给予患者药用气体的系统和方法技术方案

一种将药用气体释放至患者的方法和系统。该方法和系统不依赖患者的呼吸模式提供给患者已知所需量的药用气体。优选的药用气体为CO和NO，两者都按载气中的浓度提供。气体控制系统决定药用气体释放给患者，从而得到被释放药用气体的已知所需量(如分子、毫克或其他定量单位)。一旦完成多次呼吸期间已知所需量药用气体的释放，系统可终止药用气体的任何进一步释放，或者可激活报警器以警告使用者已释放已知量。该系统也具有报警功能以警告使用者系统可能有故障。

【技术实现步骤摘要】
给予患者药用气体的系统和方法本申请是申请号为200680043340.6(国际申请号为PCT/US2006/035450)、申请日为2006年9月13日、专利技术名称为“给予患者药用气体的系统和方法”的专利技术专利申请的分案申请。背景本专利技术涉及一种给予患者药用气体的方法和系统，更详细地讲，涉及一种将预定量一氧化碳CO或一氧化氮NO导入患者的方法和系统。专利技术背景给予患者药物的常规或传统方法是：以患者每单位体重所用药物量(通常为重量)计(如mg/Kg)处方剂量，并且在一段时间内释放特定的剂量，或者在特定的时间间隔内重复。这使得使用者控制药物用量并确保被释放的药物量与患者体重成比例。减少由于患者体重不同患者对药物响应的患者间差异，即7Kg婴儿不会接受与80Kg成人相同的药物用量。近来，已有许多气体被证实在人体和动物中具有药理活性。实例包括一氧化氮(NO)Zapol等US5,485,827和最近的一氧化碳(CO)Otterbein等(US公开的专利申请第2003/0219496号)。在Otterbein专利申请中，CO被描述为在包括肠梗阻和血管疾病的许多医学病症中具有药理活性。在这些情况中，需要释放一氧化碳气体至患者肺泡中，在肺泡中气体能够穿越肺泡膜进入血流中，从而使其作用见效。在这些情况中对患者而言，使用的当前剂量为在特定的时间段内以特定浓度的CO(ppm)呼吸。CO精确剂量对这些治疗非常重要，因为CO与血中的血红蛋白反应形成碳氧血红蛋白，这意味着血红蛋白不能再携带氧至身体组织。如果给予过多CO，患者可能显示出通常已知的CO毒性作用。至于CO的释放量，在治疗水平和引起碳氧血红蛋白超过安全水平的水平之间有个窄治疗窗(tightwindow)。迄今为止，CO在特定时间段内以患者/动物呼吸的气体中的恒定浓度形式被释放。例如，在Otterbein公布的参考文献3中，(实施例2，第13页)为治疗肠梗阻释放给小鼠的治疗剂量为250ppmCO1小时。然而，给予CO的方法可与被释放至动物/人肺泡中的实际剂量的较大差异有关。这种差异是因为被释放给动物/患者的CO量取决于许多变量，包括但不限于患者潮气量、呼吸率、穿过肺泡的扩散速率和换气/灌流(V/Q)比。释放至患者肺胞的CO量可由理想气体定律确定，如以下方程式所示：N＝P.V/(Ru.T)(1)其中：N为气体的摩尔数(摩尔)P为气体的绝对压力(焦耳/m3)V为特殊气体的体积(m3)Ru为通用气体常数，8.315(焦耳/(g摩尔.0K)T为绝对温度(0K)如果我们假定大气压力为101，315焦耳/m3，温度为20℃(2930K)，体积以mL(×10-6m3)表示，那么方程式(1)简化为：N＝4.16×10-5.V(摩尔)(2)方程式(2)可用于计算一段时间内释放至患者肺泡体积的气体摩尔数，当给定特定浓度时，使用如下方程式：NCO＝RR.t.CCO.10-6.4.16×10-5.Va(3)其中：例如，如果人肠梗阻所用CO剂量为250ppmCO1小时(60分钟)，肺泡体积为300mL，患者呼吸率为12次呼吸/分钟(bpm)，那么那段时间内释放至患者肺泡中的CO气体(摩尔)量为：NCO＝12.60.250.10-6·4.16×10-5.300＝2.25×10-3(摩尔)使用28的CO克分子量，该式可转换成被释放药物的质量(MCO)，如以下方程式所示：MOO＝NCO·28＝63×10-3(g)＝63(mg)(4)然而，尽管该式作为假定的特定设置，患者的自发呼吸率根据情况可从每分钟呼吸或许8次至20次发生广泛变化，患者每次呼吸的肺泡体积也可根据代谢需要从所述200至400mL发生显著改变。这些变量在相同的时间段内对被释放给患者的气体药物的量有显著影响。例如，如果患者呼吸率为8bpm，肺泡体积为200mL，则被释放至患者肺泡的CO剂量会为27.8(mg)。同样地，如果患者呼吸率为20bpm，肺泡体积为400mL，则被释放至患者肺泡的剂量会为139.2(mg)，在被释放药物的量上显示五倍的差别。在CO实例中，这意味着患者得到的以克计量的气体药物用量可基本上根据患者通气模式而改变。至于以恒定浓度和时间计的剂量，这些变量的影响可意味着患者个体可获得相当高或低剂量的CO(克)，会导致碳氧血红蛋白高的不安全水平或者剂量太低而没有效果。尽管不是所有被释放至肺泡的气体药物都会被身体血流所吸收(由于变量如心输出量和气体扩散系数)，但是控制被释放至肺泡的气体的量可除去差异的主要来源。此外，需要给予患者预定用量的NO，如“无血红蛋白细胞限制镰状细胞疾病中一氧化氮的生物利用度”中所述，自然药物(NatureMedicine)，卷8，12期，2002年12月，1383页，以及以下等。该文章描述使用吸入的NO与无血红蛋白细胞反应形成血浆正铁血红蛋白(methemaglobin)，从而减弱血浆中无血红蛋白细胞消耗内源性产生NO的能力(图5，第1386页)。被释放至患者血液的NO量需要与患者血浆中无血红蛋白细胞的量相当。释放至镰状细胞患者样本中的NO量为80ppmNO1.5小时。然而，患者个体产生的正铁血红蛋白量有差异，如图4b中误差线所示。因此，在类似于CO实例的情形中，需要释放给患者已知量的NO以提供所需治疗效果，此外由于患者个体呼吸模式的不同去除释放的任何差异是重要的。因此，最好具有一种将药用气体(如一氧化碳和一氧化氮)引入患者肺泡中的系统和方法，所述系统和方法允许精确控制已知量的待释放药用气体，并且不会受患者呼吸模式的影响而改变。专利技术概述因此，本专利技术涉及一种给予药用气体如一氧化碳和一氧化氮的系统和方法，其使得临床医师确定和控制待释放至患者的气体的所需用量。该方法确定给予患者药用气体的所需用量，然后不考虑患者呼吸模式给予所需用量的药用气体。如果处方以药物总量说明，那么当已给予患者所需总量时该方法终止药用气体的给予。因此，通过本专利技术方法，药用气体的量以已知所需用量的方式释放给患者，已知所需用量可以各种计量单位表示，例如但不限于以微克(μg)、毫克(mg)、克(g)等表示的药物重量；以纳摩尔(nM)、微摩尔(μM)、毫摩尔(mM)、摩尔(M)等表示的药物摩尔数；或已知浓度或分压，以微升(μL)、毫升(mL)、升(L)等表示的药物体积。药用气体的所需用量也可用一段时间内每单位时间的量表示，如2小时的mg/小时。本专利技术也包括给予药用气体如一氧化碳或一氧化氮的系统，该系统包括入口手段，所述入口手段可与药用气体源连接并通过患者装置将气体释放至患者。所述患者装置可为将药用气体真正引入患者的任何装置如鼻导管、气管内导管、面罩等。也有气体控制系统，控制药用气体从气源经患者装置引入的用量。并且因此，该系统提供给患者已知用量的气体。因此，本专利技术使使用者设定待释放至患者肺泡中的气体药物的所需用量，然后允许系统在多次呼吸期间释放该气体药物直至处方量气体已被释放。在还一个实施方案中，所述系统和方法可以只提供视觉和/或听觉报警器，以便在已给予患者预定总量的药用气体而实际上没有终止给药的时候警告使用者。因此，警告使用者给予的预定所需总量在多次呼吸期间现在已释放给患者，以便使用者能够采取适当行动，包括严密监护患者。根据如下详述并结合本文附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一氧化氮释放系统，所述系统包括：入口，该入口与包括一氧化氮的药用气体源连接；出口，该出口与将药用气体引入患者的装置连接；与所述入口和出口流体连通的低流量阀，其中该低流量阀以第一流速释放药用气体；与所述入口和出口流体连通并且与所述低流量阀平行的高流量阀，其中该高流量阀以比第一流速高的第二流速释放药用气体；和气体控制系统，该气体控制系统通过低流量阀和高流量阀中的一个或多个释放药用气体的脉冲。

【技术特征摘要】
2005.09.21 US 11/231,5541.一种一氧化氮释放系统，所述系统包括：入口，该入口经压力调节器与药用气体源连接，并且在通过压力调节器维持的一氧化氮释放系统的工作压力下，接受包括一氧化氮的药用气体；出口，该出口与将药用气体引入患者的装置连接；与所述入口和所述出口流体连通的第一流量阀和第一流量口，其中第一流量阀和第一流量口以第一固定的流速，从处于压力调节器维持的工作压力的入口释放药用气体；与所述入口和所述出口流体连通并且与第一流量阀并联的第二流量阀和第二流量口，其中第二流量阀和第二流量口以第二固定的流速，从处于压力调节器维持的工作压力的入口释放药用气体，第二固定的流速高于第一固定的流速；确定经多次呼吸被释放至患者的一氧化氮所需总量的工具；和气体控制系统，该气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：FJ蒙特戈梅里，DPL巴瑟，
申请(专利权)人：因诺治疗有限责任公司，
类型：发明
国别省市：