Procedimiento para la compensación de la pérdida de carga en un tubo flexible respiratorio, aparato respiratorio y soporte de registro.

Aparato respiratorio que comprende:

un ventilador (8);

una conexión para un tubo flexible (9) del respirador,

que está conectado neumáticamente a la salida delventilador (8);

un sensor de flujo (16) para medir el aire transportado desde el ventilador a la conexión para el tuboflexible del respirador (9); y

un controlador (5), que está eléctricamente conectado al sensor de flujo (16) y al ventilador (8), de maneraque el controlador (5) está determinado y adaptado para llevar a cabo las siguientes operaciones:

medición (24, 28) de un primer flujo de aire por el sensor de flujo (16) a una primera presión en laconexión para el tubo flexible (9) del respirador, con la mascarilla respiratoria quitada;calcular (29) un parámetro en una función que proporciona la pérdida de carga en el tubo delrespirador (9) dependiendo del flujo de aire, en el que se calcula el parámetro para el primer flujode aire y la primera presión;

medir (43) el flujo de aire por el sensor de flujo (16) con la mascarilla respiratoria puesta;calcular una presión de corrección (44, 45) por medio de la función para el flujo de aire medido; ydisponer una presión objetivo (46) que ha sido determinada como suma de la presiónseleccionada de la mascarilla y la presión de corrección.

Procedimiento para la compensación de la pérdida de carga en un tubo flexible respiratorio, aparato respiratorio y soporte de registro La invención se refiere a un aparato respiratorio que es apropiado para compensar la pérdida de carga en un tubo flexible respiratorio y un soporte de registro para registrar el programa correspondiente.

Son conocidos aparatos respiratorios o respiradores para la respiración artificial, mecánica, en todas las situaciones en las que se presenta una circunstancia de falta de oxígeno. Se utilizan entre otras finalidades, para la respiración a largo plazo (Roche Lexikon Medizin, 4, Auflge, publicado por Hoffmann-La Roche AG y Urban & Fischer, Urban & Fischer, Munchen, Stuttgart, Jena, Lubeck, Ulm, ver también US 2002/005197 A1) .

En los aparatos respiratorios primitivos, de alrededor de 1950, se utilizaron motores de limpiaparabrisas como accionamiento para fuelles de soplado. Los motores eléctricos presentaron, no obstante, con las características estéticas utilizadas en aquel momento, un peligro de explosión, en 1952, Roger Manley de la clínica Westminster de Londres desarrolló un aparato respiratorio que era accionado exclusivamente por gas. Este aparato se extendió mucho durante cuatro décadas antes de la introducción de aparatos respiratorios controlados electrónicamente. Su forma de funcionar era muy sencilla. Un flujo de gas levantaba una unidad de fuelle contrapesada por un peso, que por influencia de la gravedad regresaba siempre hacia abajo y, de esta manera, empujaba gases respiratorios a los pulmones de un paciente. La presión de respiración podría ser ajustada por desplazamiento del peso sobre el fuelle de impulsión. Asimismo, el volumen respiratorio se podría ajustar mediante una leva de disco que limitaba la desviación del fuelle de impulsión. Finalmente, la presión residual podía ser ajustada después de la terminación de la espiración. Esta fiable unidad impulsó la interrupción de técnicas de respiración a sobrepresión en Europa.

La respiración controlada por el volumen fue posible en Europa solamente desde 1971 con el SERVO 900 (Elma-Schönander) .

El documento WO 02/20076 A2 se refiere a un problema de control en la respiración, basada en la presión, mediante un doble tubo flexible, es decir, el aire de espiración es almacenado en el aparato respiratorio para generar la presión de respiración. De esta manera, se desarrolló un modelo simple que tenía en cuenta la elasticidad de los pulmones de los pacientes, la elasticidad de los tubos flexibles de los respiradores, así como la resistencia al flujo entre una pieza en Y de los tubos flexibles respiratorios y el extremo distal de un tubo flexible endotraqueal.

Una forma especial de aparatos respiratorios, los llamados aparatos CPAP se utilizaron para evitar alteraciones de respiración obstructivas durante el sueño. Un aparato de este tipo es conocido por el documento US 6.085.747. Al contrario que en otros aparatos respiratorios, solamente se ha utilizado un tubo flexible conectado a los pacientes. Se utilizaron aparatos respiratorios de un solo tubo flexible similares al indicado también en los hospitales, para respiración ayudada por la presión. Al ahorrar un tubo flexible, se reducía el peso en la mascarilla de respiración de manera sensible, lo que conducía a una mayor comodidad del paciente y a menores fugas. Por motivos históricos, se hará referencia a este tipo de respiración como CPAP.

Las alteraciones de respiración obstructiva condujeron a apneas (paro de la respiración) que despertaban a la persona que dormía. Las apneas frecuentes impiden que la persona que duerme consiga la fase de sueño profundo. Las personas que sufren apneas durante el sueño no se encuentran despiertas de manera necesaria durante el día, lo que produce problemas sociales en el puesto de trabajo y, en el peor de los casos, accidentes mortales, por ejemplo en la conducción profesional.

Para el tratamiento de las apneas, fue desarrollada la terapia CPAP (presión positiva continua en las vías respiratorias - “continuous positive airway pressure”) que se describió en Chest. Volumen nº 110, páginas 10771088, octubre 1996 y Sleep, Volumen nº 19, páginas 184-188. Un aparato CPAP genera, mediante un ventilador, una sobrepresión positiva hasta 30 mbar y aplica ésta preferentemente a través de un humedecedor de aire con intermedio de un tubo flexible respiratorio y una mascarilla facial o nasal a las vías respiratorias del paciente.

Esta sobrepresión debe garantizar que las vías respiratorias superiores estén completamente abiertas durante toda la noche y, por lo tanto, no se producen apneas (DE 198 49. 571 A1) . La sobrepresión necesaria se designa como presión terapéutica pt. Depende, entre otros factores, del estado del sueño y de la posición del cuerpo de la persona que duerme.

La figura 1 muestra el aparato CPAP 1 en una utilización terapéutica. El aparato CPAP 1 comprende un cuerpo 4, un tubo respiratorio 9, así como una mascarilla nasal o facial 18. El cuerpo 4 contiene un ventilador 8, que también se puede designar como compresor, aireador, ventilador o turbina. En la proximidad de la conexión del tubo flexible respiratorio dentro del cuerpo, se encuentra un sensor de presión 11 para la medición de la sobrepresión generada por el ventilador con respecto a la presión ambiente. La sobrepresión medida se designará a continuación como presión teórica. El aire alimentado por el ventilador 8 es guiado mediante un tubo flexible respiratorio 9 de la mascarilla facial 18, que soporta el propio paciente 19. En las proximidades de la mascarilla facial 18, se prevé una abertura de espiración 2, mediante la cual tiene lugar una corriente de aire continua desde el tubo flexible respiratorio al medio ambiente. Esta corriente de aire, permite que el aire espirado por el paciente sea conducido al medio ambiente, e impide que aumente el contenido de CO2 en el tubo flexible respiratorio 9. Un microcontrolador 5 controla el régimen de giro del ventilador, de manera que la presión real medida por el sensor de presión 11 corresponde a la presión teórica. Un aparato CPAP de este tipo es conocido por el documento WO 01/32069. Mediante la respiración del paciente, se modula la corriente de aire por el tubo flexible y por la abertura de espiración. Esta modulación permite una variación de la sobrepresión en la mascarilla respiratoria del paciente.

En todos los aparatos CPAP conocidos y en la literatura de patentes, se han utilizado hasta el momento dos procedimientos para determinar la presión en las mascarillas faciales de los aparatos CPAP.

En uno de ellos, un sensor de presión evalúa la presión del aire enviado al paciente directamente en el aparato. En fábrica, se mide la diferencia de presión para una combinación utilizada frecuentemente de tubo flexible respiratorio y mascarilla para una corriente volumétrica media. Este valor de diferencia es restado de la presión medida en el aparato y el resultado se interpreta como presión de la mascarilla. De manera forzosa, se producen fallos en el ajuste de la presión, porque la corriente de aire varía de manera continuada por la respiración y, por lo tanto, varía la pérdida de carga en el tubo flexible respiratorio. Es especialmente gravoso para los pacientes, que la sobrepresión de la mascarilla facial o nasal sea menor en la aspiración que para la espiración. Por esta razón, el paciente tiene, en especial para esta forma de regulación de la presión, la sensación conjunta de tener que respirar venciendo una cierta resistencia.

En el segundo procedimiento, se mide la presión en el paciente mediante un tubo flexible adicional. Este procedimiento genera una presión estable del paciente pero es propenso a fallos y no es agradable en su utilización. En otro procedimiento, uno de los cuales se describe en el documento WO 00/66207, la evaluación de la presión tiene lugar en la proximidad del final del tubo flexible respiratorio antes de la mascarilla o dentro de la mascarilla. En este caso, la evaluación de la presión es muy precisa, la regulación de presión compensa también las fugas, etc. La medición de la presión propiamente dicha puede tener lugar mediante un sensor de presión cuyos cables de conexión eléctricos deben ser conducidos con el tubo flexible respiratorio hacia el aparato respiratorio. En especial, en aparatos de MAP se guía un tubo separado más delgado desde el punto de medición a un sensor de presión que se encuentra en el aparato CPAP. En esta variante, constituye el inconveniente que se requieren tubos flexibles especiales para posibilitar el paso de retorno de los cables de conexión o bien del tubo flexible en el aparato CPAP. Estas realizaciones... [Seguir leyendo]

1. Aparato respiratorio que comprende: un ventilador (8) ; una conexión para un tubo flexible (9) del respirador, que está conectado neumáticamente a la salida del

ventilador (8) ;

un sensor de flujo (16) para medir el aire transportado desde el ventilador a la conexión para el tubo flexible del respirador (9) ; y un controlador (5) , que está eléctricamente conectado al sensor de flujo (16) y al ventilador (8) , de manera que el controlador (5) está determinado y adaptado para llevar a cabo las siguientes operaciones:

medición (24, 28) de un primer flujo de aire por el sensor de flujo (16) a una primera presión en la

conexión para el tubo flexible (9) del respirador, con la mascarilla respiratoria quitada; calcular (29) un parámetro en una función que proporciona la pérdida de carga en el tubo del respirador (9) dependiendo del flujo de aire, en el que se calcula el parámetro para el primer flujo de aire y la primera presión;

medir (43) el flujo de aire por el sensor de flujo (16) con la mascarilla respiratoria puesta; calcular una presión de corrección (44, 45) por medio de la función para el flujo de aire medido; y disponer una presión objetivo (46) que ha sido determinada como suma de la presión

seleccionada de la mascarilla y la presión de corrección.

2. Aparato respiratorio, según la reivindicación 1, en el que el controlador (5) está determinado y adaptado además para determinar un segundo flujo de aire (28) por el sensor de flujo (16) a una segunda presión (32) en la conexión para el tubo flexible (9) del respirador, distinto de la primera presión y con la mascarilla respiratoria quitada, y calcular el primer parámetro y el segundo parámetro de la función, de manera que ambos parámetros son calculados a partir del primer y segundo flujos de aire y de la primera y segunda presiones.

3. Aparato respiratorio, según la reivindicación 2, en el que el controlador (5) es determinado adicionalmente y adaptado para disponer (32) una serie de presiones en el aparato respiratorio al conectar el tubo flexible (9) del respirador, con la mascarilla respiratoria quitada, y medir el flujo de aire mediante el sensor de flujo (16) en cada una de la serie de presiones.

4. Aparato respiratorio, según la reivindicación 3, en el que un controlador (5) queda determinado y adaptado además para calcular un parámetro de la función, tal que las presiones calculadas a partir de los flujos de aire medidos por la función corresponden de manera óptima a las presiones ajustadas.

5. Aparato respiratorio, según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el controlador (5) está adicionalmente determinado y adaptado para almacenar (31) , después del cálculo del parámetro o de los parámetros, solamente el parámetro o parámetros pero no las presiones ajustadas con la mascarilla respiratoria quitada.

6. Aparato respiratorio, según la reivindicación 3, en el que el controlador (5) está determinado y adaptado además para calcular (29) para cada intervalo entre dos flujos determinado con la mascarilla respiratoria quitada, el parámetro para la función a partir de los flujos que limitan el intervalo y las correspondientes presiones y, cuando se calcula la presión de corrección, buscar (44) , en primer lugar, un intervalo entre dos presiones medidas con la mascarilla respiratoria quitada y utilizar el parámetro para el intervalo en la función.

7. Aparato respiratorio, según una de las reivindicaciones 3 a 6, en el que el controlador (5) está determinado y adaptado, además, para incrementar de manera monótona el valor de las presiones durante el ajuste de la serie de presiones y no ajustar adicionalmente presiones si la diferencia entre una presión objetivo predetermina y una presión real medida supera un valor predeterminado.

8. Aparato respiratorio, según la reivindicación 6 ó 7, en lo que la reivindicación 7 se refiere a la 6, en el que el controlador (5) está determinado y adaptado además para calcular (29) los parámetros para un intervalo de flujo después de que el controlador (5) ha determinado (28) los dos flujos en los límites del intervalo en interacción con el sensor de flujo (16) y disponiendo (32) las correspondientes presiones en el ventilador, y antes que el controlador

(5) ajuste (32) otra presión, en el que el controlador (5) solamente ajusta (30) otra presión si el parámetro se encuentra dentro de un intervalo predeterminado.

9. Aparato respiratorio, según una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el controlador (5) está determinado y adaptado además para comprobar si el parámetro calculado (30) se encuentra dentro de un rango predeterminado

y, si este no es el caso, se utiliza un valor almacenado del parámetro.

10. Aparato respiratorio, según una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el aparato respiratorio comprende además un sensor de presión (11) que está eléctricamente conectado al controlador (5) , de manera que el

controlador (5) utiliza valores de presión reales (26) medidos por el sensor de presión (11) para calcular el parámetro o los parámetros.

11. Medio de registro para su utilización con un aparato respiratorio que comprende un microcontrolador (5) para procesar las instrucciones almacenadas en el soporte de registro, en el que el microcontrolador (5) lleva a cabo las siguientes operaciones durante el proceso de las instrucciones almacenadas en el soporte de registro, a efectos de compensar la pérdida de carga en el tubo flexible (9) del respirador:

medir (24, 28) un primer flujo de aire a una primera presión en la conexión para el tubo flexible (9) del respirador y con la mascarilla respiratoria quitada;

calcular (29) un parámetro en una función que proporciona la pérdida de carga en el tubo flexible del respirador (9) dependiendo del flujo de aire, en el que se calcula el parámetro para el primer flujo de aire y la primera presión; medir (43) el flujo de aire con la mascarilla respiratoria puesta; calcular una presión de corrección (44, 45) por medio de la función para el flujo de aire medido;

ajustar una presión objetivo (46) , que fue determinada como suma de la presión seleccionada de la mascarilla y la presión de corrección.