Dispositivo para el fraccionamiento del volumen espiratorio.

Dispositivo para el fraccionamiento del volumen espiratorio,

presentando el dispositivo una entrada (1) para aire inspiratorio a una cavidad (2) y de la cavidad (2) una salida (3) para aire inspiratorio al pulmón,

estando instalado en la entrada (1) de aire inspiratorio un medio para el cierre de la entrada (4),

presentando la cavidad (2) una entrada (5) para aire espiratorio,

presentando la cavidad (2) al menos una salida (6) para el aire espiratorio,

estando instalado en la al menos una salida (6) para el aire espiratorio un medio para el cierre de la al menos una salida (7a, 7b),

estando instalado al menos un flujómetro (8) para la medición del flujo volumétrico de aire inspiratorio en la entrada (1) para aire inspiratorio o en la cavidad (2) y estando el flujómetro (8) conectado con una unidad de mando (9) para la medición del flujo volumétrico de aire inspiratorio,

pudiendo del valor medido de flujo volumétrico de aire inspiratorio calcular mediante la unidad de mando (9) un valor correlacionado teórico de un flujo volumétrico de aire espiratorio y/o un valor correlacionado teórico de un flujo volumétrico de aire espiratorio ser almacenado en la unidad de mando (9) y pedido desde allí, pudiendo el valor teórico de flujo volumétrico de aire espiratorio descomponerse mediante la unidad de mando (9) en valores teóricos de flujos volumétricos parciales del flujo volumétrico y los flujos volumétricos parciales ser asignados a diferentes zonas del tracto respiratorio,

siendo el medio para el cierre de la entrada (4) del aire inspiratorio y/o el medio para el cierre de la al menos una salida o de las salidas (7a, 7b) para el aire espiratorio controlables y regulables mediante la unidad de mando (9), pudiendo el estado operativo "cerrado" (a) o "abierto" (b) del medio para el cierre de la al menos una salida para aire espiratorio (7a, 7b) ser ajustable de conformidad con un determinado flujo volumétrico parcial del flujo volumétrico de aire espiratorio, y los diferentes medios para el cierre (4, 7) pueden estar, individualmente, sucesivos cronológicamente en el estado operativo "abierto" y en el estado operativo "cerrado", pudiendo el intervalo de tiempo y la duración del estado operativo "abierto" o bien "cerrado" ser ajustados y regulados mediante la unidad de mando (9) de conformidad con la longitud de los flujos volumétricos parciales teóricos.

Dispositivo para el fraccionamiento del volumen espiratorio La invención se refiere a un dispositivo para el fraccionamiento del volumen espiratorio del tracto respiratorio, que presenta una entrada para aire inspiratorio a una cavidad y de la cavidad una salida para el aire inspiratorio al pulmón y en la entrada para aire inspiratorio un medio para el cierre de la entrada. La cavidad está provista de una entrada para aire espiratorio y al menos una salida para el aire espiratorio. En la salida para el aire espiratorio está instalado un medio para el cierre de la salida. Para la medición del flujo volumétrico se encuentra instalado en la entrada para aire inspiratorio o en la cavidad un flujómetro conectado a una unidad de control. A partir del valor medido de flujo volumétrico de aire inspiratorio se calcula mediante la unidad de mando un valor correlacionado teórico de un flujo volumétrico de aire espiratorio y/o en la unidad de mando está almacenado, y puede ser llamado desde allí, un valor correlacionado teórico de un flujo volumétrico de aire espiratorio. Mediante la unidad de mando, el valor teórico de flujo volumétrico de aire espiratorio se puede descomponer en valores teóricos de flujos volumétricos parciales del flujo volumétrico. A los flujos volumétricos parciales se les puede asignar diferentes zonas del tracto respiratorio.

El medio para el cierre de la entrada del aire inspiratorio y/o el medio para el cierre de la salida o de las salidas para el aire espiratorio son controlables y regulables mediante la unidad de mando, pudiendo el estado operacional "cerrado" o "abierto" del medio para el cierre del aire inspiratorio ser entrada para el aire inspiratorio y/o del medio para el cierre de la salida o de las salidas para aire espiratorio ser ajustable de conformidad con un determinado flujo volumétrico parcial del flujo volumétrico de aire espiratorio. Además, la invención se refiere a un procedimiento para el fraccionamiento y un uso de un dispositivo de este tipo.

Tales dispositivos se aplican, por ejemplo, para el estudio de la función del pulmón y para el diagnóstico de cambios patológicos o debidos a la edad. En particular se examina el volumen espiratorio respecto de marcadores, no provenientes del verdadero gas respiratorio, que son un indicio o la comprobación de cambios patológicos. Tales cambios patológicos pueden abarcar diversas formas de cáncer de pulmón, bronquitis, enfermedades pulmonares crónicas obstructivas infecciosas, bronquiectasia, enfisema pulmonar y neumonía. También pueden comprobarse infecciones bacterianas, fúngicas o por levaduras. La enumeración no es concluyente. Tales marcadores pueden ser compuestos inorgánicos u orgánicos volátiles o también no volátiles.

Por medio del documento WO 91/05255 A1 se conoce un procedimiento para el diagnóstico del estado de salud y para el seguimiento de terapias y para el control de la evolución de enfermedades, especialmente del pulmón y las vías respiratorias en el cual sustancias no volátiles - dado el caso, junto con sustancias volátiles endógenas o exógenas - son analizadas en el aire respiratorio humano. Para ello, un objeto de prueba exhala mediante impulsos respiratorios sobre una plaquita portamuestras de 1 cm2 enfriada a -196°C. Después, la muestra es secada por congelamiento sobre una mesa criogénica mediante instalaciones de ultravacío y, a continuación, analizada de diversas maneras.

Por el documento EP 0 759 169 B1 se conoce un procedimiento para la recolección de condensado respiratorio espirado para el diagnóstico del estado de salud y de los rendimientos del metabolismo pulmonar y de las vías respiratorias y otros órganos y para el análisis de sustancias exógenas espiradas en el que el aire espirado atraviesa un tubo recolector de muestras y en el mismo es enfriado a una temperatura debajo de 0°C, con lo cual los componentes líquidos y solubles se condensan y se congelan contra la pared interna del tubo recolector de muestras que presenta una temperatura menor que el condensado respiratorio.

El documento DE 199 51 204 C2 describe un procedimiento para el análisis de las sustancias contenidas en el aire espiratorio, en el cual el condensado respiratorio obtenido del aire espiratorio es sometido a un análisis y se visualiza el resultado, siendo medido el condensado respiratorio obtenido del aire respiratorio y después de alcanzar una cantidad de muestra especificada producida una determinación directa de las sustancias contenidas mediante la medición de parámetros individuales y/o sumatorios por medio de uno o más sensores electroquímicos.

Otro procedimiento para la determinación de parámetros de un condensado respiratorio usando uno o más sensores para la medición de parámetros del condensado respiratorio y una unidad de evaluación con visualización para los resultados de la medición se describe en el documento DE 101 37 565 B4.

El documento US 5.787.885 se refiere a un dispositivo y un procedimiento para la toma de muestras y examen de la respiración de personas respecto de enfermedades del esófago, del estómago o del tracto gastrointestinal mediante el análisis automático de los componentes químicos en el aire detectado explorado, comprendiendo un recipiente y una válvula controlada por microprocesador para después de la espiración seleccionar una parte de la respiración para incorporarla al recipiente a través de una entrada al recipiente y almacenarla para, de esta manera evitar el almacenamiento del primer aire espirado. Un presóstato normalmente abierto o sensor que es activado por la boquilla de un tubo debido a la presión del flujo respiratorio inicial a un tubo de entrada, emite una señal de inicio para el control de un dispositivo temporizador o microprocesador que a continuación controla el proceso de exploración. El dispositivo también incluye secciones de paso, múltiples cámaras de recolección para recolectar múltiples muestras de los mismos o diferentes líquidos corporales y analizarlos mediante un sensor coherente o un

sistema de análisis remoto.

El documento DE 10158288 presenta un procedimiento para la extracción de muestras de gas y olor del aire respiratorio que en el diagnóstico de las vías respiratorias se usa para la determinación de una colonización bacteriana o para la identificación de procesos metabólicos. Los componentes internos del volumen del exhalado se reproducen en un volumen externo de espacio muerto anatómico y, de esta manera, son definibles respecto de su procedencia y pueden ser sometidos a un estudio sensorial especial de gases. De acuerdo con una disposición según la invención para la realización del procedimiento se ha previsto como espacio muerto anatómico externo un recipiente con un volumen, que corresponde aproximadamente al volumen de espiración, al cual se suministra el aire espirado por medio de una boquilla y una válvula y en el cual está dispuesta una tubuladura de succión a través del cual las partes volumétricas del exhalado pueden ser suministradas a un sensor de gases.

La desventaja de los procedimientos y dispositivos nombrados según el estado actual de la técnica para el análisis del volumen respiratorio y para la determinación de marcadores de enfermedades pulmonares es que para poder determinar la existencia de una enfermedad debe ser explorado todo el volumen respiratorio respecto de marcadores. Después de encontrado un marcador, el médico examinador permanece en la duda respecto del lugar en el tracto respiratorio en el cual está localizada la enfermedad. En este caso, por regla general, deben seguir exámenes tales como ultrasonido, rayos X, tomografía computada, etc. En el caso inverso, de haber descubierto una enfermedad del pulmón mediante rayos X u otros métodos de estudio, debe analizarse todo el volumen espiratorio para detectar marcadores que especifiquen el cambio descubierto o la enfermedad y mediante los mismos brindar un diagnóstico exacto.

Ello hace necesario a lo menos dos pasos sucesivos de examinación, que significan un gran gasto de tiempo y financiero.

Según el estado actual de la técnica se conocen otros procedimientos mediante los cuales se debe analizar sólo un flujo parcial del volumen espiratorio. En este caso son dispositivos de by-pass en los cuales un flujo volumétrico de espiración parcial es derivado del flujo volumétrico de espiración principal y alimentado paralelo al mismo por medio de un sensor detector o a un equipo de análisis. De esta manera se reduce el volumen espiratorio a analizar. Esta variante constructiva no modifica en nada la necesidad de tener que determinar mediante otro estudio la localización de la enfermedad o del cambio.

Consecuentemente, el problema en el que se basa... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para el fraccionamiento del volumen espiratorio, presentando el dispositivo una entrada (1) para aire inspiratorio a una cavidad (2) y de la cavidad (2) una salida (3) para aire inspiratorio al pulmón, estando instalado en la entrada (1) de aire inspiratorio un medio para el cierre de la entrada (4) , presentando la cavidad (2) una entrada (5) para aire espiratorio, presentando la cavidad (2) al menos una salida (6) para el aire espiratorio, estando instalado en la al menos una salida (6) para el aire espiratorio un medio para el cierre de la al menos una salida (7a, 7b) , estando instalado al menos un flujómetro (8) para la medición del flujo volumétrico de aire inspiratorio en la entrada (1) para aire inspiratorio o en la cavidad (2) y estando el flujómetro (8) conectado con una unidad de mando (9) para la medición del flujo volumétrico de aire inspiratorio, pudiendo del valor medido de flujo volumétrico de aire inspiratorio calcular mediante la unidad de mando (9) un valor correlacionado teórico de un flujo volumétrico de aire espiratorio y/o un valor correlacionado teórico de un flujo volumétrico de aire espiratorio ser almacenado en la unidad de mando (9) y pedido desde allí, pudiendo el valor teórico de flujo volumétrico de aire espiratorio descomponerse mediante la unidad de mando (9) en valores teóricos de flujos volumétricos parciales del flujo volumétrico y los flujos volumétricos parciales ser asignados a diferentes zonas del tracto respiratorio, siendo el medio para el cierre de la entrada (4) del aire inspiratorio y/o el medio para el cierre de la al menos una salida o de las salidas (7a, 7b) para el aire espiratorio controlables y regulables mediante la unidad de mando (9) , pudiendo el estado operativo "cerrado" (a) o "abierto" (b) del medio para el cierre de la al menos una salida para aire espiratorio (7a, 7b) ser ajustable de conformidad con un determinado flujo volumétrico parcial del flujo volumétrico de aire espiratorio, y los diferentes medios para el cierre (4, 7) pueden estar, individualmente, sucesivos cronológicamente en el estado operativo "abierto" y en el estado operativo "cerrado", pudiendo el intervalo de tiempo y la duración del estado operativo "abierto" o bien "cerrado" ser ajustados y regulados mediante la unidad de mando (9) de conformidad con la longitud de los flujos volumétricos parciales teóricos.

2. Dispositivo para el fraccionamiento del volumen espiratorio según la reivindicación 1, caracterizado por que en la al menos una salida para el aire espiratorio (7a, 7b) está instalado un medio para el almacenamiento del flujo volumétrico parcial (10) .

3. Dispositivo para el fraccionamiento del volumen espiratorio según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la entrada (4) para aire inspiratorio está en estado operativo "cerrado" cuando al menos una salida (7a, 7b) para aire espiratorio está en estado operativo "abierto".

4. Dispositivo para el fraccionamiento del volumen espiratorio según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que está instalado un equipo para el análisis de las sustancias (11) contenidas en el flujo volumétrico parcial, preferentemente directamente en una salida (7a, 7b) para el aire expiratorio.

5. Dispositivo para el fraccionamiento del volumen espiratorio según la reivindicación 4, caracterizado por que el equipo para el análisis de las sustancias contenidas en el flujo volumétrico parcial (11) está seleccionado del grupo compuesto de "espectrómetro de movilidad de iones (IMS) , cromatógrafo en fase gaseosa, HPLC, Maldi-TOF, espectrómetro de masas, biosensores, sensores electroquímicos".

6. Dispositivo para el fraccionamiento del volumen espiratorio según la reivindicación 2, caracterizado por que el medio para el almacenamiento del flujo volumétrico parcial (10) es cerradizo y removible del dispositivo.

7. Dispositivo para el fraccionamiento del volumen espiratorio según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que los medios (4, 7) para el cierre están seleccionados de un grupo compuesto de "válvula neumática, válvula electromagnética, válvula de retención".

8. Procedimiento para el fraccionamiento del volumen espiratorio, presentando los pasos de proceso:

a) la medición del flujo volumétrico de aire inspiratorio, b) la asignación del valor de medición según el paso a) a un valor teórico espiratorio correlacionado con la magnitud del flujo volumétrico inspiratorio, estando el valor teórico de un flujo volumétrico espiratorio descompuesto en flujos volumétricos parciales teóricos y estos flujos volumétricos parciales teóricos asignados a diferentes zonas del tracto respiratorio, 7

c) la descomposición del flujo volumétrico espiratorio real en flujos volumétricos parciales, siendo el flujo volumétrico parcial real aislado conforme a la magnitud del flujo volumétrico parcial teórico y/o desechado, y la descomposición del flujo volumétrico espiratorio real en flujos volumétricos parciales a intervalos de tiempo especificados según la longitud de los flujos volumétricos parciales teóricos, o la descomposición del flujo 5 volumétrico espiratorio real en flujos volumétricos parciales según la magnitud de los volúmenes parciales especificados de los flujos volumétricos parciales teóricos.

9. Procedimiento para el fraccionamiento del volumen espiratorio según la reivindicación 8, caracterizado por que el primer flujo volumétrico parcial es desechado en el estado operativo, preferentemente a través de la entrada (1, 4) para aire inspiratorio.

10. Procedimiento para el fraccionamiento del volumen espiratorio según una de las reivindicaciones 8 o 9, caracterizado por que después de los pasos a) , b) y c) el flujo volumétrico parcial es analizado respecto de marcadores de enfermedades pulmonares mediante un sistema específico indicador de marcadores.

11. Procedimiento para el fraccionamiento del volumen espiratorio según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado por que los flujos volumétricos parciales separados son asignados a diferentes zonas del tracto 15 respiratorio.

12. Uso de un dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7 para el fraccionamiento del volumen espiratorio para la localización de cambios en el tracto respiratorio, estando los volúmenes parciales separados del volumen espiratorio asignados a diferentes zonas del tracto respiratorio.