Sistema de detección electroencefalográfica de una inadecuación entre el estado de un paciente que se encuentra bajo asistencia ventilatoria y el ajuste de la máquina utilizada para esta asistencia, y utilización de esta detección para la adaptación del ajuste.

Sistema de detección (9) electroencefalográfica de un ajuste inadecuado de una máquina de asistencia ventilatoria (6) utilizada en un mamífero,

que comprende:

- un electroencefalógrafo (27), adecuado para medir, en función del tiempo, una señal electroencefalográfica (s(t)) representativa de un proceso respiratorio; y

- una entrada para la recepción de una señal de activación respiratoria, diferente de la señal electroencefalográfica (s(t)), adecuada para indicar un instante de activación respiratoria (t0);

comprendiendo el sistema de detección (9) además

- unos medios de especificación (42) de una banda de frecuencia beta comprendida entre 15 y 30 Hz y de anchura comprendida entre 5 y 10 Hz;

- unos medios de procesamiento (48) de la señal electroencefalográfica medida, configurados para procesar la señal electroencefalográfica medida, a medida que se va adquiriendo, en la única banda de frecuencia beta especificada;

- unos medios de puesta en evidencia (51), para cada ciclo respiratorio, de un ajuste inadecuado de la máquina de asistencia ventilatoria (6) a partir de la señal electroencefalográfica procesada en la única banda de frecuencia beta.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2011/051611.

Solicitante: UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE - PARIS 6 .

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 4, Place Jussieu 75005 Paris FRANCIA.

Inventor/es: SIMILOWSKI, THOMAS, RAUX,MATHIEU, TYVAERT,LOUISE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A61B5/048 SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE.A61B DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de material biológico G01N, p.ej. G01N 33/48). › A61B 5/00 Medidas encaminadas a establecer un diagnóstico (diagnóstico por medio de radiaciones A61B 6/00; diagnóstico por ondas ultrasónicas, sónicas o infrasónicas A61B 8/00 ); Identificación de individuos. › Detección de la distribución de frecuencia en las señales.
  • A61B5/08 A61B 5/00 […] › Dispositivos de medida para la evaluación de los órganos respiratorios (A61B 5/0205 tiene prioridad).
  • A61M16/00 A61 […] › A61M DISPOSITIVOS PARA INTRODUCIR AGENTES EN EL CUERPO O PARA DEPOSITARLOS SOBRE EL MISMO (introducción de remedios en o sobre el cuerpo de animales A61D 7/00; medios para la inserción de tampones A61F 13/26; dispositivos para la administración vía oral de alimentos o medicinas A61J; recipientes para la recogida, almacenamiento o administración de sangre o de fluidos médicos A61J 1/05 ); DISPOSITIVOS PARA HACER CIRCULAR LOS AGENTES POR EL CUERPO O PARA SU EXTRACCION (cirugía A61B; aspectos químicos de los artículos quirúrgicos A61L; magnetoterapia utilizando elementos magnéticos colocados dentro del cuerpo A61N 2/10 ); DISPOSITIVOS PARA INDUCIR UN ESTADO DE SUEÑO O LETARGIA O PARA PONERLES FIN. › Dispositivos para actuar sobre el sistema respiratorio de los pacientes por medio de un tratamiento a base de gas, p. ej. respiración boca a boca; Tubos traqueales (estimulación del movimiento respiratorio por medios mecánicos, neumáticos o eléctricos, pulmones de acero combinados con medios para respirar gases A61H 31/00).
  • G06K9/00 SECCION G — FISICA.G06 COMPUTO; CALCULO; CONTEO.G06K RECONOCIMIENTO DE DATOS; PRESENTACION DE DATOS; SOPORTES DE REGISTROS; MANIPULACION DE SOPORTES DE REGISTROS (impresión per se B41J, G01V). › Métodos o disposiciones para la lectura o el reconocimiento de caracteres impresos o escritos o el reconocimiento de formas, p. ej. de huellas dactilares (métodos y disposiciones para la lectura de grafos o para la conversión de patrones de parámetros mecánicos, p.e. la fuerza o la presencia, en señales eléctricas G06K 11/00; reconocimiento de la voz G10L 15/00).

PDF original: ES-2539581_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Sistema de detección electroencefalográfica de una inadecuación entre el estado de un paciente que se encuentra bajo asistencia ventilatoria y el ajuste de la máquina utilizada para esta asistencia, y utilización de esta detección para la adaptación del ajuste.

La presente invención se refiere a un sistema de detección electroencefalográfica de un ajuste inadecuado de una máquina de asistencia ventilatoria utilizada en un mamífero, que comprende:

- un electroencefalógrafo, adecuado para medir, en función del tiempo, una señal electroencefalográfica representativa de un proceso respiratorio; y -una entrada para la recepción de una señal de activación respiratoria, diferente de la señal electroencefalográfica, adecuada para poner en evidencia un instante de activación respiratoria.

Determinadas personas padecen una insuficiencia respiratoria aguda, como consecuencia, por ejemplo, de una neumonía, un edema pulmonar o una superinfección de enfermedades respiratorias crónicas. En estas personas puede resultar necesaria una asistencia ventilatoria mecánica. Las máquinas de asistencia ventilatoria o respiradores comprenden unos medios de detección de una inspiración por el paciente y unos medios para ayudar al paciente a la inspiración aumentando el flujo de aire o la presión del aire recogido por el paciente. Los respiradores comprenden asimismo unos medios de detección de la expiración y unos medios para interrumpir la actividad inspiratoria del respirador cuando se detecta la expiración, lo cual permite sincronizar lo mejor posible la actividad del paciente y la del respirador.

Así, la asistencia consiste en proporcionar un volumen predeterminado de gas o en una presurización de las vías respiratorias. En ambos casos, diversos ajustes permiten adaptar el flujo de gas a las necesidades del paciente. La máquina de asistencia debe adaptarse al comportamiento respiratorio del paciente con el fin de que la relación que los une sea "armoniosa", es decir que el paciente se encuentre en un estado de comodidad física satisfactorio, sin que el paciente experimente, durante la asistencia, ninguna molestia en la respiración. Con ajustes no adaptados, por ejemplo cuando el flujo de aire aportado es demasiado importante o, por el contrario, demasiado reducido, el paciente puede encontrarse en una situación incómoda, incluso en una situación de dificultad respiratoria. Lo mismo sucede cuando la actividad inspiratoria del respirador se prolonga mientras que el paciente está en fase de expiración. Parece que tales circunstancias son nocivas para el paciente.

Para detectar dicha falta de armonía entre el paciente y la máquina de asistencia ventilatoria, como resultado de un ajuste inadecuado de la máquina de asistencia ventilatoria, se han utilizado diferentes medios. En particular, es posible preguntar simplemente al paciente. No obstante, esto no es posible cuando el paciente está dormido o en coma.

También es posible observar la actividad respiratoria del paciente, y en particular la frecuencia y la utilización de los diferentes grupos musculares respiratorios.

Por último, es posible estudiar señales de presión y de caudal proporcionadas por el respirador para detectar la aparición de eventos que manifiesten una sincronización imperfecta del respirador y del paciente. Existen diversos perfiles que manifiestan esta sincronización imperfecta, como por ejemplo las "llamadas ineficaces", en el transcurso de las cuales el paciente realiza un esfuerzo inspiratorio que no se ve "recompensado" por el respirador.

En la práctica, estos medios resultan ser delicados de utilizar y constituyen todos ellos unos testigos indirectos de las sensaciones que puede experimentar el paciente.

El documento FR-A-2 903 314 describe un procedimiento de detección de una falta de armonía entre un paciente y una máquina de asistencia ventilatoria que consiste, para cada ciclo respiratorio, en medir una señal electroencefalográfica a lo largo de un intervalo de medición que se extiende alrededor de un instante de activación respiratoria, y después en promediar las señales electroencefalográficas medidas a lo largo de varios intervalos de medición y finalmente procesar la señal promediada así obtenida para deducir a partir de la misma una eventual falta de armonía entre el paciente y la máquina de asistencia ventilatoria.

Un procedimiento de este tipo no proporciona satisfacción completa. En efecto, en las situaciones de incomodidad o de dificultad respiratoria como resultado de una falta de armonía entre el paciente y el respirador, es importante poder detectar esta falta de armonía y remediarla lo más rápidamente posible para restablecer la armonía entre el paciente y su respirador.

El procedimiento tal como se describe en el documento FR-A-2 903 314 requiere medir y promediar una señal electroencefalográfica a lo largo de por lo menos sesenta a ochenta ciclos respiratorios para poder concluir la existencia de una falta de armonía. Esto corresponde, de media, a una duración de cuatro a cinco minutos, durante la cual la falta de armonía detectada no es, por definición, objeto de corrección, ya sea realizada por un médico

alertado por la puesta en evidencia de la señal electroencefalográfica anómala, o por la activación de un bucle de regulación en el respirador. Por otro lado, la señal medida por el proceso de promediado, denominada potencial premotor, puede ser fácilmente parasitada, ya sea por movimientos del paciente o por la contaminación electromagnética característica de los entornos de reanimación y de cuidados intensivos. Así, parece deseable mejorar a la vez la reactividad y la fiabilidad de la detección electroencefalográfica de la falta de armonía pacienterespirador.

Por tanto, un objetivo de la invención es proponer un sistema de detección electroencefalográfica de un ajuste inadecuado de una máquina de asistencia ventilatoria que sea más fiable, y en particular que permita una detección en tiempo real de una falta de armonía y por tanto de un ajuste inadecuado de una máquina de asistencia ventilatoria.

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

Según unos modos de realización particulares, el sistema de detección de un ajuste inadecuado según la invención comprende una o varias de las características de las reivindicaciones 2 a 7.

La invención tiene asimismo como objeto una instalación de asistencia ventilatoria según las reivindicaciones 8 y 9.

La invención tiene asimismo como objeto un procedimiento de detección de un ajuste inadecuado de una máquina de asistencia ventilatoria según la reivindicación 10.

La invención tiene asimismo como objeto un producto de programa informático según la reivindicación 11.

La invención se comprenderá mejor con la lectura de la siguiente descripción, facilitada únicamente a modo de ejemplo y realizada en referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

- la figura 1 es una vista esquemática de una instalación de asistencia ventilatoria utilizada en un paciente;

- la figura 2 es un ejemplo de curvas que representan unas etapas de procesamiento de una señal electroencefalográfica por el sistema de detección electroencefalográfica de un ajuste inadecuado según la invención;

- la figura 3 es un ejemplo de un conjunto de curvas, obtenidas a partir de electrodos colocados en unas localizaciones diferentes, y que representan la evolución en función del tiempo de una relación de desincronización de una señal electroencefalográfica recogida para un paciente que se encuentra bajo asistencia ventilatoria, en presencia de una falta de armonía entre el paciente y la máquina de asistencia ventilatoria;

- la figura 4 es una vista similar a la de la figura 3, en ausencia de falta de armonía entre el paciente y la máquina de asistencia ventilatoria;

- la figura 5 es un ejemplo de curva que representa la evolución de una señal electroencefalográfica representativa de un fenómeno respiratorio en función del tiempo; y -la figura 6 es una representación de la señal electroencefalográfica de la figura 5 en forma de un mapa de tiempo-frecuencia.

La figura 1 representa una instalación 3 de asistencia ventilatoria que utiliza un sistema de detección electroencefalográfica de un ajuste inadecuado según la invención.

Esta instalación 3 comprende una máquina de asistencia ventilatoria mecánica 6 y un sistema de detección 9 de un ajuste inadecuado de la máquina de asistencia ventilatoria 6.

La máquina 6 comprende, tal como se conoce per se, una turbina 12 adecuada para proporcionar un flujo de aire... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de detección (9) electroencefalográfica de un ajuste inadecuado de una máquina de asistencia ventilatoria (6) utilizada en un mamífero, que comprende:

- un electroencefalógrafo (27) , adecuado para medir, en función del tiempo, una señal electroencefalográfica (s (t) ) representativa de un proceso respiratorio; y -una entrada para la recepción de una señal de activación respiratoria, diferente de la señal electroencefalográfica (s (t) ) , adecuada para indicar un instante de activación respiratoria (t0) ;

comprendiendo el sistema de detección (9) además -unos medios de especificación (42) de una banda de frecuencia beta comprendida entre 15 y 30 Hz y de anchura comprendida entre 5 y 10 Hz;

- unos medios de procesamiento (48) de la señal electroencefalográfica medida, configurados para procesar la señal electroencefalográfica medida, a medida que se va adquiriendo, en la única banda de frecuencia beta especificada;

- unos medios de puesta en evidencia (51) , para cada ciclo respiratorio, de un ajuste inadecuado de la máquina de asistencia ventilatoria (6) a partir de la señal electroencefalográfica procesada en la única banda de frecuencia beta.

2. Sistema de detección (9) electroencefalográfica según la reivindicación 1, caracterizado por que los medios de puesta en evidencia (51) de un ajuste inadecuado están configurados para poner en evidencia, para cada ciclo respiratorio, una eventual desincronización de la señal electroencefalográfica en la banda de frecuencia beta especificada, precediendo dicha desincronización al instante de activación respiratoria (t0) .

3. Sistema de detección (9) electroencefalográfica según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que los medios de procesamiento (48) comprenden además unos medios de cálculo (57) , configurados para calcular la potencia instantánea (P (t) ) en la única banda de frecuencia beta de la señal electroencefalográfica, así como unos medios de almacenamiento (60) adecuados para almacenar la potencia instantánea (P (t) ) calculada.

4. Sistema de detección (9) electroencefalográfica según la reivindicación 3, caracterizado por que los medios de cálculo (57) son adecuados para calcular, para cada ciclo respiratorio, a partir de la potencia instantánea (P (t) ) , una potencia media (PmR) de la señal electroencefalográfica en la única banda de frecuencia beta a lo largo de un primer intervalo (IR) , por que los medios de puesta en evidencia (51) comprenden unos medios de comparación (63) de la potencia instantánea (P (t) ) calculada en un segundo intervalo (ID) que se extiende por adelantado con respecto al instante de activación respiratoria (t0) con la potencia media (PmR) calculada a lo largo del primer intervalo, extendiéndose el primer intervalo (IR) por adelantado con respecto al segundo intervalo (ID) , y por que los medios de puesta en evidencia (51) comprenden además unos medios de detección (66) , adecuados para detectar, para cada ciclo respiratorio, una desviación entre la potencia media (PmR) calculada en el primer intervalo (IR) y la potencia instantánea (P (t) ) calculada en el segundo intervalo (ID) .

5. Sistema de detección (9) electroencefalográfica según la reivindicación 4, caracterizado por que los medios de puesta en evidencia (51) comprenden unos medios de activación (72) de un indicador, adecuados para activar un indicador (75) si se detecta una desviación durante un número predeterminado de ciclos respiratorios sucesivos.

6. Sistema de detección (9) electroencefalográfica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende además, en la entrada de los medios de especificación (42) de la banda de frecuencia beta, unos medios de determinación (45) de la banda de frecuencia beta, comprendiendo dichos medios de determinación (45) de la banda de frecuencia beta unos medios de establecimiento de un mapa de tiempofrecuencia (90) de la señal electroencefalográfica medida por el electroencefalógrafo (27) , siendo dicho mapa de tiempo-frecuencia adecuado para indicar la evolución de la densidad espectral de potencia de la señal electroencefalográfica en función del tiempo y de la frecuencia de dicha señal y unos medios de detección (93) de una banda de frecuencia en la que la densidad espectral de potencia de la señal electroencefalográfica varía de un valor superior a un umbral predeterminado, correspondiendo esta banda de frecuencia a la banda de frecuencia beta especificada por los medios de especificación (42) .

7. Sistema de detección (9) electroencefalográfica según la reivindicación 6, caracterizado por que los medios de determinación (45) de la banda de frecuencia beta comprenden además unos medios (87) de retropromediado punto por punto de la señal electroencefalográfica a lo largo de varios intervalos de tiempo idénticos, emplazados cada uno en unos instantes de activación respiratoria (t0) sucesivos, extendiéndose cada intervalo en parte por adelantado con respecto al instante de activación respiratoria (t0) , y por que el mapa de tiempo-frecuencia se obtiene a partir de la señal electroencefalográfica promediada.

8. Instalación de asistencia ventilatoria (3) , caracterizada por que comprende -una máquina de asistencia ventilatoria (6) .

5. un sistema de detección electroencefalográfica de un ajuste inadecuado (9) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

9. Instalación de asistencia ventilatoria (3) según la reivindicación 8, caracterizada por que comprende además un bucle de retrocontrol (78) , adecuado para modificar el ajuste de la máquina de asistencia respiratoria (3) en función de las mediciones realizadas por el sistema de detección (9) electroencefalográfica de un ajuste inadecuado.

10. Procedimiento de detección de un ajuste inadecuado de una máquina de asistencia ventilatoria (6) utilizada en un mamífero, que comprende las etapas que consisten en:

- recibir una medición de una señal electroencefalográfica en función del tiempo;

- determinar, para cada ciclo respiratorio, un instante de activación respiratoria (t0) ;

- especificar una banda de frecuencia beta comprendida entre 15 y 30 Hz y de anchura comprendida entre 5 y 10 Hz;

- procesar la señal electroencefalográfica medida, a medida que se va adquiriendo, en la única banda de frecuencia beta; .

25. poner en evidencia, para cada ciclo respiratorio, un ajuste inadecuado de la máquina de asistencia ventilatoria (6) a partir de la señal electroencefalográfica procesada en la única banda de frecuencia beta.

11. Producto de programa informático que comprende unas instrucciones que, cuando se utiliza en un ordenador 30 asociado a un electroencefalógrafo (27) , realiza el procedimiento según la reivindicación 10.


 

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