Sistema de monitorización de soporte de ventilador (40) adaptado para ser utilizado con un ventilador (20) que presenta por lo menos un control de ajuste del ventilador,

comprendiendo el sistema (40): un subsistema de procesamiento (70, 80) que presenta un procesador (46) y una memoria (48), estando adaptado el procesador (46) para funcionar bajo el control de un programa almacenado en la memoria (48); estando caracterizado el sistema (40) porque: el subsistema de procesamiento (70, 80) está adaptado para recibir una o más señales de salida (51) procedentes de por lo menos un sensor (52) que se puede conectar de manera funcional a un paciente (12) seleccionado o a un circuito de respiración (25), estando basada la señal de salida (51) en un parámetro de soporte de ventilación (53 a 57) medido; y el subsistema de procesamiento (70, 80) está adaptado para determinar un ajuste de nivel o adaptación de un ajuste de nivel para dicho por lo menos un control de ajustes de ventilador del ventilador (20) como respuesta a una o más señales de salida (51) y proporciona una salida indicativa de dicho ajuste de nivel o adaptación de un ajuste de nivel

Sistema de monitorización de ventilador.

Antecedentes de la invención

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

Los soportes mecánicos de ventilación son ampliamente aceptados como forma efectiva de terapia y como medio para el tratamiento de pacientes con insuficiencia respiratoria. La ventilación es el proceso de suministro de oxígeno a los alvéolos pulmonares y de lavado del dióxido de carbono procedente de los mismos. Con el soporte de ventilación, el paciente recibe parte de un complejo sistema interactivo que se espera que proporcione la ventilación adecuada y favorezca el intercambio gaseoso para ayudar a la estabilización y recuperación del paciente. El tratamiento clínico de un paciente con ventilación requiere con frecuencia la monitorización de la respiración del paciente para detectar cualquier interrupción o irregularidad del patrón respiratorio, para poner en marcha un ventilador para iniciar la respiración asistida y para interrumpir periódicamente la respiración asistida para deshabituar al paciente del régimen de respiración asistida, devolviendo al paciente la capacidad de respirar de forma independiente.

Para aquellos casos en los que un paciente necesita ventilación mecánica debido a una insuficiencia respiratoria, se encuentran disponibles una amplia variedad de ventiladores mecánicos. Los ventiladores más modernos permiten al personal médico seleccionar y utilizar varios modos de inhalación tanto individuales como en combinación a través de los controles de ajustes del ventilador que se encuentran normalmente en los ventiladores. Estos modos pueden definirse en tres categorías inequívocas: espontánea, asistida o controlada. Durante la ventilación espontánea sin otros modos de ventilación, el paciente respira a su propio ritmo, pero otras intervenciones pueden afectar a otros parámetros de la ventilación inclusive, el volumen de ventilación pulmonar y la presión básica, por encima de la presión ambiente, en el interior del sistema. En la ventilación asistida, el paciente inicia la inhalación reduciendo la presión de base en grados variables, y a continuación el ventilador "asiste" al paciente completando la respiración mediante la aplicación de presión positiva. Durante la ventilación controlada el paciente no puede respirar espontáneamente ni iniciar la respiración, y por lo tanto depende del ventilador para cada respiración. Durante la ventilación espontánea o asistida se obliga al paciente a "trabajar" (en grados variables) utilizando los músculos respiratorios para respirar.

El trabajo de respirar (el trabajo de iniciar y mantener una respiración) realizado por el paciente para inhalar mientras se encuentra intubado y conectado al ventilador puede dividirse en dos componentes principales: trabajo fisiológico o respiración (el trabajo de respiración del paciente) y el trabajo resistente de respiración impuesto por el aparato de respiración. El trabajo de respiración puede medirse y cuantificarse en Julios/L de ventilación. En el pasado, se idearon técnicas para suministrar a los pacientes terapia de ventilación con el objetivo de mejorar los esfuerzos del paciente para respirar disminuyendo el trabajo respiratorio para mantener la respiración. También se han desarrollado otras técnicas que ayudan a la reducción del trabajo de inspiración del paciente necesario para disparar una conexión "ON" del sistema ventilador para ayudar a la respiración del paciente. Es deseable reducir el esfuerzo efectuado por el paciente en cada una de estas fases, ya que una carga elevada de trabajo de respiración puede producir daños adicionales a un paciente debilitado o encontrarse por encima de la capacidad de pacientes pequeños o minusválidos. Además es deseable proporcional el modo más apropiado y, dentro de este modo, la cantidad y calidad de soporte de ventilación más adecuadas que exijan las necesidades fisiológicas normales del paciente actual.

La primera generación de ventiladores mecánicos, antes de mediados de los años 60, se diseñó para asistir la ventilación alveolar y proporcionar oxígeno suplementario para los pacientes que no pudieran respirar debido a discapacidad neuromuscular. Desde aquella época, los ventiladores mecánicos se han vuelto más sofisticados y complicados como respuesta a la creciente comprensión de la patofisiología pulmonar. Se han introducido volúmenes de ventilación pulmonar mayores, "suspiro" ocasional y bajo nivel de presión positiva espiratoria final (PEEP) para superar la disminución gradual de la capacidad residual funcional (FRC) que se produce durante la ventilación con presión positiva (PPV) con volúmenes de ventilación pulmonar inferiores y sin PEEP. Debido a que la capacidad residual funcional reducida es el principal defecto pulmonar durante la lesión pulmonar aguda, la presión positiva continua (CPAP) y la PEEP se han convertido en los modos principales de soporte de ventilación durante la lesión pulmonar aguda.

En un esfuerzo para mejorar la tolerancia del paciente a la ventilación mecánica, se han desarrollado modos de ventilación asistida o activada por el paciente. El soporte parcial PPV, en el cual el soporte mecánico complementa la ventilación espontánea se hizo posible para los adultos fuera de la sala de operaciones, cuando en los años 70 pudo accederse a la ventilación mandatoria intermitente (IMV). Siguen desarrollándose variedades de modos de ventilación "alternativos" destinados a las necesidades de pacientes gravemente dañados.

La segunda generación de ventiladores se caracterizó por una mejor electrónica, pero, lamentablemente, debido a los intentos de sustituir el sistema de flujo gaseoso elevado IMV por válvulas de flujo según demanda imperfectas, no consiguió suministrar caudales altos continuos de gas como respuesta al esfuerzo de inspiración del paciente. Este presunto avance fuerza al paciente a realizar un trabajo impuesto excesivo y, por lo tanto, un trabajo total para superar la inercia y la resistencia de la válvula de flujo según demanda, el circuito y el ventilador. En años recientes, se han introducido microprocesadores en los ventiladores modernos. Los ventiladores con microprocesador están normalmente equipados con sensores que monitorizan respiración a respiración el flujo, la presión, el volumen y los parámetros respiratorios mecánicos obtenidos. Su capacidad para captar y transducir "exactamente" combinada con la tecnología informática hacen que la interacción entre el personal médico, el paciente y el ventilador sea más sofisticada que nunca. Los ventiladores controlados por microprocesador de la técnica anterior adolecían de una exactitud de compromiso debido a la colocación requerida de los sensores para transducir las señales de datos. Por consiguiente, se desarrollaron complicados algoritmos para que los ventiladores pudieran "aproximar" lo que estaba ocurriendo realmente dentro de los pulmones del paciente sobre una base de respiración a respiración. En realidad, los ventiladores controlados por ordenador de la técnica anterior estaban limitados a la naturaleza rígida y exacta de los algoritmos matemáticos que intentaban imitar causa y efecto en el soporte ventilador proporcionado al paciente.

Lamentablemente, cuando los ventiladores se han vuelto más complicados, y ofrecen más opciones, el número de decisiones clínicas potencialmente peligrosas aumenta. Los médicos, enfermeras y terapeutas respiratorios que cuidan del enfermo crítico se enfrentan con máquinas caras y complicadas con pocas directrices para su uso efectivo. El ajuste, monitorización e interpretación de algunos parámetros de ventilación resulta cada vez más especulativo y empírico, conduciendo a una peligrosa utilización incorrecta de estas nuevas modalidades de ventilador. Por ejemplo, el médico que cuida al paciente puede decidir incrementar el nivel de ventilación con soporte de presión (PSV) basándose en la frecuencia de respiración visualizada. El resultado puede ser un aumento del trabajo de respiración del paciente que puede no resultar adecuado. Este método de "monitorización de parámetros", lamentablemente, trata al paciente con el suministro de niveles inadecuados de soporte de presión.

Idealmente, el soporte ventilador debe realizarse a la medida para cada patofisiología de paciente existente, antes que utilizando una técnica única para todos los pacientes...

1. Sistema de monitorización de soporte de ventilador (40) adaptado para ser utilizado con un ventilador (20) que presenta por lo menos un control de ajuste del ventilador, comprendiendo el sistema (40):

un subsistema de procesamiento (70, 80) que presenta un procesador (46) y una memoria (48), estando adaptado el procesador (46) para funcionar bajo el control de un programa almacenado en la memoria (48);

estando caracterizado el sistema (40) porque:

el subsistema de procesamiento (70, 80) está adaptado para recibir una o más señales de salida (51) procedentes de por lo menos un sensor (52) que se puede conectar de manera funcional a un paciente (12) seleccionado o a un circuito de respiración (25), estando basada la señal de salida (51) en un parámetro de soporte de ventilación (53 a 57) medido; y

el subsistema de procesamiento (70, 80) está adaptado para determinar un ajuste de nivel o adaptación de un ajuste de nivel para dicho por lo menos un control de ajustes de ventilador del ventilador (20) como respuesta a una o más señales de salida (51) y proporciona una salida indicativa de dicho ajuste de nivel o adaptación de un ajuste de nivel.

2. Sistema de monitorización de soporte de ventilador (40) según la reivindicación 1, en el que el subsistema de procesamiento (70, 80) comprende asimismo un subsistema de extracción de características (70).

3. Sistema de monitorización de soporte de ventilador (40) según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que el subsistema de procesamiento (70, 80) comprende además un subsistema de inteligencia (80).

4. Sistema de monitorización de soporte de ventilador (40) según la reivindicación 3, en el que el subsistema de inteligencia (80) comprende por lo menos un módulo basado en reglas (96, 98).

5. Sistema de monitorización de soporte de ventilador (40) según las reivindicaciones 3 ó 4, en el que el subsistema de inteligencia (70, 80) comprende por lo menos una red neural (82).

6. Sistema de monitorización de soporte de ventilador (40) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicho por lo menos un parámetro de soporte de ventilación (53 a 57) se selecciona de entre el grupo constituido por: el caudal (V) del gas exhalado inspirado/espirado por el paciente en el interior del circuito de respiración; el nivel de dióxido de carbono (ExCO2) exhalado del gas exhalado espirado por el paciente en el interior del circuito de respiración; el nivel de saturación de oxígeno de la hemoglobina (SpO2) del paciente; la presión (P) del gas de respiración en el interior del circuito de respiración; la presión sanguínea (BP) del paciente; y la temperatura central del cuerpo (T) del paciente.

7. Sistema de monitorización de soporte de ventilador (40) según la reivindicación 6, en el que dicho por lo menos un parámetro de soporte de ventilación incluye asimismo por lo menos uno de entre: el nivel de PaO2 del gas de la sangre arterial del paciente; el nivel de PaCO2 del gas de la sangre arterial del paciente; y el nivel del pH del gas de la sangre arterial del paciente.

8. Sistema de monitorización de soporte de ventilador (40) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende además una pantalla (62) adaptada para visualizar la salida del sistema de procesamiento (70, 80).

9. Sistema de ventilador (10) que comprende:

un ventilador (20) adaptado para suministrar un gas de respiración (34) a un paciente (12) a través de un circuito de respiración (25) en comunicación fluídica con por lo menos un pulmón del paciente (12), presentando el ventilador (20) por lo menos un control de ajustes de ventilador (30) para regular el suministro del gas de respiración (34) desde el ventilador (20) al paciente (12), siendo cada control de ajustes (30) seleccionable para un ajuste de nivel; y

el sistema de monitorización de soporte de ventilador (40) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

10. Sistema de ventilador (10) según la reivindicación 9, en el que el subsistema de procesamiento (70, 80) está adaptado para determinar si el ajuste de nivel determinado de dicho por lo menos un(os) control(es) de ajuste de ventilador es distinto del control de ajustes de ventilador (30).

11. Sistema de ventilador (10) según las reivindicaciones 9 ó 10, en el que el ajuste de nivel determinado de dicho por lo menos un(os) control(es) de ajuste de ventilador optimiza la ventilación, la oxigenación y/o el esfuerzo de respiración del paciente.

12. Sistema de ventilador (10) según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en el que cada control de ajustes de ventilador (30) genera una señal del parámetro de ajustes de ventilador (42) indicativa del ajuste de nivel actual del control de ajustes de ventilador (30), y el sistema comprende asimismo una entrada adaptada para recibir por lo menos una señal del parámetro de ajustes de ventilador (42), en el que el subsistema de procesamiento (70, 80) está adaptado además para recibir la señal del parámetro de ajustes de ventilador (42) de la entrada, y en el que el subsistema de procesamiento (70, 80) está adaptado para determinar el ajuste de nivel de dicho por lo menos un(os) control(es) de ajuste de ventilador como respuesta tanto a la señal del parámetro de ajustes de ventilador (42) como a las señales de salida (51).

13. Sistema de ventilador (10) según la reivindicación 12, en el que la señal de parámetro de ajuste de ventilador (42) comprende por lo menos: una señal de ventilación por minuto (V_E) indicativa del nivel V_E fijado en el ventilador; una señal de frecuencia de respiración del ventilador (f) indicativa del nivel f fijado en el ventilador; una señal de volumen de ventilación pulmonar (V_T) indicativa del nivel V_T fijado en el ventilador; una señal de caudal de gas de respiración (V) indicativa del nivel V fijado en el ventilador; una señal de límite de presión indicativa del límite de presión fijado en el ventilador; una señal de trabajo de respiración (WOB) indicativa del nivel de WOB fijado en el ventilador; una señal de ventilación con soporte de presión (PSV) indicativa del nivel de PSV fijado en el ventilador; una señal de presión positiva espiratoria final (PEEP) indicativa del nivel de PEEP fijado en el ventilador; una señal de presión positiva continua en vía aérea (CPAP) indicativa del nivel de CPAP fijado en el ventilador; y una señal de concentración fraccional de oxígeno inspirado (FIO2) indicativa del nivel de FIO2 fijado en el ventilador.

14. Sistema de ventilador según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en el que el subsistema de procesamiento (70, 80) proporciona los ajustes de nivel determinados de dicho por lo menos un(os) control(es) de ajuste de ventilación.

15. Sistema de ventilador (10) según la reivindicación 10, cuando se utiliza el sistema de monitorización de soporte de ventilador (40) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende además una pantalla, indicando el subsistema de procesamiento si el ajuste de nivel determinado es distinto del control de ajustes de ventilador.

16. Sistema de ventilador (10) según las reivindicaciones 10 a 15, que comprende además una alarma (21) para notificar al operador del ventilador (20) que los ajustes de nivel de los controles de ajustes de ventilador (30) difieren de los ajustes fijados de nivel determinado de dicho por lo menos un control(es) de ajustes de ventilador.

17. Sistema de ventilador (10) según las reivindicaciones 9 a 13, en el que el ajuste de nivel determinado de dicho por lo menos un control(es) de ajustes de ventilador (20) comprende por lo menos uno de entre: una señal de ventilación por minuto (V_E) indicativa del nivel V_E fijado en el ventilador; una señal de frecuencia de respiración del ventilador (f) indicativa del nivel f fijado en el ventilador; una señal de volumen de ventilación pulmonar (V_T) indicativa del nivel V_T fijado en el ventilador; una señal de caudal de gas de respiración (V) indicativa del nivel V fijado en el ventilador; una señal de límite de presión indicativa del límite de presión fijado en el ventilador; una señal de trabajo de respiración (WOB) indicativa del nivel de WOB fijado en el ventilador; una señal de ventilación con soporte de presión (PSV) indicativa del nivel de PSV fijado en el ventilador; una señal de presión positiva espiratoria final (PEEP) indicativa del nivel de PEEP fijado en el ventilador; una señal de presión positiva continua en vía aérea (CPAP) indicativa del nivel de CPAP fijado en el ventilador; y una señal de concentración fraccional de oxígeno inspirado (FIO2) indicativo del nivel de FIO2 fijado en el ventilador.

18. Sistema de ventilador según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 17, en el que el subsistema de procesamiento (70, 80) está adaptado para seleccionar y ajustar el ajuste de nivel de dicho por lo menos un control de ajustes de ventilador (30); y en el que el ajuste de nivel de dicho por lo menos un control de ajustes de ventilador (30) está ajustado mediante el subsistema de procesamiento (70, 80) basado en el ajuste de nivel determinado.