用于药物有效地呼吸同步递送到肺部的方法和系统技术方案

根据本发明专利技术优选实施例的方法和系统允许雾化的液体药物(肺表面活性剂)有效地呼吸同步递送到患者的肺部。根据优选实施例，本发明专利技术的方法提供气雾剂药物的有效递送，以控制灌注泵的特性，从而即使系统的固有时间常数较长也能够使得上升和下降时间更快。此外，在本发明专利技术的一个实施例中，在有关呼吸活动的信息直接包含在表面活性剂管线上或者存储在控制中的同时，可以采取行动来推断呼吸样式。

Methods and systems for effective respiratory synchronic delivery of drugs to the lungs

The method and system according to the preferred embodiment of the present invention allow the atomized liquid drug (lung surface active agent) to breathe effectively and synchronously to the patient's lungs. According to the preferred embodiment, the method of the invention provides effective delivery of aerosol agents to control the characteristics of the perfusion pump, so that even if the inherent time constant of the system is longer, it can make the rise and fall time faster. In addition, in one embodiment of the invention, information about respiratory activity is directly contained on the surfactant pipe line or stored in control, and action can be taken to infer the breathing pattern.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于药物有效地呼吸同步递送到肺部的方法和系统
本专利技术涉及药物咽后输注领域，具体地，本专利技术涉及通过雾化以及呼吸/同步递送来施用肺表面活性剂的方法和系统。
技术介绍
早产儿由于广泛的肺不成熟而容易发展为IRDS(婴儿呼吸窘迫综合征)。目前，早产儿RDS的临床处理主要依靠：1)提供呼吸支持；和2)给予外源性肺表面活性剂。目前最为广泛接受的为新生儿提供呼吸支持的方法是避免侵入式机械通气和插管，而采用非侵入性呼吸支持方法，如鼻腔持续气道正压通气(CPAP)、鼻腔间歇正压通气(NIPPV)或高流量鼻腔插管(HFNC)，只要机械通气不是绝对必要的。即使这些方法显示出良好的结果，但它们并不直接解决表面活性剂缺乏的问题，并且大量的新生儿仍需要外源性表面活性剂治疗。肺表面活性剂施用目前通过推注施用来进行，因为这是唯一经临床证明的有效施用方法。不幸的是，推注施用需要插管，这是一个复杂的侵入性过程，可能与几个副作用有关。而且，由于在肺中施用的液体的量以及由于肺阻力突然后续减小，推注施用通常与血液动力学和系统性波动相关联，这进而被认为是婴儿的进一步潜在风险。由于这些影响，人们一直在努力寻找肺表面活性剂施用的替代途径。具体地，雾化给药已被广泛研究。更详细地，商业雾化器沿呼吸机回路插入。到目前为止，这些试验的结果是不确定的，表现出非常差的表面活性剂沉积到肺部。反过来，沉积不良可能是由于以下一种或多种情况造成的：1)呼吸机连接部位有大量的表面活性剂沉积，2)如果病人处于CPAP下，没有被吸入的表面活性剂在上呼吸道中沉积，然后被新生儿吞噬，而不是达到肺部，以及3)如果雾化器与新生儿的呼吸不同步，那么在呼气期间雾化的表面活性剂被呼出。Wagner等人已经提出了能够克服这些问题的可能的替代方案(WagnerMH，AmthauerH，SonntagJ，DrenkF，ObladenM“Endotrachealsurfactantatomization：analternativetobolusinstillation？”CritCareMed.2000；28(7)：2540)。它们使用了改进的气管导管，在导管末端插入了雾化器，与典型的雾化相比，仅在吸气时产生了相对较大的颗粒(由操作者手动同步)。尽管存在重大的技术问题，并且尽管需要插管，但是该方法显示出是有效的，并且由米兰基思和理工学院进一步开发(参见专利申请WO2013/160129)。所得到的实施例提供了旨在克服先前方法的局限性的改进。事实上，该装置允许：1)在自主呼吸期间在新生儿的咽部区域中递送表面活性剂；以及2)通过使雾化与吸气呼吸阶段同步来最大化递送的表面活性剂的量。图1中示意性地示出了WO2013/160129中公开的装置：其包括小的且柔性的雾化导管，其可以插入连接到输注泵和压缩气体源的患者的咽部区域，所述输注泵递送液体药物(例如表面活性剂)。雾化导管包括第一通道和第二通道，在第一通道中液体药物流动以被输送到患者的咽部区域，第二通道在导管的末端处输送加压气流。泵将液体药物柱移向导管末端，以便当药物和加压气体在咽腔中相遇时，液体被破碎成小颗粒，引起药物雾化并将药物输送到病人的肺部。该系统还包括沿着表面活性剂管线的压力传感器，该压力传感器用于测量表示患者咽腔中的压力的值，该值用来确定患者处于吸气阶段还是处于呼气阶段，并且仅在吸气阶段期间启用泵。沿着表面活性剂管线测量的压力将是两个贡献的总和：1)由于药物流过导管而引起的压降，以及2)由于呼吸活动引起的压力波动。由于药物腔非常薄且药物可能是粘性的，因此与该通道相关的流动阻力可能非常高。而且，由于液体药物必须装入系统中，并且在此过程中，很小的气泡很可能出现在药物管线中，并且这些气泡是可压缩的，所以行为表现得像液压柔顺。高阻力和兼容性的耦合导致潜在的高时间常数，这对系统的操作有两个有害的影响：1)当输注泵启动时，药物压力的上升时间长，导致从容积泵开始时到表面活性剂在导管末端处流动时的延迟长。2)由于呼吸信号可以被延迟并被马达启动所掩盖，所以阻止了使呼吸阶段中的表面活性剂递送同步所需的呼吸阶段快速检测。在专利申请WO2013/160129中，已经用单个导管内腔完成了药物的输送和压力的感测，但是这仅仅是可能的实现方式之一。例如，在由同一申请人，米兰基思和理工学院提交的未公开的未决专利申请PCT/EP2014/072278中，公开了另一实施例，其具有专用于感测呼吸的单独通道。通过增加专用感测线路，可以克服由于检测呼吸而引起的问题，因为感测线路可以在没有雾化导管的严格限制的情况下被设计，但是另一方面涉及递送中的延迟的问题仍然存在。如果特别小心地去除所有气泡，那么记录在药物线路上的压力信号允许检测呼吸阶段。在图2中，当执行仔细的输注并且几乎没有气泡插入到回路中时，可以理解沿着表面活性剂线路测量的压力与记录在咽部中的压力之间的再现性。图2中的图表显示了以下值的比较：-沿着药物(表面活性剂)线路测量的压力(实线)；-咽部压力(虚线)；-输注泵马达启动信号(粗线)。图2的图示出了在输注过程期间已经有非常少量的气泡(例如总量为0.01ml)插入的情况下，在同步药物输送期间沿着药物线路测量的压力的行为。这些条件可以通过特别小心从药物回路中去除气泡来实现，但是需要熟练的操作者来执行输注并且需要很长时间。因此，不幸的是，图2的条件不太可能发生。在回路输注不良的情况下，系统的时间常数增加，在气泡数量很多的极端情况下，可能会对系统的响应产生显著的影响，如图3所示。延长的上升时间的结果主要是药物开始在雾化末端流动的时间与输注泵打开的时间相比是“延迟的”，这降低了仅在吸气阶段施用药物的可能性，并且因此在每次吸气过程中减少了可能递送至患者肺部的药物总量，导致完成治疗的更长时间和药物浪费。而且，当泵关闭时，由于长时间的恒定，流量不会立即停止，部分药物在呼气期间被输送而浪费。在图3中，细线表示马达启用和预期压力，粗线表示在表面活性剂线路上感测的实际压力(与流量成比例)。点线区域表示在吸气过程中适当施用的药物的量，而虚线区域表示在患者呼气期间递送的药物被浪费。时间常数增加的另一个副作用与呼吸活动的检测有关。如果上升时间过长，则与婴儿的呼吸活动相比，具有最大幅值(等于表面活性剂流动时间导管液压阻力)的马达的启用完全掩盖了呼吸活动，从而防止检测表面活性剂线路上的呼吸阶段。减少系统时间常数的可能的选择是：1)降低表面活性剂腔的液压阻力。这可以实现，但是如果表面活性剂腔太大，雾化所需的气流将非常高，因为与表面活性剂腔的横截面相比，表面活性剂和压缩空气之间的表面接触很小。高气流，如高于每分钟1.5升(LPM)的气流，与系统不兼容，因此该解决方案无法实施。2)降低系统的顺应性。这可以通过使用诸如玻璃注射器之类的刚性部件并优化输注泵的机械部件来实现，并且最重要的是，通过仔细输注来减少表面活性剂中的气泡量，这是顺应性的最主要原因。不幸的是，这个过程非常耗时，而且很难完全去除系统中的气泡。此外，输注过程的结果是不可预测的，使系统的工作条件难以确定。上述两种提出的调整方案都是相当耗时且不能完全解决问题的。由于所有这些原因，而极为需要能够补偿由系统的机械和液压特性引起的递送延迟的用于施用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于向自发地呼吸的患者递送液体药物的系统，其包括：i)导管，该导管适于到达患者的咽部区域，该导管包括至少第一通道，该第一通道适于在患者的咽部区域中传送液体药物流，ii)第一泵构件，该第一泵构件连接到所述至少第一通道的第一端部，适于产生压力，该压力将液体药物柱朝向所述至少第一通道的第二端部推动；iii)呼吸检测构件，该呼吸检测构件用于测量表示患者处于吸气阶段还是处于呼气阶段的值；iv)压力检测构件，该压力检测构件连接到第一通道，用于测量表示液体药物的压力的值；v)微处理器，该微处理器被构造成根据从呼吸检测构件和压力检测构件接收到的信号来选择性地启用第一泵构件，使得第一泵构件仅仅在吸气阶段启用，并且由第一泵构件产生的流量被调整以抵消由系统的液压阻抗引起的延迟。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.22 EP 15164749.2;2015.06.15 EP 15172198.21.一种用于向自发地呼吸的患者递送液体药物的系统，其包括：i)导管，该导管适于到达患者的咽部区域，该导管包括至少第一通道，该第一通道适于在患者的咽部区域中传送液体药物流，ii)第一泵构件，该第一泵构件连接到所述至少第一通道的第一端部，适于产生压力，该压力将液体药物柱朝向所述至少第一通道的第二端部推动；iii)呼吸检测构件，该呼吸检测构件用于测量表示患者处于吸气阶段还是处于呼气阶段的值；iv)压力检测构件，该压力检测构件连接到第一通道，用于测量表示液体药物的压力的值；v)微处理器，该微处理器被构造成根据从呼吸检测构件和压力检测构件接收到的信号来选择性地启用第一泵构件，使得第一泵构件仅仅在吸气阶段启用，并且由第一泵构件产生的流量被调整以抵消由系统的液压阻抗引起的延迟。2.根据权利要求1所述的系统，其中调整由第一泵构件产生的流量包括增大第一泵构件的初始流量，直到由压力检测构件测量的压力到达预定值。3.根据前述权利要求中任一项所述的系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·德拉卡，I·米莱西，
申请(专利权)人：奇斯药制品公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT