Sistema para controlar la respiración.

Un sistema (100) para controlar la respiración de un paciente,

que comprende un conducto respiratorio (120);dicho conducto respiratorio está configurado para estar acoplado a un dispositivo de interfaz de paciente (102); dichoconducto respiratorio está configurado adicionalmente para estar acoplado a un dispositivo de generación de airepresurizado (130); caracterizado porque:

dicho conducto respiratorio incluye por lo menos tres dispositivos de control de flujo de aire (108, 112, 114),colocados entre dicho dispositivo de interfaz de paciente y dicho dispositivo de generación de aire presurizado; y

dicho conducto respiratorio incluye por lo menos dos volúmenes, en donde un volumen (111) está colocado entre unprimer dispositivo de control de flujo de aire (108) y un segundo dispositivo de control de flujo de aire (112) y otrovolumen está colocado entre el segundo dispositivo de control de flujo de aire (112) y un tercer dispositivo de controlde flujo de aire (114).

Sistema para controlar la respiración

Antecedentes de la invención Campo de la invención La presente invención se refiere generalmente al tratamiento de trastornos respiratorios. Particularmente, la presente invención se refiere a sistemas y métodos para controlar la respiración de un paciente manteniendo niveles específicos de dióxido de carbono (“CO2“) disuelto en la sangre arterial del paciente.

Antecedentes de la invención El trastorno respiratorio del sueño (“SDB”) incluye todos los síndromes que plantean dificultades de respiración durante el sueño. Éstos incluyen la apnea obstructiva del sueño (“OSA”) , la apnea mixta del sueño (“MSA”) , la apnea central del sueño (“CSA”) , la respiración de Cheyne-Stokes (“CSR”) , y otras. En aproximadamente 3-5% de la población de EE.UU. se produce alguna forma de SDB.

Aunque problemas anatómicos tales como obesidad o una vía aérea superior anormalmente estrecha pueden ser una causa de algún SDB, dificultades neurológicas en el control de los niveles de gases en sangre, tales como CO2 y oxígeno (“O2“) , se están reconociendo cada vez más como contribuidores importantes a la enfermedad. Esto es especialmente verdad para los síndromes “centrales”, MSA, CSA y CSR, que pueden representar hasta el 20% de todos los SDB. Cambios en el sistema neurológico que controla los gases en sangre a menudo producen patrones respiratorios no estacionarios que causan despertares del sueño. Estos cambios están acompañados por picos severos en presión arterial y liberación de hormonas de estrés que pueden causar daño a largo plazo a un cierto número de sistemas de órganos. Además, algunos síndromes de SDB implican niveles totales anormales de gases en sangre. Por ejemplo, se encuentran con frecuencia niveles bajos de CO2 disuelto en sangre arterial, lo que representa un problema clínico. Así, hay una necesidad de estabilizar la respiración y de establecer niveles apropiados de gas en sangre restaurando el control normal de los gases en sangre cuando se trata el SDB.

El documento WO 99/52581 A muestra un sistema para controlar la respiración de un paciente, que comprende un conducto respiratorio, por el que dicho conducto respiratorio está configurado para estar acoplado a un dispositivo de interfaz de paciente; dicho conducto respiratorio está configurado adicionalmente para estar acoplado a un dispositivo de generación de aire presurizado; dicho conducto respiratorio y un volumen colocados entre un primer dispositivo de control de flujo de aire y un segundo dispositivo de flujo de aire.

Es deseable aumentar la tasa de aire re-respirado.

Sumario de la invención La presente invención se refiere a un sistema para controlar la respiración de un paciente. El sistema incluye un conducto respiratorio. El conducto respiratorio está configurado para estar acoplado a un dispositivo de interfaz de paciente. El conducto respiratorio está configurado adicionalmente para estar acoplado a un dispositivo de 45 generación de aire presurizado. El conducto respiratorio incluye por lo menos tres dispositivos de control de flujo de aire, colocados entre el dispositivo de interfaz de paciente y el dispositivo de generación de aire presurizado. El conducto respiratorio incluye por lo menos dos volúmenes, en donde un volumen está colocado entre un primer dispositivo de control de flujo de aire y un segundo dispositivo de control de flujo de aire y otro volumen está colocado entre un segundo dispositivo de control de flujo de aire y un tercer dispositivo de control de flujo de aire. El segundo dispositivo de control de flujo aéreo está configurado para controlar la evacuación de aire desde un conducto de control de flujo aéreo que tiene múltiples aberturas colocadas dentro de dicho conducto de flujo aéreo.

El sistema de la presente invención se puede aplicar en un método para controlar el flujo de dióxido de carbono a un paciente. El método, sin embargo, no forma la invención. El método incluye controlar un nivel de dióxido de carbono 55 en sangre del paciente usando el sistema discutido anteriormente. Controlar incluye medir flujo aéreo a través de por lo menos uno de los dispositivos de control de flujo aéreo, detectar un contenido de dióxido de carbono en el flujo aéreo medido, ajustar el flujo aéreo a través de por lo menos otro de los dispositivos de control de flujo aéreo en base a la detección de la concentración de dióxido de carbono, y ajustar tamaños de los volúmenes en base a la detección de la concentración de dióxido de carbono y del ajuste de flujo aéreo a través de por lo menos uno de los dispositivos de control de flujo de aire.

En algunas realizaciones, la presente invención incluye un conducto respiratorio configurado para estar acoplado a un dispositivo de interfaz de paciente del paciente. El conducto respiratorio está configurado para estar acoplado a un dispositivo de suministro de aire presurizado, en donde el dispositivo de suministro de aire presurizado suministra 65 aire al paciente por el otro extremo. El conducto respiratorio incluye una primera válvula situada adyacente al dispositivo de interfaz de paciente e incluye una primera abertura configurada para controlar el escape del gas durante el proceso de respiración, una segunda válvula configurada para extraer aire desde por lo menos una localización dentro del conducto respiratorio durante el proceso de respiración, un primer conectador de volumen que conecta la primera válvula y la segunda válvula y configurado para controlar el suministro de gas al paciente durante el proceso de respiración, una tercera válvula que incluye una tercera abertura configurada para controlar el

escape del gas durante el proceso de respiración, un segundo conectador de volumen que conecta la segunda válvula y la tercera válvula y configurado para permitir la extracción de aire desde por lo menos una localización dentro del segundo volumen, y un tercer conectador que conecta la segunda válvula y el dispositivo de suministro de aire.

Adicionalmente, se describe un método para controlar la respiración de un paciente, en donde se suministra aire al paciente usando un dispositivo de interfaz de paciente acoplado a un dispositivo de suministro de aire que usa un conducto respiratorio que incluye por lo menos una válvula configurada para extraer aire desde por lo menos las aberturas dispuestas dentro por lo menos de un conectador de volumen, en donde las válvulas y los conectadores de volumen están colocados a lo largo de la longitud del conducto respiratorio. El método incluye determinar una tasa de producción de gas generado por el paciente, medir un régimen y una concentración de gas en cada una de las aberturas controlables, ajustar el caudal a través de las múltiples aberturas en base a la medición, y ajustar tamaños de los múltiples conectadores de volumen en base a por lo menos uno de la determinación y la medición. El aire suministrado al paciente incluye una mezcla de aire suministrado por el dispositivo de suministro de aire y un gas generado por el paciente.

Todavía adicionalmente, se describe un método para controlar la respiración de un paciente, en donde se suministra aire al paciente usando un dispositivo de interfaz de paciente acoplado a un dispositivo de suministro de aire que usa un conducto respiratorio que incluye por lo menos dos dispositivos de control de flujo de aire, colocados entre el dispositivo de interfaz de paciente y un dispositivo de generación de aire presurizado, y por lo menos dos volúmenes, en donde por lo menos un volumen está configurado para permitir la extracción de aire desde por lo menos una localización dentro del volumen usando por lo menos uno de los dispositivos de control de flujo de aire. El método incluye determinar una concentración media de gas en el aire que fluye afuera del segundo dispositivo de control de flujo de aire, comparar la concentración media de gas con un valor predeterminado de punto de ajuste de concentración de gas, computar la diferencia entre la concentración media y el valor predeterminado de punto de ajuste de concentración, y controlar la respiración del paciente ajustando el flujo de aire a través del primer dispositivo de control de flujo de aire hasta que la diferencia computada se elimina substancialmente.

Todavía en otras realizaciones alternativas, la presente invención se refiere a un sistema para controlar la respiración de un paciente. El sistema incluye un conducto respiratorio. El conducto respiratorio está configurado para estar acoplado a un dispositivo de interfaz de paciente. El conducto respiratorio está configurado adicionalmente para estar acoplado... [Seguir leyendo]

1. Un sistema (100) para controlar la respiración de un paciente, que comprende un conducto respiratorio (120) ; dicho conducto respiratorio está configurado para estar acoplado a un dispositivo de interfaz de paciente (102) ; dicho conducto respiratorio está configurado adicionalmente para estar acoplado a un dispositivo de generación de aire presurizado (130) ; caracterizado porque:

dicho conducto respiratorio incluye por lo menos tres dispositivos de control de flujo de aire (108, 112, 114) , colocados entre dicho dispositivo de interfaz de paciente y dicho dispositivo de generación de aire presurizado; y

dicho conducto respiratorio incluye por lo menos dos volúmenes, en donde un volumen (111) está colocado entre un primer dispositivo de control de flujo de aire (108) y un segundo dispositivo de control de flujo de aire (112) y otro volumen está colocado entre el segundo dispositivo de control de flujo de aire (112) y un tercer dispositivo de control de flujo de aire (114) .

2. El sistema según la reivindicación 1, en el que dichos volúmenes son volúmenes parciales de espacio muerto configurados para acumular por lo menos una porción de respiración espirada por el paciente

3. El sistema según la reivindicación 1, en el que dicho dispositivo de interfaz de paciente está seleccionado de un grupo que consiste en una máscara nasal, una máscara oral, una máscara bucofacial, un dispositivo de prominencia nasal, un dispositivo intraoral, y un tubo endotraqueal; en el que dicho dispositivo de interfaz de paciente está configurado para crear una conexión substancialmente sellada entre dicho conducto respiratorio y un paso de vía aérea de respiración del paciente.

4. El sistema según la reivindicación 1, en el que dicho conducto respiratorio incluye un dispositivo auxiliar de control de flujo de aire (116) situado substancialmente adyacente a dicho dispositivo de interfaz de paciente configurado para controlar el flujo del aire a la vía aérea del paciente; en el que dicho dispositivo auxiliar de control de flujo de aire es controlable por el paciente.

5. El sistema según la reivindicación 1, en el que dicho conducto respiratorio incluye una válvula anti-asfixia (118) configurada para crear un acceso para el aire y para sortear dicho conducto respiratorio, si dicho dispositivo de generación de aire presurizado falla, y situada substancialmente adyacente a dicho dispositivo de interfaz de paciente.

6. El sistema según la reivindicación 1, en el que dichos dispositivos de control de flujo de aire están configurados para ajustar dicha tasa de flujo de gas a través de dichos dispositivos de control de flujo de aire en base a por lo menos una variable fisiológica del paciente.

7. El sistema según la reivindicación 1, en el que dichos dispositivos de control de flujo de aire y dichos volúmenes están configurados para controlar una tasa de excreción de gas desde dicho conducto respiratorio, y una concentración de dicho gas en la sangre del paciente; en el que dichos dispositivos de control de flujo de aire (108, 112, 114) y dichos volúmenes (111, 113) están configurados para permitir que una gama de cantidades de dicho gas excretadas fácilmente desde dicho conducto respiratorio sea igual a una gama de producción de dicho gas por el paciente; en el que dicho gas es dióxido de carbono.

8. El sistema según la reivindicación 1, en el que dicho primer dispositivo de control de flujo de aire (108) está configurado para permitir un escape de una cantidad de dicho gas que es menor o igual que la cantidad de dicho gas producida cada vez por el paciente; en el que dicho segundo dispositivo de control de flujo de aire (112) está configurado para permitir un escape de una cantidad de dicho gas que se basa en dicha cantidad de gas que se permite escapar desde dicho primer dispositivo de control de flujo de aire, y una cantidad total máxima de gas producida cada vez por el paciente.

9. El sistema según la reivindicación 8, en el que dicho tercer dispositivo de control de flujo de aire (114) está configurado para permitir que un escape del aire que se basa en dicha cantidad de aire que se permite escapar

desde dichos dispositivos primero y segundo de control de flujo de aire para impedir la re-respiración de una cantidad excesiva de dicho gas por el paciente.

10. El sistema según la reivindicación 1, en el que dicho segundo dispositivo de control de flujo aéreo (112) está configurado para controlar la evacuación del aire desde un conducto de control de flujo aéreo (1601) que tiene múltiples aberturas (1605) colocadas dentro de dicho conducto de flujo aéreo.

11. El sistema según la reivindicación 10, en el que dicho conducto de control de flujo aéreo está configurado para estar por lo menos parcialmente dispuesto dentro de dicho otro volumen.

12. El sistema según la reivindicación 10, en el que dicho conducto de control de flujo aéreo incluye una válvula de control configurada para ajustar el flujo aéreo a través de cada una de dichas múltiples aberturas.

13. El sistema según la reivindicación 10, configurado de tal manera que los tamaños de dichos volúmenes y dicho flujo aéreo a través de por lo menos uno de dichos dispositivos de control de flujo aéreo pueden ser ajustados en base a una relación entre VCO2 y VE, en donde VCO2 es una tasa de excreción de dióxido de carbono por el paciente por minuto; VE es una tasa total de ventilación por minuto por el paciente.

14. El sistema según la reivindicación 13, en el que una curva que representa dicha relación entre VCO2 y VE contiene por lo menos dos discontinuidades; dichas discontinuidades se determinan usando las longitudes de un segmento oblicuo hipoventilatorio causado por una colocación de dicho primer dispositivo de control de flujo aéreo en el 10 sistema; un primer segmento respiratorio de meseta causado por una colocación de dicho volumen en el sistema; por lo menos un segmento oblicuo eucápnico causado por una colocación de dichas múltiples aberturas en dicho segundo dispositivo de control de flujo aéreo; un segundo segmento respiratorio de meseta causado por una colocación de dicho otro volumen en el sistema; y un segmento oblicuo hiperventilatorio causado por una colocación de dicho tercer dispositivo de control de flujo aéreo en el sistema; en el que dicho segmento oblicuo hipoventilatorio 15 tiene una pendiente definida por una relación entre el volumen de aire respirado por el paciente durante un intervalo de respiración y una cantidad de dióxido de carbono exhalada por el paciente en dicho intervalo de respiración; en el que, durante dicho segmento oblicuo eucápnico, un volumen adicional de dióxido de carbono se escapa desde por lo menos una de dichas múltiples aberturas de dicho segundo dispositivo de control de flujo aéreo, en el que dicho volumen adicional se determina en base al volumen de dióxido de carbono que se escapó desde dicho primer

dispositivo de control de flujo aéreo; en el que, durante dicho segmento oblicuo hiperventilatorio, un volumen adicional de dióxido de carbono se escapa desde dicho tercer dispositivo de control de flujo aéreo, en el que dicho volumen adicional se determina en base a un volumen de dióxido de carbono que se escapó desde por lo menos dichos dispositivos primero y segundo de control de flujo aéreo.

15. El sistema según la reivindicación 13, configurado para determinar una concentración arterial media diana de dióxido de carbono en base a dicho ajuste de tamaños de dichos volúmenes y dicho flujo aéreo a través de por lo menos uno de dichos dispositivos de control de flujo aéreo.

16. El sistema según la reivindicación 13, en el que dicho ajuste es automático. 30

17. El sistema según la reivindicación 13, en el que dicho ajuste es manual.