluxo de gás fresco no circuito respiratório, etc.) pode ser ligado a uma comunicação fluida com a tubagem de ventilador proveniente de um ventilador 630. O ventilador pode ser conectado a e em comunicação fluida com uma fonte de gás fresco 620. O módulo de difusão 100 também pode ser ligado a uma comunicação fluida com um módulo de controle 640 que controla a dosagem de NO introduzida no módulo de difusão 100. O módulo de controle 640 pode ser conectado a e em comunicação fluida com uma fonte de gás NO 610. Em várias modalidades, a fonte de gás fresco 620 e a fonte de gás NO 610 podem ter reguladores para controlar a pressão dos cilindros. Em várias modalidades, o dispositivo de difusão pode estar ligado a e em comunicação fluida com um umidificador 650 que adiciona conteúdo de vapor de água ao fluxo de gás inspiratório para o paciente. Em várias modalidades, a distância do dispositivo de difusão 100 ao paciente pode ser de aproximadamente 1 metro. Em várias modalidades, o umidificador pode ter um volume compressível de cerca de 280 ml. Em várias modalidades, o dispositivo de difusão 100 e o sensor de fluxo 615 são parte integrante do módulo de injeção 605.

[0180] Numa ou mais modalidades, o dispositivo de difusão difunde o fluxo de entrada de gás fresco proveniente do ventilador 630 e da fonte de gás fresco 620 com o gás contendo NO proveniente da fonte de gás 610 fluindo através do módulo de controle 640. O fluxo de gás a ser distribuído ao paciente pode ser amostrado num T de amostragem 660 inserido a jusante do umidificador 650 e/ou dispositivo de difusão 100. Em várias modalidades, concentrações de NO, NO2e/ou O2 concentrações podem ser monitoradas antes de chegar ao paciente. O tê de amostragem 600 pode ser colocado em várias posições no circuito de respiração, dependendo da rapidez com que o gás contendo NO e o FGF se combinam para fornecer um fluxo de gás homogêneo na dose estabelecida. Além disso, pode ser utilizada uma pluralidade de pontos de amostragem, tais como pontos de amostragem localizados a várias distâncias do ponto de injeção de NO. Podem ser utilizados 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30 ou mais pontos de amostragem. A distância entre os pontos de amostragem pode ser 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25 ou 30 cm. A pluralidade de pontos de amostragem pode ser usada para analisar separadamente a corrente de gás combinada como uma função do comprimento para baixo do circuito de respiração, ou duas ou mais amostragens podem ser combinadas para fornecer um meio para a composição do gás.

[0181] Como explicado nos Exemplos abaixo, foi surpreendentemente verificado que um aumento na temperatura diminui a quantidade de NO2 que é gerado sob condições semelhantes. Por conseguinte, as modalidades da presente invenção também se relacionam com a minimização do NO2 geração por aquecimento de uma ou mais porções do sistema de fornecimento de NO e/ou circuito do ventilador. Apesar de não querer estar vinculado a qualquer teoria em particular, acredita-se que um aumento na temperatura do gás pode aumentar a energia cinética disponível com as moléculas de gás, o que pode promover a mistura inicial resultando em redução de NO2 adicional.

[0182] Por exemplo, um elemento de aquecimento pode ser adicionado ao sistema de administração de NO, a tubulação do sistema de fornecimento de NO ao módulo de injeção, o módulo de injeção e/ou a tubulação do ramo inspiratório do circuito de ventilação e/ou pode ser colocada em qualquer outro local a montante, a jusante ou no ponto de injeção. O elemento de aquecimento pode ser um umidificador aquecido ou pode ser um componente de aquecimento dedicado. Elementos de aquecimento exemplificativos incluem, mas não estão limitados a um dispositivo de arrefecimento termoelétrico ou um elemento de aquecimento resistivo. Um elemento de aquecimento no sistema de distribuição de NO pode ajudar a minimizar o NO2 gerado internamente dentro do sistema de distribuição de NO. Da mesma forma, os elementos de aquecimento colocados em, e/ou em comunicação térmica com a tubulação que fornece o NO ao módulo do injetor e do módulo do injetor ao paciente podem ajudar a minimizar a geração de NO2 nesses pontos.

[0183] Em várias modalidades, o elemento de aquecimento pode aquecer o gás de fonte de NO e/ou o NO e FGF combinados até uma temperatura desejada. Temperaturas exemplificativas incluem, mas não estão limitadas a cerca de 25°C, cerca de 26°C, cerca de 27°C, cerca de 28°C, cerca de 29°C, cerca de 30°C, cerca de 31°C, cerca de 32°C, cerca de 33°C, cerca de 34°C, cerca de 35°C, cerca de 36°C, cerca de 37°C, cerca de 38°C, cerca de 39°C, cerca de 40°C, cerca de 45°C ou cerca de 50°C. EXEMPLOS

[0184] A presente invenção é ainda descrita por meio dos exemplos apresentados abaixo. A utilização de tais exemplos é apenas ilustrativa e não limita de modo algum o âmbito e significado da invenção ou de qualquer termo exemplificado. Do mesmo modo, a invenção não está limitada a quaisquer modalidades preferidas particulares descritas neste documento. De fato, muitas modificações e variações, da invenção serão evidentes para os versados na técnica após a leitura deste relatório descritivo. A invenção é, portanto, limitada apenas pelos termos das reivindicações anexas, juntamente com o escopo completo dos equivalentes aos quais as reivindicações têm direito. EXEMPLO 1 - NO2 COMPARAÇÃO DO SISTEMA DE GERAÇÃO

[0185] Um sistema de distribuição de NO utilizando uma concentração elevada de fonte de NO (por exemplo 4880 ppm) e um módulo injetor com um difusor exemplificativo como descrito neste documento (por exemplo um difusor como mostrado nas FIGS. 8A-B) foi comparado com um sistema convencional de administração de NO utilizando uma baixa concentração de fonte de NO (por exemplo 800 ppm) e um módulo injetor convencional. O FGF foi fornecido por um ventilador neonatal com parâmetros ventilatórios exemplificativos (por exemplo taxa respiratória de 40, volume corrente de 30 ml, FiO2 de 60%, fluxo contínuo de 0,5 SLPM, etc.). Como pode ser visto a partir da FIG. 14, o sistema de alta concentração de fontes de NO utilizando um difusor (Sistema 2) produziu uma quantidade comparável de NO2 como o sistema convencional de administração de NO a uma concentração de fonte de NO inferior (Sistema 1), apesar de uma concentração de fonte de NO significativamente mais alta.

[0186] O sistema 1 e o sistema 2 também foram comparados a um sistema de liberação de NO utilizando uma alta concentração de fonte de NO (por exemplo 4880 ppm) e um módulo injetor com um acelerador exemplificativo, como descrito neste documento (por exemplo um acelerador como mostrado nas FIGS. 8C-D), que é designado Sistema 3. As FIGS. 15A-F mostra os NO2 produzidos para cada sistema em várias doses de NO e taxas de fluxo de FGF. Como pode ser visto nas FIGS. 15A-F, ambos os Sistemas 2 e 3 na concentração elevada da fonte de NO produziram uma quantidade comparável ou inferior de NO2 a uma dose estabelecida de 40 ppm como o sistema convencional de administração de NO a uma concentração de fonte de NO inferior. Apesar de não querer ficar preso a qualquer teoria em particular, acredita-se que os valores de NO2 relativamente baixos para os sistemas 2 e 3 a 40 ppm resultam dos gases contendo FGF e NO com velocidades semelhantes. Como pode ser visto na Tabela 3 abaixo, a velocidade do gás contendo NO foi mais semelhante à velocidade de FGF a 40 ppm para as configurações particulares testadas como Sistemas 2 e 3. Tabela 3 - Velocidade do Gás Contendo NO para Sistemas 2 e 3

EXEMPLO 2 - NO2 GERAÇÃO COM SISTEMA AQUECIDO

[0187] O sistema de distribuição de NO usado no Sistema 2 do Exemplo 1 foi então usado com um circuito respiratório de ventilador aquecido (por exemplo cerca de 38°C). Como pode ser visto a partir da FIG. 16, aquecendo o circuito de respiração do ventilador reduziu os níveis de NO2 em todas as condições testadas.

[0188] Embora a invenção neste documento tenha sido descrita com referência a modalidades específicas, deve-se compreender que estas modalidades são meramente ilustrativas dos princípios e aplicações da presente invenção. Será evidente àqueles versados na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas aos dispositivos, sistemas e métodos da presente invenção sem se afastar do espírito e do escopo da invenção. Deste modo, pretende-se que a presente invenção inclua as modificações e variações que estejam no escopo das reivindicações em anexo e seus equivalentes. EXEMPLO 3 - NO2 MINIMIZAÇÃO USANDO A RAZÃO DE VELOCIDADE DE GÁS

[0189] O sistema de distribuição de NO usado no Sistema 2 do Exemplo 1 foi modificado para ter várias concentrações de fonte de NO e para fornecer várias proporções da velocidade de FGF para a velocidade do gás contendo NO. Uma pluralidade de pontos de amostragem de gás foi usada para medições de concentração NO e NO2, que foi calculada em média para explicar qualquer distribuição não homogênea dos gases dentro da secção transversal do tubo. A concentração de NO2 foi medida em três pontos diferentes a jusante do ponto de injeção NO T0: T1 (203 mm a jusante do ponto de injeção NO), T2 (673 mm a jusante do ponto de injeção NO) e T3 (2268 mm a jusante do ponto de injeção NO). Para os experimentos descritos abaixo, a região de T0 a T1 foi considerada como tendo uma distribuição de gás não homogênea e a região de T2 a T3 foi considerada como tendo uma distribuição de gás homogênea. A taxa de conversão de NO2 foi determinada pela subtração da contribuição de NO2 do cilindro fonte de NO a partir do valor medido da concentração de NO2 e dividindo o ganho líquido na concentração de NO2 pelo tempo de residência entre os pontos de amostragem (taxa de fluxo volumétrico dividida pelo volume do segmento).

[0190] FIG. 17 mostra o NO2 gerado na região inicial T0- T1 com várias concentrações de cilindros fonte de NO variando de 800 ppm a 9760 ppm com uma razão de velocidade de gás (FGF:NO) de aproximadamente 1:1. Como pode ser visto a partir da FIG. 17, por ter uma razão de velocidade do gás de aproximadamente 1:1, a taxa de geração de NO2 é comparável entre várias concentrações de cilindro com a mesma dose definida (20 ppm) e o mesmo fluxo de FGF (0,5 ou 2 SLPM).

[0191] As FIGS. 18A-D mostram o NO2 gerado na região inicial T0-T1 com várias concentrações de cilindros de fonte de NO variando de 800 ppm a 9760 ppm com uma taxa de velocidade de gás variável (FGF:NO) e uma dose fixa de 10 ppm de NO. Como pode ser visto em cada uma das FIGS. 18A-D, as razões de velocidade do gás abaixo de 2:1 fornecem uma taxa de geração NO2 mais baixa do que as taxas de velocidade do gás acima de 2:1, mesmo quando a concentração da fonte de NO, a taxa de fluxo de FGF e a dose ajustada de NO são as mesmas.

[0192] FIG. 19 mostra o NO2 gerado na região inicial T0- T1 com uma concentração de 4880 ppm de fonte de NO e uma dose fixa de 40 ppm, com uma taxa de velocidade do gás variável (FGF: NO). Como pode ser visto comparando a FIG. 19 e FIG. 18C, a relação entre a taxa de geração de NO2 e a taxa de velocidade do gás também são observadas em outras concentrações de dose programada.

[0193] As FIGS. 20A-B mostram o NO2 gerado na região inicial T0-T1 com várias concentrações de cilindros de fonte de NO variando de 800 ppm a 9760 ppm com uma taxa de velocidade de gás variável (FGF: NO) e uma dose fixa de 10 ppm de NO. Como pode ser visto nas FIGS. 20A-B, as razões de velocidade do gás abaixo de 2:1 fornecem uma taxa de geração de NO2 mais baixa do que as razões de velocidade do gás acima de 2:1, mesmo quando a concentração da fonte de NO, a taxa de fluxo de FGF e a dose ajustada de NO são as mesmas. Como as FIGS. 20A-B são plotados em uma escala logarítmica de base 10 para ambos os eixos x e y, isso demonstra que a geração instantânea de NO2 é não-linear.

[0194] FIG. 21 mostra o NO2 gerado na região inicial T0- T1 com uma concentração de 4880 ppm de cilindro fonte de NO e uma dose fixa de 40 ppm, com uma razão de velocidade do gás variável (FGF: NO). FIG. 21 também mostra a média da taxa de geração de NO2 T2 para T3. Como pode ser visto a partir da FIG. 21, a taxa de geração NO2 de T0-T1 é significativamente maior do que a taxa de geração de NO2 de T2 para T3. Além disso, a taxa de geração de NO2 de T2 para T3 (mostrada em triângulos) não varia com a taxa de velocidade do gás, mostrando que uma taxa constante de taxa de geração de NO2 é alcançada após o fluxo de gás combinado atingir uma fase homogênea em T2. FIG. 21 fornece ainda o tamanho do diâmetro interno do tubo FGF para cada configuração: 0,942 pol, 0,669 pol ou 0,335 pol. Como pode ser visto, diminuindo o diâmetro do tubo FGF não reduziu a geração de NO2, mas resultou em maiores taxas de geração de NO2 . Isso é consistente com o fenômeno observado de geração de NO2 sendo minimizado com menores razões de velocidade de FGF: NO, particularmente aquelas abaixo de 2:1. EXEMPLO 4 - NO2 GERAÇÃO DURANTE O FLUXO DE CICLAGEM

[0195] O sistema de distribuição de NO do Exemplo 3 foi modificado para simular um ventilador com taxas de fluxo variáveis. Foi utilizado um fluxo de onda quadrada com fluxo mínimo de 0,5 SLPM e fluxo máximo de 5 SLPM, variando a razão inspiratória para expiratória (alta a baixa relação de fluxo) variando de 2:2 a 1:3. As FIGS. 22A-B mostram o NO2 gerado em ppm e como uma percentagem da dose estabelecida de NO. Como pode ser visto nas FIGS. 22A-B, a maior parte do NO2 foi gerado com uma razão expiratória maior (baixo fluxo). Como pode ser visto a partir da FIG. 22B, uma alta porcentagem do NO foi convertida em NO2 nas baixas doses estabelecidas, com quase 25% do NO sendo convertido em NO2 quando a relação inspiratória:expiratória foi de 1:3 e a dose fixa de NO foi de 1 ppm. EXEMPLO 5 - NO2 COMPARAÇÃO DO SISTEMA DE GERAÇÃO

[0196] A taxa de geração de NO2 de um sistema de distribuição de NO utilizando um funil suspenso (Sistema 3 do Exemplo 1) e o sistema de distribuição de NO do Exemplo 3 foi comparado de T0 a T1 numa dose fixa de 10 ppm de NO e uma concentração de 4880 ppm NO. Os resultados dessa comparação são mostrados na Tabela 4 abaixo. Tabela 4 - NO2 Geração para sistemas 3 do exemplo 1 e sistemas do exemplo 3

[0197] Como pode ser visto na Tabela 4, o desenho do funil suspenso funcionou comparativamente a um difusor com uma razão de velocidade do gás de cerca de 2:1. No entanto, difusores com razões de velocidade abaixo de 2:1 (1:1 ou 0,5:1) forneceram uma taxa de geração menor de NO2 que o projeto do funil suspenso.

[0198] Referências ao longo deste relatório descritivo a "uma modalidade", "certas modalidades", "uma ou mais modalidades" ou "modalidade" significam que um recurso, estrutura, material ou característica específicos descrito em relação à modalidade é incluso em pelo menos uma modalidade da invenção. Deste modo, as aparições das frases, tais como "em uma ou mais modalidades", "em certas modalidades", "em uma modalidade", ou "na modalidade" em vários lugares ao longo deste relatório descritivo não estão necessariamente se referindo à mesma modalidade da invenção. Além disso, os recursos, estruturas, materiais ou características específicas podem ser combinados de qualquer maneira adequada em uma ou mais modalidades.

Claims

1. Dispositivo difusor para injeção de gás de alta concentração em uma corrente de gás transversal, caracterizado pelo fato de que compreende: um corpo que compreende uma parede com uma espessura, uma superfície exterior e uma superfície interior envolvendo uma região interna oca; uma projeção que se estende a partir da superfície interna do corpo e para dentro de uma região interna oca; e um canal de injeção que passa através da parede e da projeção até uma porta de injeção, de forma que a porta de injeção injeta o gás de alta concentração na corrente de gás transversal, a uma distância a partir da superfície interior do corpo, em que: a porta de injeção tem uma saída rebaixada a partir do centro da região interna oca, e onde um orifício está localizado dentro do caminho de fluxo do canal de injeção e da porta de injeção, e o tamanho do orifício fornece uma razão da velocidade do gás transverso e da velocidade do gás de alta concentração, em que a razão é menor que 2:1.

2. Dispositivo difusor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a região interna oca tem um diâmetro, e um comprimento de projeção a partir da superfície interior até a saída da porta de injeção que está na faixa de cerca de 30% a cerca de 45% do diâmetro da região interna oca.

3. Dispositivo difusor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porta de injeção tem um diâmetro interno na faixa de cerca de 0,7 mm a cerca de 2,4 mm.

4. Dispositivo difusor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo é um corpo anular compreendendo uma parede cilíndrica com um diâmetro externo na faixa de cerca de 10 mm a cerca de 25 mm, e um diâmetro interno na faixa de cerca de 10 mm a cerca de 25 mm, em que o diâmetro interno é menor do que o diâmetro externo devido à espessura da parede cilíndrica.

5. Dispositivo difusor, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a espessura da parede cilíndrica se encontra na faixa de cerca de 1 mm a cerca de 3,175 mm e o canal de injeção forma um ângulo na faixa de cerca de 60° a cerca de 120° com um eixo longitudinal da região interna oca.

6. Dispositivo difusor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo difusor é configurado e dimensionado para inserção na tubulação de respiração.

7. Dispositivo difusor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo difusor é parte integrante de um módulo injetor que compreende um sensor de fluxo.

8. Dispositivo difusor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo difusor compreende uma pluralidade de portas de injeção.

9. Dispositivo difusor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um ou mais (i) de um dos canais de injeção (ii) ou a porta de injeção possuem uma válvula proporcional ou um orifício variável.

10. Método para difusão de um gás de alta concentração em uma corrente de gás transversal, caracterizado pelo fato de que compreende: passar pelo menos uma porção de um primeiro gás através de uma região interna oca de um corpo com uma superfície interior envolvendo a região interna oca; e passar uma segunda corrente de gás através de um canal de injeção até uma porta de injeção que se projeta até a região interna oca do corpo, em que a segunda corrente de gás entra e se difunde, pelo menos parcialmente, com a primeira corrente de gás dentro da região interna oca, em que a primeira corrente de gás tem uma primeira velocidade e a segunda corrente de gás tem uma segunda velocidade, e a razão entre a primeira velocidade e a segunda velocidade é inferior a 2: 1.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a segunda corrente de gás entra inicialmente na primeira corrente de gás em um ângulo na faixa de cerca de 60° a cerca de 120°.

12. Método, de acordo com a reivindicação 10 ou 15, caracterizado pelo fato de que o primeiro gás é um gás respirável compreendendo N2 molecular e O2 molecular e o segundo gás compreende NO molecular e N2 molecular.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a concentração de NO no segundo gás está na faixa de mais do que 400 ppm a cerca de 10.000 ppm.

14. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a taxa de fluxo do segundo gás é linearmente proporcional à taxa de fluxo do primeiro gás.

15. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a razão entre a primeira velocidade e a segunda velocidade é inferior ou igual a cerca de 1: 1.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a razão inferior ou igual a cerca de 1:1 é fornecida quando a primeira corrente de gás tem uma taxa de fluxo volumétrica inferior a 2 SLPM.

17. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a segunda corrente de gás entra na primeira corrente de gás no ou próximo ao ponto médio central da maior velocidade da primeira corrente de gás.

18. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a segunda corrente de gás é injetada na primeira corrente de gás como uma pluralidade de pulsos.

19. Método para difusão de um gás contendo NO de alta concentração em uma corrente de gás contendo oxigênio transversal, caracterizado pelo fato de que compreende: receber uma dose de NO de um usuário; receber uma primeira corrente de gás compreendendo oxigênio através de uma região interna oca de um corpo com uma superfície interior envolvendo a região interna oca; selecionar um tamanho de orifício com base na dose de NO; e passar uma segunda corrente de gás que compreende NO através de um canal de injeção por uma porta de injeção projetada na região interna oca do corpo, em que a segunda corrente de gás entra e se difunde, pelo menos parcialmente, com a primeira corrente de gás dentro da região interna oca, em que a porta de injeção tem uma saída rebaixada a partir do centro da região interna oca e em que um orifício está localizado dentro do caminho de fluxo do canal de injeção e da porta de injeção, e o tamanho do orifício fornece uma razão da velocidade do primeiro gás e da velocidade do segundo gás, em que a razão é inferior a 2:1.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a razão inferior ou igual a cerca de 2:1 é fornecida quando a primeira corrente de gás tem uma taxa de fluxo volumétrica inferior a 2 SLPM.

21. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a seleção do tamanho do orifício compreende selecionar um tamanho de orifício de um orifício de tamanho variável.

22. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a seleção do tamanho do orifício compreende selecionar um orifício a partir de uma pluralidade de orifícios com diâmetros de orifício variáveis.

23. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a segunda corrente de gás é injetada na primeira corrente de gás como uma pluralidade de pulsos para fornecer a dose ajustada de NO em uma corrente de gás combinada da primeira corrente de gás e da segunda corrente de gás.

24. Dispositivo difusor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um dispositivo de mistura que compreende uma pluralidade de lâminas, placas e/ou barbatanas.

25. Dispositivo difusor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a projeção compreende um bico.

26. Dispositivo difusor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um conector feminino configurado e dimensionado para conexão a um tubo de entrega que transporta o gás de alta concentração.