Un aparato ventilador mecánico (4) para suministrar gas respiratorio a humanos (1),

en el que el ventilador comprende: - una configuración de ventilador (4); - una unidad (201) de proceso; y - medios de entrada para obtener señales a partir de los sensores (5, 6, 7, 8, 9, 10) indicativas de al menos un flujo de gas respiratorio; caracterizado porque dicha unidad (201) de proceso está configurada para analizar dicha señal de flujo con respecto al contenido (402, 520) de energía cinética, provocar una respuesta si dicho contenido (402, 520) de energía cinética alcanza un nivel (403, 530) de disparo, y para regular el suministro de dicho gas respiratorio, de acuerdo con dicho nivel de disparo alcanzado.

Campo de la invención

La presente invención está relacionada con la medición y control de la administración de gas de respiración en los humanos y, más específicamente, la invención está relacionada con un sistema para la rápida respuesta de cambios de esfuerzo en el paciente durante la ventilación de gas de respiración.

Antecedentes de la invención

Los pacientes que sufren diferentes formas de desórdenes respiratorios pueden ser sometidos a diversos tipos de tratamientos, dependiendo de la enfermedad o desorden presentes. Tales tratamientos incluyen procesos quirúrgicos, terapia farmacológica y técnicas mecánicas no invasivas. Las técnicas quirúrgicas para remediar los desórdenes respiratorios constituyen un riesgo considerable para el paciente y pueden conducir a lesiones permanentes e incluso a la mortalidad. La terapia farmacológica ha demostrado ser en general decepcionante con respecto al tratamiento de ciertos desórdenes respiratorios, por ejemplo, apnea del sueño. Por tanto, es de interés encontrar otros tratamientos, preferiblemente técnicas no invasivas.

Un ventilador mecánico representa una técnica no invasiva para el tratamiento de ciertos desórdenes respiratorios, tales como fallos de ventilación, hipoventilación y respiración periódica durante el sueño y la vigilia, y en la apnea del sueño que tiene lugar exclusivamente durante el sueño. El fallo de ventilación incluye todas las formas de ventilación insuficiente con respecto a la necesidad metabólica, ya ocurra durante la vigilia o durante periodos de sueño. La hipoventilación y respiración periódica, en la forma que ocurre con más frecuencia, denominada ventilación Cheyne-Stokes, puede ocurrir periódicamente o constantemente durante la vigilia o el sueño. Las condiciones asociadas con la hipoventilación, en particular la hipoventilación nocturna, incluyen desórdenes del sistema nervioso central, tales como apoplejía, distrofias musculares, ciertas condiciones congénitas, enfermedad pulmonar avanzada obstructiva crónica (COPD), etc. La ventilación Cheyne-Stokes o diversas formas de apnea central están comúnmente asociadas con desórdenes cardiacos y circulatorios, en particular fallos cardíacos.

El fallo ventilatorio es una condición que amenaza potencialmente a la vida. La morbilidad asociada general en pacientes con fallos de ventilación es considerable. La condición es altamente incapacitante en términos de capacidad física reducida, disfunción cognitiva en casos severos y calidad de vida pobre. Los pacientes con fallos de ventilación experimentan por tanto síntomas significativos durante el día pero, además, la mayoría de estos casos experimentan un empeoramiento general de su condición durante los cambios de estado, tales como el sueño. El fenómeno de la respiración desordenada durante el sueño, ya ocurra como consecuencia de un fallo de ventilación o bien como un componente de la apnea del sueño, de acuerdo con la descripción anterior, origina una fragmentación del sueño. Las complicaciones durante el día incluyen somnolencia y disfunción cognitiva. La respiración desordenada severa durante el sueño que ocurre en otras condiciones asociadas con la morbilidad, como la obesidad, la enfermedad neuromuscular, los estados posteriores a la poliomielitis, escoliosis o fallo cardiaco, pueden estar asociadas con un considerable empeoramiento de la hipoventilación y equilibrio gaseoso comprometido de la sangre. La apnea del sueño ha sido asociada con complicaciones cardiovasculares que incluyen la enfermedad coronaria del corazón, el infarto de miocardio, la apoplejía, la hipertensión arterial, trombosis y arritmia cardiaca. Es por tanto de interés, tanto a medio como a largo plazo, reducir la exposición a la respiración desordenada en el sueño.

Los recientes avances en las técnicas de ventilación mecánica no invasiva incluyen la administración de una presión positiva continua en la vía respiratoria (CPAP) en diferentes formas de la respiración desordenada del sueño. Durante la administración de la CPAP, se mantiene una elevada presión en la vía respiratoria durante la fase respiratoria, durante un periodo que coincide con el sueño. En la apnea del sueño, este procedimiento puede proporcionar una apropiada estabilización de la vía respiratoria superior, impidiendo con ello el colapso. Ésta, la denominada terapia CPAP de un solo nivel, proporciona una presión casi idéntica durante la inhalación y la exhalación. La CPAP no solamente puede resultar incómoda para el paciente, debido al aumento de trabajo detectado de la respiración durante la ventilación, específicamente durante la espiración. Algunas formas de apnea, incluyendo principalmente las de origen central, y la mayoría de las formas de hipoventilación, se controlan solamente de una manera muy pobre con la CPAP. Un sistema de CPAP de dos niveles desarrollado más recientemente, administra diferentes niveles de presión durante la inhalación y la exhalación. La CPAP de dos niveles proporciona un confort mejorado para la mayoría de los pacientes y de manera nada infrecuente, una respuesta clínica mejorada. La CPAP de dos niveles proporciona dos niveles de presión, una Presión Inspiratoria Positiva en la Vía Respiratoria (IPAP) y una Presión Espiratoria Positiva en la Vía Respiratoria (EPAP). La IPAP se administra durante la fase de inhalación, mientras que la EPAP se administra durante la fase de exhalación.

En el tratamiento de la ventilación, es crucial que las fases inspiratoria y espiratoria se sincronicen con los esfuerzos del paciente. Un sistema que no satisfaga los esfuerzos del paciente, crea una situación de trampa de aire y aumenta la incomodidad del paciente, así como aumenta considerablemente la posibilidad de ansiedad en el paciente.

Se han desarrollado diferentes sistemas para hacer que los ventiladores mecánicos funcionen de acuerdo con los ritmos del paciente. Un componente clave de tales sistemas es la capacidad de detectar el ritmo del paciente o las fases respiratorias. Los sistemas más antiguos utilizaban dispositivos de detección de la presión para detectar la caída de presión cuando el paciente trataba de inhalar. Sin embargo, estos sistemas conllevaban que el paciente tenía que hacer un esfuerzo mayor debido a que el tubo respiratorio tenía que ser despresurizado antes de que pudiera hacerse la detección del disparo, dejando al paciente con un alto nivel de esfuerzo.

Los sistemas basados en el flujo sucedieron a los sistemas de presión, estando basados esos sistemas en un mecanismo de detección del flujo. Esto se hacía detectando el flujo de gas que entra y sale del paciente. Ha habido varios métodos de medición del flujo de gas instantáneo y medio descritos en la literatura, para calcular los puntos de disparo inspiratorio y espiratorio. Uno de los principales problemas de los mecanismos de sensores del flujo es que el sistema tiene que calcular la fuga real de la máscara, la boca y otras fugas en los circuitos respiratorios, que pueden conducir a problemas de disparo inspiratorio inducidos por la máquina y a una pérdida del disparo inspiratorio. Si ocurre esto, se tendrá como resultado que el ventilador no responde a las fases inspiratoria y espiratoria del paciente de una manera correcta y también una considerable incomodidad para el paciente.

En el documento WO9423780, se proporciona un sistema que aborda las mediciones basadas en la presión. El documento WO9423780 ilustra una solución para controlar la respiración desordenada del sueño y utiliza transductores de presión para supervisar presiones que son analizadas para detectar eventos desordenados del sueño. En esta solución, las fugas no son de importancia porque el sistema utiliza un análisis complejo de las mediciones de la presión y las formas de las curvas recibidas conjuntamente con la modulación de la salida del compresor.

En el documento EP0722747 se presenta una solución para el tratamiento de los desórdenes del sueño, utilizando un aparato CPAP. Esta solución maneja las fugas del sistema detectándolas y esperando que se elimine la fuga antes de ajustar la presión.

Sumario de la invención

Es un objeto de la presente invención proporcionar un sistema que remedie los problemas antes mencionados y proporcione una solución mejorada de un ventilador de gas respiratorio, para uso en conjunción con los desórdenes ventilatorios, tales como por ejemplo el método de presión continua positiva de dos niveles en la vía respiratoria (CPAP).

Al medir el esfuerzo real del paciente para detectar el disparo... [Seguir leyendo]

1. Un aparato ventilador mecánico (4) para suministrar gas respiratorio a humanos (1), en el que el ventilador comprende:

- una configuración de ventilador (4);

- una unidad (201) de proceso; y

- medios de entrada para obtener señales a partir de los sensores (5, 6, 7, 8, 9, 10) indicativas de al menos un flujo de gas respiratorio;

caracterizado porque dicha unidad (201) de proceso está configurada para analizar dicha señal de flujo con respecto al contenido (402, 520) de energía cinética, provocar una respuesta si dicho contenido (402, 520) de energía cinética alcanza un nivel (403, 530) de disparo, y para regular el suministro de dicho gas respiratorio, de acuerdo con dicho nivel de disparo alcanzado.

2. El aparato según la reivindicación 1, en el que dicha unidad (201) de proceso está configurada para aplicar dicha señal de flujo a un procedimiento deductivo, con el fin de deducir dicho contenido de energía cinética y comparar la salida de dicho procedimiento deductivo con al menos un nivel de disparo predeterminado (403, 530).

3. El aparato según la reivindicación 2, en el que dicha salida deductiva es indicativa de la fase de inicio de la inhalación (501, 502, 503).

4. El aparato según la reivindicación 2, en el que dicha salida deductiva es indicativa de la fase de inicio de la exhalación (507, 508, 509).

5. El aparato según la reivindicación 1, que comprende además medios de entrada para obtener una señal indicativa de la presión, utilizada en dicho análisis para el contenido de energía cinética, junto con dicha señal indicativa del flujo de gas respiratorio.

6. Un programa informático para controlar el aparato ventilador mecánico,

donde dicho programa opera con las señales (401, 510) obtenidas desde el menos unos medios de detección para medir el flujo de gas respiratorio a un paciente (10), caracterizado porque dicho programa está configurado para determinar si se ha alcanzado un nivel de disparo (403, 530) por datos indicativos de energía cinética (402, 520) de la respiración, deducidos a partir de dicha medición de flujo (401, 510), y dicho programa está configurado para transmitir señales de control para controlar el suministro de gas respiratorio a dicho ventilador mecánico, como respuesta si se ha alcanzado dicho nivel de disparo.

7. El programa informático según la reivindicación 6, en el que dicho programa informático está configurado para aplicar dicha señal de flujo (401, 510) a un proceso deductivo, con el fin de deducir dicho contenido de energía cinética y comparar la salida (402, 520) de dicho procedimiento deductivo con al menos un nivel de disparo predeterminado (403, 530).

8. El programa informático según la reivindicación 7, en el que dicha salida de dicho procedimiento deductivo es indicativa de la fase de subida de la inhalación (501, 502, 503).

9. El programa informático según la reivindicación 7, en el que dicha salida de dicho procedimiento deductivo es indicativa de la fase de caída de la exhalación (507, 508, 509).

10. El programa informático según la reivindicación 6, que utiliza además datos obtenidos de la medición de la presión del gas respiratorio junto con las mediciones de flujo, al determinar el contenido de energía cinética.