Sistema de detección de la actividad muscular respiratoria de un paciente con respiración asistida.

Sistema de detección de la actividad muscular respiratoria de un paciente (1) con respiración asistida,

conectadoa un aparato (2) de asistencia mediante un circuito (3) neumático, que comprende unos medios (4, 5) de adquisiciónde señales de presión y de caudal de aire en el circuito (3) neumático, caracterizado porque dichos medios (4, 5) deadquisición de señales de presión y de caudal de aire en el circuito (3) neumático están destinados a unos medios(6) de estimación en continuo de la presión teórica de aire esperada en el circuito neumático en ausencia deactividad muscular respiratoria del paciente, y porque comprende unos medios (7) de comparación de las presionesteóricas estimadas y medidas para detectar en continuo una diferencia de presión representativa de una actividadmuscular respiratoria del paciente.

Sistema de detección de la actividad muscular respiratoria de un paciente con respiración asistida.

La presente invención se refiere a un sistema según el preámbulo de la reivindicación 1.

Este sistema se inscribe en el marco de investigaciones sobre la optimización de las estrategias y los procedimientos de vigilancia y de asistencia de la función respiratoria con anestesia y con reanimación.

Los progresos en la anestesia y en la reanimación tienen como objetivo la reducción de la duración de la vigilancia y la mejora de la calidad de la recuperación del paciente.

Una respiración asistida debe garantizar una ventilación eficaz y no perjudicial con un confort aceptable para el paciente.

En este contexto, la concordancia entre un paciente y el aparato de respiración asistida correspondiente es determinante. En una situación clínica, la detección de una discordancia eventual es esencial para la optimización de la estrategia terapéutica.

En el estado de la técnica, la vigilancia de la interacción entre el paciente y su aparato de asistencia se encuentra con la dificultad de estimar correctamente la actividad respiratoria del paciente de modo robusto y no invasivo.

En efecto, los dispositivos no invasivos actuales fallan regularmente. Las limitaciones de estos dispositivos que se implementan actualmente en los aparatos de asistencia, son responsables de un fallo de detección de la actividad inspiratoria del paciente que produce una discordancia entre el paciente y el aparato de asistencia y que se traduce en una asistencia inferior a la óptima.

Los documentos US 2004/0040560 A1, US 2003/0045807 A1 y EP 1 421 902 A dan a conocer dispositivos de ese tipo no invasivos.

Los dispositivos alternativos disponibles actualmente en el estado de la técnica requieren sensores de medición de la actividad respiratoria muscular que son a la vez invasivos (presión intratorácica, electromiografía de aguja...) y poco robustos o bien debido a perturbaciones fisiológicas o a la evolución clínica del paciente o bien debido a la vida útil del sensor para garantizar una vigilancia continua.

El objetivo de la invención es por tanto resolver estos problemas.

Para ello, la invención tiene como objeto un sistema según la reivindicación 1.

Según otros aspectos de la invención, el sistema de detección de la actividad muscular respiratoria de un paciente con respiración asistida comprende una o más de las características de las reivindicaciones 2 a 10.

Así, un sistema según la invención permite garantizar una detección de la actividad muscular respiratoria de un paciente con respiración asistida, por una parte a partir de mediciones no invasivas y ya disponibles la mayor parte de las veces con los aparatos de respiración asistida actuales y por otra parte con un procedimiento que permite salvar las limitaciones relacionadas con la evolución del estado clínico del paciente, procedimientos ya conocidos.

La invención se entenderá mejor con la ayuda de la siguiente descripción, proporcionada únicamente a título de ejemplo y realizada haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

- la figura 1 representa un esquema sinóptico que ilustra la estructura y el funcionamiento de un sistema de detección según la invención;

- la figura 2 representa un esquema sinóptico que ilustra la estructura y el funcionamiento de medios de estimación de presión que entran en la constitución de un sistema según la invención; y

- la figura 3 ilustra un ciclo mecánico de insuflación y de exhalación.

El sistema según la invención se basa en una detección/cálculo adaptativo de una presión muscular representativa de la actividad muscular respiratoria de un paciente con respiración asistida.

La presión muscular puede detectarse o calcularse a partir de señales de caudal y de presión medidas en el circuito neumático que conecta el paciente al aparato de asistencia.

En cada ciclo mecánico, se identifican los parámetros de un modelo mecánico del sistema respiratorio pasivo del paciente en intervalos predeterminados del ciclo respiratorio a partir de la señal de caudal con el fin de estimar, en el

conjunto del ciclo mecánico, la presión teórica esperada en ausencia de actividad muscular del paciente. La diferencia aritmética entre esta presión teórica y la presión medida es representativa de la presión generada por la actividad muscular respiratoria del paciente y se denomina presión muscular (Pmus) . La diferencia con respecto a cero de esta presión indica una actividad muscular respiratoria que es inspiratoria o espiratoria según el signo de esta diferencia. Por medio de esto, se identifican los ciclos respiratorios del paciente, comprendiendo un ciclo respiratorio una espiración y una inspiración completas.

Gracias a un sistema de este tipo, es posible adaptar automáticamente los parámetros de cálculo de la presión muscular a la vez a las especificidades mecánicas del sistema respiratorio pasivo del paciente y a las particularidades de su comportamiento respiratorio de modo que la detección de la actividad respiratoria muscular sea en continuo lo más óptima posible.

Este sistema utiliza los conocimientos sobre las condiciones de activación de las insuflaciones para adaptar los parámetros del cálculo de la presión muscular, es decir la elección del modelo de la mecánica del sistema respiratorio pasivo, la definición de las zonas de identificación de los parámetros de este modelo y la elección de los umbrales de detección de una actividad muscular durante el ciclo mecánico.

Se ilustra un sistema de este tipo esquemáticamente en la figura 1.

En esta figura 1, el paciente se designa mediante la referencia general 1 y el aparato de respiración asistida se designa mediante la referencia general 2, estando el paciente y el aparato respiratorio conectados mediante un circuito neumático designado mediante la referencia general 3, de modo clásico.

En el ejemplo de realización ilustrado en esta figura, el circuito 3 neumático está asociado con unos medios de adquisición de señales de presión y de caudal de aire en este circuito, designándose estos medios mediante las referencias 4 y 5, respectivamente.

Estos medios de adquisición 4 y 5 están adaptados entonces para suministrar estas señales a medios de estimación en continuo de la presión teórica de aire esperada en el circuito neumático en ausencia de actividad muscular respiratoria del paciente.

Estos medios de estimación se designan mediante la referencia general 6 en esta figura 1 y se basan en la utilización de unos medios parametrizables y adaptativos de modelización del sistema respiratorio pasivo del paciente tal como se describirá en más detalle a continuación.

Estos medios de estimación 6 suministran entonces una información de presión teórica estimada a medios de comparación designados mediante la referencia general 7, que reciben en otra entrada la presión medida realmente en el circuito neumático, lo que permite detectar en continuo una diferencia de presión representativa de una actividad muscular respiratoria del paciente.

De hecho, y tal como se indicó ya anteriormente, la diferencia aritmética entre esta presión teórica estimada y la presión medida es representativa de la presión generada por la actividad muscular respiratoria del paciente y se denomina presión muscular Pmus. La diferencia con respecto a cero de esta presión indica una actividad muscular respiratoria que es inspiratoria o espiratoria según el signo de esta diferencia.

Tal como se ilustra en la figura 2, los medios de modelización de los medios de estimación comprenden un conjunto de modelos parametrizables de sistemas respiratorios pasivos de paciente, designado mediante la referencia general 8 en esta figura. Tales modelos ya se conocen bien en el estado de la técnica y permiten modelizar el comportamiento de la mecánica del sistema respiratorio del paciente tal como se describirá en más detalle a continuación.

Estos modelos son parametrizables, y los medios de estimación comprenden entonces unos medios de extracción de la señal de presión medida, de parámetros de entrada de estos modelos de modo que se activa el funcionamiento de estos modelos basándose en estos parámetros. Estos medios de extracción se designan mediante la referencia general 9 en esta figura 2 y también se describirá su funcionamiento en más detalle a continuación.

Los medios de estimación 6 también comprenden unos medios de selección del modelo más discriminante en términos de detección y de no detección de actividad... [Seguir leyendo]

1. Sistema de detección de la actividad muscular respiratoria de un paciente (1) con respiración asistida, conectado a un aparato (2) de asistencia mediante un circuito (3) neumático, que comprende unos medios (4, 5) de adquisición de señales de presión y de caudal de aire en el circuito (3) neumático, caracterizado porque dichos medios (4, 5) de adquisición de señales de presión y de caudal de aire en el circuito (3) neumático están destinados a unos medios (6) de estimación en continuo de la presión teórica de aire esperada en el circuito neumático en ausencia de actividad muscular respiratoria del paciente, y porque comprende unos medios (7) de comparación de las presiones teóricas estimadas y medidas para detectar en continuo una diferencia de presión representativa de una actividad muscular respiratoria del paciente.

2. Sistema de detección de la actividad muscular respiratoria de un paciente con respiración asistida según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios (6) de estimación comprenden unos medios (8) parametrizables y adaptativos de modelización del sistema respiratorio pasivo del paciente.

3. Sistema de detección de la actividad muscular respiratoria de un paciente con respiración asistida según la reivindicación 2, caracterizado porque los medios (8) de modelización se presentan en forma de modelos que son función de por lo menos el volumen y el caudal de aire que circula en el circuito neumático.

4. Sistema de detección de la actividad muscular respiratoria de un paciente con respiración asistida según la reivindicación 2 o 3, caracterizado porque los medios de modelización comprenden un conjunto (8) de modelos parametrizables y porque los medios de estimación comprenden unos medios (9) de extracción de la señal de presión medida, de parámetros de entrada de estos modelos, de tal modo que se active el funcionamiento de estos modelos basándose en estos parámetros y unos medios (10) de selección del modelo más discriminante en términos de detección y de no detección de actividad muscular respiratoria del paciente y/o el más sencillo en términos del número de parámetros utilizados, para retener su estimación.

5. Sistema de detección de la actividad muscular respiratoria de un paciente con respiración asistida según la reivindicación 4, caracterizado porque los medios (9) de extracción de los parámetros están adaptados para extraer los parámetros en por lo menos un ciclo mecánico compuesto sucesivamente por una insuflación y una exhalación, excluyendo la fase (11) de presurización al comienzo del ciclo mecánico corriente y la fase (12) de activación de la insuflación del ciclo siguiente, al final del ciclo mecánico corriente.

6. Sistema de detección de la actividad muscular respiratoria de un paciente con respiración asistida según la reivindicación 5, caracterizado porque la fase (11) de presurización y la fase (12) de activación de la insuflación se detectan mediante unos medios de análisis de la presión y del caudal de aire en el circuito (3) neumático.

7. Sistema de detección de la actividad muscular respiratoria de un paciente con respiración asistida según la reivindicación 6, caracterizado porque los medios de análisis están conectados a los medios (4, 5) de adquisición de las señales de presión y de caudal en el circuito (3) neumático.

8. Sistema de detección de la actividad muscular respiratoria de un paciente con respiración asistida según la reivindicación 6 o 7, caracterizado porque los medios de análisis están integrados en el aparato (2) de asistencia.

9. Sistema de detección de la actividad muscular respiratoria de un paciente con respiración asistida según la reivindicación 5, caracterizado porque las fases (11) de presurización y (12) de activación de la insuflación se detectan mediante unos medios de análisis a partir de una señal (14) complementaria que suministra una información fisiológica relacionada con la actividad muscular respiratoria del paciente.

10. Sistema de detección de la actividad muscular respiratoria de un paciente con respiración asistida según la reivindicación 9, caracterizado porque la señal complementaria es una señal de electromiograma de superficie.