Métodos y aparato para variar la frecuencia de respaldo de un respirador.

Un aparato para proporcionar ventilación de respaldo a un paciente que comprende:

un respirador adaptado para generar y administrar soporte ventilatorio a un paciente; y

un controlador (4) configurado para controlar el soporte ventilatorio proporcionado por el respirador, estando configurado el controlador (4) con un modo espontáneo en el que se inicia el soporte ventilatorio cíclico sincronizado detectando la presencia de un ciclo respiratorio del paciente;

estando configurado además el controlador (4) con un modo temporizado en el que se administra un soporte ventilatorio cíclico según un umbral de temporización en ausencia de una detección del ciclo respiratorio del paciente, y

caracterizado porque

el controlador (4) está configurado para establecer el umbral de temporización en función de la temporización respiratoria normal prevista para el paciente, escogiéndose dicha función para desviar el umbral de temporización con respecto a la temporización respiratoria normal prevista para el paciente de modo que el umbral de temporización esté asociado con una frecuencia respiratoria que es menor que la frecuencia respiratoria del paciente para promover la sincronización iniciada por el paciente del soporte ventilatorio pero permitiendo una ventilación de respaldo en caso de apnea.

Métodos y aparato para variar la frecuencia de respaldo de un respirador

Campo de la invención La presente invención versa acerca del campo de los respiradores mecánicos automáticamente controlados para ser

usados en el tratamiento de trastornos respiratorios tales como la insuficiencia respiratoria. En particular, la invención versa acerca de un aparato que proporciona una frecuencia de respaldo más apropiada para la ventilación cuando los pacientes no respiran espontáneamente. También se da a conocer un método para proporcionar una frecuencia de respaldo más apropiada para la ventilación cuando los pacientes no respiran espontáneamente.

Antecedentes de la invención Durante décadas se vienen usando respiradores mecánicos de presión tanto positiva como negativa para tratar pacientes con trastornos respiratorios. Se describe una gama de respiradores en “Principles & Practice of Mechanical Ventilation”, editado por M. J. Tobin (1994, McGraw-Hill Book Company, ISBN 43-X) . Se describen otros respiradores en “Respirator y Therapy Equipment”, de S.P. McPherson (3ª ed., 1985, C. V. Mosby Company, ISBN 0-8016-3312-5) . Se describen otros respiradores en “Automatic Ventilation of the Lungs”, de Mushin et al. (3ª ed., 1980, Blackwell Scientific Publications, ISBN 0-632-002286-7) .

Los respiradores de presión positiva proporcionan un suministro de aire o gas respirable a presión positiva a la vía aérea del paciente. Caudal es volumen de aire por unidad de tiempo. Volumen de ventilación pulmonar es el volumen de aire que entra y sale de los pulmones durante el ciclo respiratorio. La ventilación-minuto es el volumen de aire administrado a un paciente en 1 minuto. Hay dos enfoques generales para el control de los respiradores: (1)

control del volumen o el caudal; y (2) control de la presión. Un respirador puede ser programado para controlar el volumen de aire administrado a un paciente regulando la ventilación-minuto. La frecuencia con la que se suministra el aire al paciente es respiraciones (o ciclos) por unidad de tiempo.

Para lograr la ventilación-minuto deseada, pueden variarse tanto la frecuencia como el volumen del aire administrado a un paciente.

En la presente memoria se dirá que un respirador es activado a entrar en una fase inspiratoria y sometido a un ciclo de entrada en una fase espiratoria. Respiraciones espontáneas son aquellas que inicia el paciente. Si el respirador determina ya sea el inicio o el fin de la inspiración, entonces se considera que la respiración es forzosa. Si el paciente activa el respirador (por ejemplo, con una respiración espontánea) , se dice que el respirador es un adyuvante. Si el tiempo activa el respirador a entrar en la fase inspiratoria, se dice que el respirador es un controlador. Si el paciente puede valerse y la máquina puede respaldarlo (si su frecuencia respiratoria cae o se detiene completamente) , el respirador está diseñado como adyuvante/controlador. Es posible que una máquina sea las tres cosas.

Es:

(1) un adyuvante cuando es activado por el paciente y no hay ninguna frecuencia de respaldo temporizado;

(2) un controlador cuando es activado por el tiempo y no se proporciona ningún mecanismo de asistencia; o (3) un adyuvante/controlador cuando la frecuencia temporizada respalda la frecuencia del paciente (a veces denominada “espontánea/temporizada”) .

Cuando el respirador conmuta entre los modos inspiratorio y espiratorio a la vez que el paciente que respira espontáneamente, se dice que el respirador está en sincronía con el paciente. La pérdida de sincronía puede llevar 40 a la incomodidad del paciente y a una ventilación inefectiva. Para los fines de la presente descripción, se considera que un respirador espontáneo/temporizado está en un modo espontáneo cuando está administrando soporte ventilatorio en respuesta a la respiración detectada del paciente. Asimismo, se considera que el respirador espontáneo/temporizado está en un modo temporizado cuando está administrando una respiración de máquina según una frecuencia de respaldo de un umbral de temporización de respaldo en respuesta a la falta de detección 45 de la respiración del paciente.

En la patente estadounidense 6.484.719 (Berthon-Jones) se describe un método para proporcionar asistencia ventilatoria a un sujeto que respira espontáneamente.

En algunas situaciones, un respirador espontáneo/temporizado puede no detectar cuándo el paciente pasa de inspiración a espiración. Por lo tanto, algunos respiradores tienen un “tiempo límite” para el modo espontáneo. Tales 50 respiradores conmutan del modo espontáneo (esperar al paciente) a un modo temporizado (administrar ventilación con la frecuencia de respaldo) al final del periodo del tiempo límite. En la patente estadounidense 6.213.119 se describe un sistema mejorado de “tiempo límite”.

Los documentos WO 02/26283, WO 99/61088 y WO 03/008027 también describen respiradores con los que pueden proporcionarse respiraciones de máquina a un paciente.

Según se expone en el presente documento, la frecuencia de respaldo (ciclos/tiempo) puede ser descrita alternativamente por su recíproco, el periodo de respaldo (tiempo/ciclo) .

Al programar un respirador automático surge el problema de la elección de la frecuencia más apropiada de respaldo para el dispositivo.

Compendio de la invención La invención está definida por la reivindicación independiente 1.

Según otro aspecto de la invención, se proporciona un aparato para proporcionar ventilación a un paciente según se 10 especifica en las reivindicaciones adjuntas a la presente memoria.

Puede diseñarse un respirador con un procedimiento de respaldo o un módulo de temporización de respaldo, de modo que esté configurado o programado para administrar respiraciones temporizadas con un umbral de temporización o una frecuencia de respaldo en caso de que no se detecte una respiración espontánea. En una primera realización, el umbral de temporización o la frecuencia de respaldo pueden ser ajustados en una primera 15 frecuencia que sea sustancialmente menor (es decir, menos frecuente) que la frecuencia respiratoria normal del paciente. En este sentido se escoge para que se aparte o se desvíe de aquella que normalmente se asociaría con una respiración prevista o normal del paciente de una manera que promueva la ventilación iniciada por el paciente por parte del respirador pero que permita una ventilación temporizada en caso de apnea. En consecuencia, la primera frecuencia está ajustada sustancialmente más baja de modo que sea menos probable que el respirador

interfiera en el ciclo respiratorio normal del paciente, lo que significa que aumenta la probabilidad de que el respirador reanude un modo espontáneo a partir de un modo temporizado o de que continúe dentro del modo espontáneo cuando la frecuencia de respaldo instantáneo es menor que la frecuencia de respaldo que se habría ajustado con un respirador convencional con frecuencia de respaldo fija.

En otras palabras, si el paciente comienza de nuevo una respiración espontánea, se interrumpe el modo temporizado o prosigue el modo de respiración espontánea. Si el paciente sigue requiriendo ventilación temporizada en ausencia de que se detecte su respiración, lo que significa que no se ha reanudado la respiración espontánea, el respirador normalizará automáticamente el umbral de temporización a una temporización más vigilante o una temporización respiratoria aproximadamente normal prevista. Así, el respirador aumenta gradual o escalonadamente la frecuencia respiratoria de la primera frecuencia a una segunda frecuencia que es la frecuencia respiratoria normal

del paciente, es cercana a la misma o es ligeramente menor que ella. Naturalmente, la segunda frecuencia también puede cambiar para ser mayor que la frecuencia respiratoria normal del paciente, dependiendo de la aplicación particular.

En otras palabras, se usa una frecuencia temporizada baja para disminuir la probabilidad de una entrada en falso en el modo temporizado del respirador; no obstante, la frecuencia de temporización es regulable en el modo temporizado para permitir la apropiada ventilación de un paciente durante el modo temporizado. Así, la frecuencia de respaldo es regulada automáticamente en función del tiempo transcurrido en el modo temporizado, aumentando hacia la frecuencia respiratoria habitual o media del paciente. En términos de un umbral de temporización que sea un periodo de respaldo, el periodo de respaldo se regula automáticamente en función del tiempo en el modo temporizado, disminuyendo hacia el periodo respiratorio... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para proporcionar ventilación de respaldo a un paciente que comprende:

un respirador adaptado para generar y administrar soporte ventilatorio a un paciente; y

un controlador (4) configurado para controlar el soporte ventilatorio proporcionado por el respirador,

estando configurado el controlador (4) con un modo espontáneo en el que se inicia el soporte ventilatorio cíclico sincronizado detectando la presencia de un ciclo respiratorio del paciente;

estando configurado además el controlador (4) con un modo temporizado en el que se administra un soporte ventilatorio cíclico según un umbral de temporización en ausencia de una detección del ciclo respiratorio del paciente, y

caracterizado porque el controlador (4) está configurado para establecer el umbral de temporización en función de la temporización respiratoria normal prevista para el paciente, escogiéndose dicha función para desviar el umbral de temporización con respecto a la temporización respiratoria normal prevista para el paciente de modo que el umbral de temporización esté asociado con una frecuencia respiratoria que es menor que la frecuencia respiratoria del paciente para promover la sincronización iniciada por el paciente del soporte ventilatorio pero permitiendo una ventilación de respaldo en caso de apnea.

2. El aparato de la reivindicación 1 en el que el controlador (4) está configurado, además, para regular automáticamente el umbral de temporización en un modo de temporización, en ausencia de la detección de un ciclo respiratorio del paciente, a partir de un umbral de temporización que se desvía de una temporización respiratoria normal prevista para un paciente hacia una temporización respiratoria normal prevista para el paciente.

3. El aparato de la reivindicación 2 en el que el umbral de temporización se regula escalonadamente en función de un número de ciclos de ventilación proporcionados suministrados en respuesta al umbral de temporización.

4. El aparato de las reivindicaciones 1-3 en el que el controlador (4) está configurado, además, para cambiar automáticamente el umbral de temporización tras la detección de la presencia de un ciclo respiratorio del paciente

regulando el umbral de temporización hacia un umbral de temporización que se desvía de una temporización respiratoria normal prevista para el paciente.

5. El aparato de la reivindicación 4 en el que el umbral de temporización se regula escalonadamente en función de un número de ciclos de ventilación proporcionados suministrados en respuesta a los ciclos respiratorios detectados del paciente.

6. El aparato de la reivindicación 4 en el que, en respuesta a una detección de un único ciclo respiratorio del paciente, el umbral de temporización vuelve a un umbral original de temporización escogido para desviarse de una temporización respiratoria normal prevista para el paciente.

7. El aparato de las reivindicaciones 2 a 6 en el que el umbral de temporización es una frecuencia respiratoria, y el controlador (4) , al regular automáticamente el umbral de temporización en el modo temporizado, aumenta el

umbral de temporización a partir de una frecuencia mínima inferior a una frecuencia respiratoria normal prevista para el paciente hacia una frecuencia mayor máxima que es aproximadamente la de la respiración normal prevista del paciente.

8. El aparato de la reivindicación 7 en el que las regulaciones automatizadas al umbral de temporización están restringidas por un frecuencia respiratoria máxima que es aproximadamente el 50 por ciento más rápida que la 40 frecuencia mínima.

9. El aparato de las reivindicaciones 7 u 8 en el que la frecuencia respiratoria mínima se calcula como una fracción de una frecuencia respiratoria normal determinada durante un periodo de aprendizaje.

10. El aparato de la reivindicación 9 en el que la fracción es de aproximadamente el 67%.

11. El aparato de las reivindicaciones 1 a 10 en el que el umbral de temporización es una función de la frecuencia

respiratoria normal prevista para el paciente, que es un porcentaje fijo de una frecuencia respiratoria aprendida para el paciente.

12. El aparato de la reivindicación 11 en el que el porcentaje fijo es de aproximadamente el 67%.

13. El aparato de las reivindicaciones 2 a 6 en el que el umbral de temporización es un periodo respiratorio, y el controlador (4) , al regular automáticamente el umbral de temporización, lo decrementa desde un periodo máximo

que se desvía de un periodo de respiración normal prevista hacia un periodo menor mínimo que es aproximadamente el de la respiración normal prevista.

14. El aparato de las reivindicaciones 1 a 13 en el que el controlador (4) está configurado, además, para

determinar la adecuación de la ventilación del paciente y regular el umbral de temporización en función de la 5 adecuación de la ventilación del paciente.

15. El aparato de la reivindicación 14 en el que la función de la adecuación de la ventilación del paciente incluye un cociente entre una ventilación medida y una ventilación diana.

16. El aparato de la reivindicación 15 en el que la ventilación medida es la ventilación-minuto y la función de la

adecuación de la ventilación del paciente es lineal por tramos en un cociente entre una ventilación-minuto medida y 10 una ventilación-minuto diana.

17. El aparato de las reivindicaciones 1 a 16 en el que el controlador (4) está configurado, además, en ausencia de una detección de un ciclo respiratorio del paciente, para devolver periódicamente de manera automática el umbral de temporización desde un umbral más vigilante que se aproxima a la temporización de la respiración normal prevista a un umbral menos vigilante que se desvía de la temporización de la respiración normal prevista.

18. El aparato de la reivindicación 17 en el que el controlador (4) está configurado, además, para cambiar el umbral de temporización al umbral más vigilante desde el umbral de temporización menos vigilante después de administrar una respiración con la máquina si un ciclo respiratorio subsiguiente del paciente sigue sin ser detectado durante la aplicación del umbral de temporización menos vigilante.

19. El aparato de las reivindicaciones 17 o 18 en el que el controlador (4) devuelve periódicamente el umbral de 20 temporización en función de un número de respiraciones consecutivas administradas por la máquina.