BR0212874A2 - dispositivo e sistema para o diagnóstico não invasivo da função respiratória anormal, e, métodos para o diagnóstico da função respiratória anormal, para a medição da resposta à ressuscitação, para a medição da eficiência da ventilação alveolar e para a medição da resposta cardìaca de um paciente - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO E SISTEMA PARA O DIAGNóSTICO NãO INVASIVO DA FUNçãO RESPIRATóRIA ANORMAL, E, MéTODOS PARA O DIAGNóSTICO DA FUNçãO RESPIRATóRIA ANORMAL, PARA A MEDIçãO DA RESPOSTA à RESSUSCITAçãO, PARA A MEDIçãO DA EFICIêNCIA DA VENTILAçãO ALVEOLAR E PARA A MEDIçãO DA RESPOSTA CARDìACA DE UM PACIENTE. A invenção envolve um dispositivo e um método para assegurar o funcionamento do sistema respiratório e determinar se está presente uma embolia pulmonar. O dispositivo compreende um aparelho contendo sensores que medem a quantidade de um gás especifico expirado dos pulmões de um paciente, incluindo um gás que não pertence ao ambiente que é fornecido previamente ao paciente. A partir destes dados, um processador computa a concentraçao de gás expirado como uma função do volume expirado e mostra os resultados em uma tela. Comparando-se os resultados com valores predeterminados de populações e de pacientes afetados e saudáveis, pode ser feita uma determinação precisa em relação à presença de uma embolia pulmonar.

Description

"DlSHJsrnVü E SISTEMA PARA O DIAGNÓSTICO NÃO INVASIVODA FUNÇÃO RESPIRATÓRIA ANORMAL, E, MÉTODOS PARA ODIAGNÓSTICO DA FUNÇÃO RESPIRATÓRIA ANORMAL, PARA AMEDIÇÃO DA RESPOSTA À RESSUSCITAÇÃO, PARA A MEDIÇÃODA EFICIÊNCIA DA VENTILAÇÃO ALVEOLAR E PARA A MEDIÇÃODA RESPOSTA CARDÍACA DE UM PACIENTE"

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

1. Campo da invenção

A invenção atual refere-se genericamente a oclusõesvasculares do sistema respiratório, e mais especialmente a dispositivos nãoinvasivos e métodos para o diagnóstico de uma embolia pulmonar e doençasrelacionadas.

2. Descrição da técnica anterior

Uma embolia pulmonar ocorre quando um embolo se aloja nasartérias do pulmão, bloqueando dessa forma o fluxo de sangue para o tecidodo pulmão. Um embolo usualmente é um coágulo de sangue, conhecido comoum trombo mas poderá também ser composto de gordura, um fluidoamniótico, e tutano de osso, fragmentos de tumores, ou mesmo bolhas de arque bloqueiam um vaso sangüíneo. A não ser que seja tratada imediatamente,uma embolia pulmonar pode ser fatal. Somente nos Estados Unidos, cerca de600.000 casos ocorrem anualmente, 10% dos quais resultam em morte.

A detecção de uma embolia pulmonar é extremamente difícilpor que os sinais e sintomas podem ser facilmente atribuídos a outrascondições e os sintomas poderão variar dependendo da severidade daocorrência. Com freqüência, uma embolia pulmonar é confundida com ataquecardíaco, pneumonia, hiperventilação, falha congestiva do coração ou umataque de pânico. Em outros casos poderá não haver nenhum sintoma.

Com freqüência, um médico primeiramente deve eliminar apossibilidade de outras doenças pulmonares antes de definir que os sintomas,se alguns, são causados por uma embolia pulmonar. Métodos tradicionais dediagnóstico de teste envolvem exames de sangue, raios X do tórax, eeletrocardiogramas. Estes métodos tipicamente são mais efetivos paraeliminar outras razões possíveis do que na realidade para diagnosticar umaembolia pulmonar. Por exemplo, um raio X do tórax poderá revelarmodificações discretas nos padrões dos vasos de sangue depois de umaembolia e sinais de infarto pulmonar. No entanto, o raio X do tórax comfreqüência mostra pulmões normais, mesmo quando está presente umaembolia, e mesmo quando o raio X mostra anormalidades elas raramenteconfirmam uma embolia pulmonar. Da mesma forma, um eletrocardiogramapoderá mostrar anormalidades, mas é útil somente para estabelecer apossibilidade de uma embolia pulmonar.

Como uma embolia pulmonar altera a habilidade dos pulmõesde oxigenar o sangue e de remover o dióxido de carbono do sangue, ummétodo de diagnóstico das condições envolve a retirada de um espécime dosangue arterial e a medição da pressão parcial de oxigênio e do dióxido decarbono no sangue arterial (isto é, uma análise do gás no sangue arterial).

Apesar de uma embolia pulmonar usualmente causar anormalidades nestasmedições, não há nenhuma descoberta individual ou combinação dedescobertas a partir da análise do gás no sangue arterial que permitam umaforma confiável de se excluir ou uma forma especifica de diagnóstico parauma embolia pulmonar. Especialmente, pelo menos 15 - 20% dos pacientescom uma embolia pulmonar documentada apresentam teores normais deoxigênio e de dióxido de carbono no sangue arterial. Assim sendo, a análisedo sangue arterial não pode confirmar ou eliminar confiavelmente odiagnóstico de uma embolia pulmonar.

O ensaio do dímero D no sangue é outro método dediagnóstico que se tornou disponível para uso comercial. O fragmento daproteína do dímero D é formado quando a fibrina é fragmentada pelaplasmina e portanto produzida naturalmente sempre que são formadoscoágulos no corpo. Como resultado, o ensaio do dímero D é extremamentesensível à presença de uma embolia pulmonar mas é muito não especifico.

Em outras palavras, se o ensaio do dímero D é normal, o clínico tem um graurazoavelmente elevado de certeza de que não está presente uma emboliapulmonar. No entanto, vários estudos mostraram que um ensaio de dímero Dé normal somente em menos de um terço dos pacientes e portanto produz umalto grau de diagnósticos positivos falsos. Como resultado, o ensaio dodímero D não mostra com antecedência uma imagem formal vascularpulmonar na maioria dos pacientes com sintomas de embolia pulmonar.

Em uma tentativa de se aumentar a precisão do diagnóstico, osmédicos recentemente voltaram-se para métodos que possam produzir umaimagem de um pulmão potencialmente afetado. Tal método é um estudo deperfusão nuclear que envolve a injeção de uma quantidade pequena departículas radioativas em uma veia. As partículas radioativas então navegampara os pulmões onde realçam a perfusão do sangue no pulmão caso elaspossam penetrar em uma determinada área do pulmão. Embora resultadosnormais possam indicar que um paciente não apresenta uma emboliapulmonar, uma pesquisa anormal não necessariamente significa que estápresente uma embolia pulmonar. A perfusão nuclear com freqüência éexecutada em conjunto com um exame de ventilação do pulmão para otimizaros resultados.

Durante um exame de ventilação do pulmão, o paciente inalaum material gasoso radioativo. O material radioativo é distribuído por todosos pequenos receptáculos de ar do pulmão, conhecidos como alvéolos, epodem ser feitas imagens dos mesmos. Comparando-se este exame com osuprimento de sangue detalhado no exame de perfusão, o médico poderá sercapaz de determinar se a pessoa tem uma embolia pulmonar com base emáreas que mostram uma ventilação normal mas não apresentam perfusãosuficiente. No entanto, um exame de perfusão nem sempre apresenta umaclara evidência de que uma embolia pulmonar é a causa do problema por quecom freqüência ele produz resultados indeterminados em quase 70 % dospacientes.

Angiogramas pulmonares são meios populares de diagnósticode uma embolia pulmonar, mas o procedimento apresenta alguns riscos e émais desconfortável do que outros testes. Durante um angiograma pulmonar,um cateter é enfiado na artéria pulmonar de forma que o corante de iodo possaser injetado na corrente sangüínea. O corante escoa para as regiões do pulmãoe é radiografado utilizando-se tecnologia de raios X, o que indicaria umaembolia pulmonar como um bloqueamento do fluxo em uma artéria.

Os angiogramas pulmonares são mais úteis em diagnosticaruma embolia pulmonar do que alguns outros métodos tradicionais, mas comfreqüência apresentam riscos para a saúde e podem ser dispendiosos. Apesarde serem recomendados com freqüência pelos especialistas, poucos médicos epacientes desejam ser submetidos a tal procedimento invasivo.

A tomografia computadorizada volumétrica espiralada é outraferramenta de diagnóstico que foi proposta recentemente como um testemenos invasivo o qual pode produzir resultados mais precisos. Asensibilidade reportada a esses procedimentos tem variado amplamente, masno entanto, ela poderá ser útil somente para diagnosticar uma embolia nasartérias pulmonares centrais por que ela é relativamente insensível à coágulosnas regiões mais remotas dos pulmões.

Estes testes de imagens vasculares pulmonares apresentamvárias desvantagens em comum. Quase todos requerem uma radiação deionização e a introdução, no mínimo, de um cateter intravenoso. Os testes deimagem também envolvem tipicamente custos de mais de US$1.000 para opaciente, levam mais de 2h para serem executados, e requerem um técnicoespecialista como um técnico treinado para executar os testes e obter asimagens e um radiologista com certificação para interpretar as imagens.Notavelmente, nenhum deles é completamente seguro para pacientes queestejam grávidas. Como resultado destas desvantagens, os procedimentos deprodução de imagem não são disponíveis em muitas clínicas de pacientes deambulatório e em várias localidades dos países do terceiro mundo.

3. Objetivos e vantagens

Um objetivo e vantagem principal da invenção atual é forneceraos médicos um instrumento para diagnóstico não invasivo de oclusõesvasculares pulmonares.

Um objetivo e vantagem adicional da invenção atual é fornecerum instrumento que diagnostique com precisão oclusões vascularespulmonares.

Um outro objetivo e vantagem da invenção atual é fornecer uminstrumento para medir e interpretar os dados de teste pulmonares.

Outros objetivos e vantagens da invenção atual ficarão óbvios,e aparecem parcialmente daqui por diante.

RESUMO DA INVENÇÃO

De acordo com os objetivos e vantagens já mencionados, ainvenção atual apresenta um dispositivo e método para diagnosticar nãoinvasivamente uma embolia pulmonar. O dispositivo da invenção atual écomposto de um tubo de respiração tendo sensores para medir o fluxo de arpara dentro e para fora dos pulmões do paciente, assim como a quantidade deoxigênio, dióxido de carbono, ou nitrogênio. Alternativamente, o dispositivopode ser composto de um sensor, como um infravermelho ou espectrômetrode massa, capaz de medir a quantidade de um gás que não é do ambiente, oqual é expelido através dos pulmões depois de injetado em um paciente. Odispositivo compreende ainda uma unidade de processamento de dados quedetermina as concentrações dos gases expelidos e o volume total de gásexpirado, para apresentação em uma tela. A possibilidade de que estejapresente uma embolia pulmonar pode ser determinada por comparação dosresultados com dados predeterminados de populações normais e afetadas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é uma ilustração de um sistema respiratório durantea inalação.

A figura 2 é uma ilustração de um sistema respiratório durantea exalação.

A figura 3 é uma ilustração de um sistema respiratório afetadopor uma oclusão pulmonar vascular durante a exalação.

A figura 4 é uma representação esquemática do sistema dainvenção atual.

A figura 5 é uma vista em perspectiva de um anexo dainvenção.

A figura 6 é uma ilustração de uma leitura mostrada na tela.

A figura 7 é uma representação esquemática de uma realizaçãoalternativa da invenção atual.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Com referência agora ao desenho no qual os números dereferência semelhantes referem-se a partes semelhantes em tudo, é visto nafigura 1 uma representação de pulmões 10 livres de qualquer oclusãopulmonar. Em pulmões saudáveis 10, o sangue escoa livremente nas artériaspulmonares 12 para os capilares 14 que circundam os alvéolos individuais 16dos pulmões 10. Quando inalado o ar 18 é sugado para os pulmões 10 ealvéolos 16, o oxigênio é transferido do ar inalado 18 para a correntesangüínea e o dióxido de carbono é transferido para fora. O ar inalado 18contém tipicamente uma pressão parcial de oxigênio de aproximadamente 100torr e uma pressão parcial de dióxido de carbono de 0 torr.

Tão logo o ar inalado 18 alcança os alvéolos 16, o teor deoxigênio é reduzido enquanto que o teor de dióxido de carbono aumenta atéque é alcançado um equilíbrio com os níveis de gás no sangue nas artériaspulmonares 12. O ar inalado 18 então, conforme visto na figura 2, é expiradocomo ar exalado 20. O ar exalado 20 dos pulmões que funcionamapropriadamente apresentam tipicamente uma pressão parcial de oxigênio emtorno de 80 torr e uma pressão parcial de dióxido de carbono de cerca de 40 torr.

A figura 3 detalha o funcionamento de um sistema respiratórioafetado por uma embolia pulmonar 22 a qual, como exemplo, obstrui o fluxode sangue para um pulmão afetado 24. Como resultado, há uma redução nonúmero dos alvéolos 16 que participam da troca de gás. Este volume deespaço disponível nos alvéolos 16 que é perdido na participação comumente éreferido como espaço morto alveolar. Devido ao espaço morto e à perda dovolume alveolar total disponível para a troca de gás, o pulmão afetado 24 nãoexecuta a troca de gases tão rapidamente quanto o pulmão saudável 10. Assimsendo, o ar exalado 26 apresenta uma pressão parcial maior de oxigênio e umapressão parcial menor de dióxido de carbono do que o ar exalado de umpulmão saudável. No exemplo detalhado na figura 3, o ar exalado 26 que saido sistema respiratório apresenta uma pressão parcial de oxigênio de cerca de85 torr e uma pressão parcial de dióxido de carbono de cerca de 20 torr.

Assim sendo, a relação de dióxido de carbono para oxigênio no ar exalado 26do pulmão afetado 24 (isto é, 20:85) é menor do que a relação no ar exaladodo pulmão saudável 10 (isto é, 40:80) conforme visto na figura 2.

Conforme visto na figura 4, um sistema 28 para medir ediagnosticar doenças pulmonares é composto de uma unidade de medição 30em combinação com uma unidade de processamento de dados 50 e uma tela60. A unidade de medição 30 determina o fluxo total de ar inalado para dentroe exalado para fora dos pulmões, ao mesmo tempo determinandosimultaneamente a pressão parcial de oxigênio e de dióxido de carbono. Aunidade de processamento de dados 50 computa as concentrações de dióxidode carbono, oxigênio, e nitrogênio com base nas pressões parciais e determinaa relação de dióxido de carbono para oxigênio a partir dos dados brutosobtidos pela unidade de medição 30. A relação de dióxido de carbono paraoxigênio é então registrada contra o volume expirado, na tela 60.

Comparando-se as relações de dióxido de carbono com as leituras médias, apossibilidade de que um determinado paciente tenha uma embolia pulmonarpode ser determinada.

A unidade de medição 30 compreende um adaptador bucal deum paciente 32 ligado em comunicação fluida com um tubo de respiração 34tendo uma extremidade aberta 42 através da qual o ar pode ser inalado ouexalado. A unidade de medição 30 compreende ainda três sensores; umpneumotacografo 36, um capnometro 38, e um monitor de oxigênio 40. Estestrês sensores estão situados em série e em linha com o tubo de respiração 34para medir simultaneamente o fluxo, os níveis de dióxido de carbono, e deoxigênio do ar inalado e exalado. Sensores infravermelhos e do tipoparamagnético são os preferidos, respectivamente. Os sensores que usamtécnicas espectrométricas poderão também trabalhar para medir oxigênio edióxido de carbono desde que eles possam fornecer dados com tempo deresposta suficientemente rápido para registro do tempo real de cadarespiração. A técnica do fluxo principal para medir o ar inalado e o ar exaladoé a preferida, mas a técnica do fluxo secundário poderá também ser efetiva.

Conforme visto na figura 5, um adaptador 70 de uma peça comformato em T poderá opcionalmente ser fornecido na extremidade aberta 42do tubo de respiração 34 para uso com pacientes que são dependentes deoxigênio. O adaptador 70 da peça em T contém uma válvula de entrada 72 euma válvula de saída 74 que direcionam de forma apropriada a passagem doar inalado e exalado através do tubo de respiração 34. Ligando-se ofornecimento a um paciente dependente de oxigênio com a válvula de entrada72, o ar inalado primeiramente é passado através dos três sensores 36, 38, 40para estabelecer as leituras básicas de concentrações de oxigênio e de dióxidode carbono para comparação com o ar exalado, por que um pacientedependente de oxigênio recebe ar que tem concentrações diferentes das do arque está presente no ambiente.

A unidade de processamento de dados 50 é composta de umprocessador disponível comercialmente, programado com um programa paraa interpretação dos dados obtidos pela unidade de medição 30 e dadoscomparativos de referência. O programa pode ser desenvolvidoespecificamente para executar os cálculos necessários para determinar aspressões parciais e as relações de dióxido de carbono para oxigênio ou oprograma opcionalmente pode ser comprado comercialmente, e se necessário,modificado para processar os algoritmos apropriados. Depois da pesquisaadicional, os dados comparativos básicos podem ser atualizados com base nosdados obtidos do uso da invenção para refinar ainda mais os valores normaisesperados.

A tela 60 é composta de um tubo de raios catódicos ou outrovisor para a apresentação dos dados computarizados. A tela 60 opcionalmentepode mostrar os gráficos representando referências predeterminadas ou dadosbásicos para populações de teste contra as quais as leituras atuais podem serregistradas para uma comparação visual. Além de mostrar as relações dedióxido de carbono para oxigênio como uma função do tempo calculados pelaunidade de processamento de dados 50, a tela 60 opcionalmente poderámostrar o registro das pressões parciais de oxigênio e dióxido de carbonoexpirados. Usando esta informação um médico poderá estimar a eficiência daventilação alveolar em pacientes com síndrome aguda de disfunçãorespiratória para auxiliar a escolha dos parâmetros da ventilação mecânica.

Além dos três sensores primários 36, 38, 40, a unidade deprocessamento de dados 50 opcionalmente poderá ser ligada à um oxímetrode pulsação 44 que mede a saturação de oxigênio arterial de hemoglobina dosangue arterial. A partir destes dados, e da medição adicional de pH e daconcentração de hemoglobina em uma amostra periférica de sangue venoso, aresposta cardíaca do paciente pode ser calculada de acordo com a equação deFick. Para se executar a equação de Fick5 devem ser determinados o oxigêniototal médio consumido, o teor de oxigênio arterial e o teor de oxigêniovenenoso. O oxigênio médio total consumido pode ser determinado a partir datensão de oxigênio e das curvas de fluxo ao longo de um período de tempopredeterminado. Para fins de se determinar a resposta cardíaca, um período detempo de um minuto é suficiente. O teor de oxigênio arterial pode serestimado multiplicando-se a saturação de oxigênio arterial (medido pelooxímetro de pulsação 44) pela concentração de hemoglobina (determinada apartir da amostra de sangue venoso). O teor de oxigênio venoso pode sercalculado determinando-se a tensão de oxigênio nadir (menor média) durantea expiração ao longo de um período de tempo predeterminado. A partir datensão de oxigênio nadir, a saturação de oxigênio venoso pode ser estimadade acordo com as curvas publicadas de ligação de oxigênio para o pH medido.

O teor de oxigênio venoso é então calculado multiplicando-se a saturação deoxigênio venoso pela hemoglobina venosa (medida a partir da amostra desangue venoso). Tão logo sejam feitos estes cálculos, a resposta cardíaca édeterminada dividindo-se o oxigênio total consumido pela diferença entre oteor de oxigênio arterial e o teor de oxigênio venoso. O algoritmo para ocálculo de Fick pode ser programado no programa da unidade deprocessamento de dados e os resultados apresentados na tela 60. A mediçãoda resposta cardíaca é útil para ajudar o médico na determinação do sucessoou fracasso do tratamento previsto para aliviar as obstruções pulmonaresvasculares, ou para tratar o choque circulatório.

O dispositivo 28 é utilizado tendo-se a respiração de umpaciente (inalar e exalar um número de vezes predeterminado) através doadaptador bucal 32 da unidade de medição 30. Quando o paciente inala eexala o sensor de fluxo pneumotacografo 36, o capnometro 38, e o monitor deoxigênio 40 executam as suas respectivas leituras, que são então transmitidaseletricamente através de fios ou cabos para a unidade de processamento 50. Oprograma programável colocado na unidade de processamento de dados 50converte as medições em leituras de volume e de concentração, calcula arelação de dióxido de carbono para o oxigênio, e mostra esta relação na formade um gráfico contra o volume de ar expirado. As leituras poderão serotimizadas solicitando-se ao paciente manter o ar inalado durante váriasbatidas do coração antes de exalá-lo através do adaptador bucal 32 da unidadede medição 30. Geralmente é aceito que pacientes sem uma embolia pulmonarnormalmente terão uma relação de dióxido de carbono para oxigênio de 0,30ou maior enquanto que os pacientes com uma embolia pulmonar terão umarelação de dióxido de carbono para oxigênio de 0,25 ou menos.

O dispositivo 28 poderá também ser utilizado para detectar oconsumo de oxigênio de todo o corpo e determinar a adequação dosuprimento de oxigênio durante a ressuscitação do choque. Durante ascondições de inflamação sistêmica o corpo extrai oxigênio em níveis maioresdo que o normal, resultando em um aumento na relação de dióxido de carbonopara oxigênio do ar exalado. Utilizando a peça em forma de T 73 da maneiraexplicada acima, podem ser determinadas a concentração de oxigêniofornecida a um paciente e a concentração de oxigênio exalado. Conformeilustrado na figura 6, quando o nível de fornecimento de oxigênio (isto é, aquantidade fornecida menos a quantidade exalada) observada em duasconcentrações de oxigênio inspiradas alcança níveis normais, um médico tema conformação visual de que a ressuscitação feita é adequada. Um métodos dedeterminação da adequação da ressuscitação é se determinar o fornecimentode oxigênio em concentrações fixas relativamente baixas de oxigênio e emconcentração fixa relativamente elevada. As concentrações relativamentebaixas incluem cerca de 21 a 30% (21 - 30%) de oxigênio e as concentraçõesde oxigênio relativamente elevadas envolvem cerca de 45 a 50% (45 - 50%)de oxigênio. A diferença entre o fornecimento de oxigênio em concentraçõesrelativamente baixas contra concentrações relativamente elevadas pode sercomparada com um nomograma de pacientes saudáveis, massa corporal,índice de massa corporal, e gênero, da mesma idade, e usada para avaliar aadequação da ressuscitação fluida e vasopressora.

A unidade de processamento de dados 50 adicionalmente podeser programada para mostrar na tela 60 qualquer das medições individuaisfeitas pelos sensores 36, 38, 40, e 44, ou combinações dos mesmos para finsde diagnóstico. Por exemplo, um registro do dióxido de carbono expirado e daconcentração de oxigênio ao longo do tempo poderia ser utilizado paraestimar a eficiência da ventilação alveolar em pacientes com síndrome dedisfunção respiratória. Adicionalmente, os dados registrados pelos sensores36, 38, 40, e 44 poderiam ser utilizados para auxiliar na decisão de como seajustar de maneira apropriada os parâmetros dos ventiladores mecânicos,como os parâmetros de grau de pressão de expiração final positiva, minutosde ventilação e pressão de inspiração de pico, para otimizar o tratamento dopaciente. Por exemplo, os dados dos sensores 36, 37, 40, e 44, podem serregistrados individualmente em pacientes que estão sendo ventiladosmecanicamente. Ao se registrar simultaneamente as pressões parciais deoxigênio e dióxido de carbono como uma função do volume de cadarespiração, podem ser determinados a quantidade de dióxido de carbonoliberada e a percentagem de oxigênio extraído. Se a pressão barométrica éconhecida ou colocada na unidade de processamento de dados 50, pode sercalculada a eficiência da ventilação alveolar durante cada respiração devolume periódica. Esta informação pode então ser utilizada para o ajuste daventilação mecânica para otimizar a eficiência alveolar ou eficiência daventilação da respiração alveolar.

A unidade de medição 30 poderá ser composta de umpneumotacografo 34 e um espectrômetro infravermelho 80 em comunicaçãofluida com o tubo de respiração 34. O espectrômetro 80 é capaz de medir aconcentração de expiração de outras substâncias, como gases quenormalmente não estão presentes no ar ambiente, que são eliminados ouexpelidos de um paciente através dos pulmões. O paciente é injetadointravenosamente com uma quantidade segura predeterminada da substância,permitindo-se que a exale através da unidade de medição 30 duranteaproximadamente 5 minutos. Durante este período de tempo, as medições dopneumotacografo 36 e do espectrômetro 80 são fornecidas para a unidade deprocessamento de dados 50 que computa a concentração da substância (comouma percentagem ou pressão parcial) e fornece os resultados paraapresentação na tela 60. Assim como nas realizações anteriores da invençãoatual, a presença ou ausência de uma embolia pulmonar pode ser determinadacom base em uma comparação dos resultados apresentados pelo pacienteespecífico com as curvas de eliminação derivadas de uma grande amostragemde populações normais e afetadas. Um espectrômetro de massa emcomunicação fluida com a unidade de medição 30 poderia alternativamenteser utilizado para medir a quantidade de gás inerte expirada pelo paciente.

Uma substância que é medicamente segura para uso em sereshumanos é o hexafluoreto de enxofre. Por exemplo, uma preparação útil dehexafluoreto é o Sono Vue®, uma suspensão de microbolhas estabilizadas dehexafluoreto de enxofre em uma solução salina a 0,9% produzida pela BraccoSpA, Milão, Itália. O paciente é injetado através de uma agulha "borboleta"com 0,03 ml/kg da preparação de hexafluoreto de enxofre, evitando assim anecessidade de um cateter intravenoso. O espectrômetro de infravermelho 80mede a concentração de hexafluoreto de enxofre (como uma percentagem oupressão parcial) e fornece os dados 82 para a unidade de processamento dedados 50. Os moles de hexafluoreto de enxofre expirados são entãocalculados e registrados na tela 60 como uma função do volume expirado. Atela 60 também pode apresentar dados de populações normais e afetadas parafins de diagnóstico. Outras substâncias que podem ser preparadas em soluçãoe utilizadas desta forma são acetileno, etano, ciclopropano, halotano, éter, eacetona.

Embora a unidade de medição 30 inclua otimamente ocapnometro 38 para a medição da concentração de dióxido de carbonoexpirado e o monitor de oxigênio 40 para medir as concentrações de oxigênioexpirado, o capnometro 38 ou o monitor de oxigênio 40 poderão sersubstituídos por um espectrômetro de massa que pode medir o nitrogênioexpirado e fornecer os dados para a unidade de processamento de dados 50para o cálculo da concentração. Como o ar ambiente é compostoprincipalmente de três gases, isto é, nitrogênio, oxigênio, e dióxido decarbono, a medição da concentração de quaisquer dois dos gases poderápermitir uma determinação aproximada do terceiro, utilizando-se tabelas oucálculos standard. Assim sendo, o espectrômetro de massa pode substituir ocapnometro 38 e o monitor de oxigênio 40 e a unidade de processamento dedados 50 pode ser programada com os cálculos necessários para se determinaras concentrações de oxigênio e de dióxido de carbono necessárias para odiagnóstico.

Claims (33)

1. Dispositivo para o diagnóstico não invasivo da funçãorespiratória anormal, caracterizado pelo fato de que compreende:um tubo de respiração do paciente;um medidor de vazão ligado com o referido tubo;um medidor de oxigênio ligado ao referido tubo; eum medidor de dióxido de carbono ligado ao referido tubo.

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende ainda um adaptador em comunicação fluida como referido tubo, onde o referido adaptador é composto de um corpo oco tendouma válvula de entrada capaz de ser conectada com a fonte de oxigênio para opaciente e uma válvula de saída para exaurir o ar expirado.

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o referido tubo é composto de um adaptador bucal emcomunicação fluida com um corpo principal, uma válvula de entrada emcomunicação fluida com o referido corpo e adaptada para ser ligada a umafonte de oxigênio para o paciente e uma válvula de saída em comunicaçãofluida com o referido corpo para exaurir o ar expirado.

4. Sistema para o diagnóstico não invasivo da funçãorespiratória anormal, caracterizado pelo fato de que compreende:um tubo de respiração do paciente;um medidor de vazão ligado no referido tubo;uma conexão do medidor de oxigênio com o referido tubo;um medidor de dióxido de carbono ligado no referido tubo; euma unidade de processamento de dados ligada no referidomedidor de fluxo, referido medidor de oxigênio, e referido medidor dedióxido de carbono.

5. Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelofato de que compreende ainda uma tela acoplada na referida unidade deprocessamento de dados.

6. Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelofato de que compreende ainda um oxímetro de pulsação arterial ligado nareferida unidade de processamento de dados.

7. Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelofato de que compreende ainda um adaptador em comunicação fluida com oreferido tubo, onde o referido adaptador é composto de um corpo oco tendouma válvula de entrada capaz de ser ligada na fonte de oxigênio para opaciente e uma válvula de saída para exaurir o ar expirado.

8. Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelofato de que o referido tubo é composto de um adaptador bucal emcomunicação fluida com um corpo principal, uma válvula de entrada emcomunicação fluida com o referido corpo e adaptada para conexão a umafonte de oxigênio para o paciente e uma válvula de saída em comunicaçãofluida com o referido corpo para exaurir o ar expirado.

9. Dispositivo para o diagnóstico não invasivo da funçãorespiratória anormal, caracterizado pelo fato de que compreende:meios para a medição da concentração de oxigênio e dedióxido de carbono no ar inalado e exalado por uma pessoa;meios para se calcular as relações de dióxido de carbono paraoxigênio ligados nos referidos meios de medição; emeios para se registrar as referidas relações ligados aosreferidos meios de cálculo.

10. Método para o diagnóstico da função respiratória anormal,caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:fornecimento de um adaptador bucal para um paciente;permitir que o referido paciente exale o ar através do referidoadaptador bucal;medição das pressões parciais de oxigênio e de dióxido decarbono do ar exalado;cálculo das relações de dióxido de carbono para oxigênio parao volume de ar exalado; edeterminar se as relações indicam um função respiratóriaanormal.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que compreende ainda as etapas de:permitir que o referido paciente inale através do referidoadaptador bucal; emedir as pressões parciais de oxigênio e de dióxido de carbonodo ar inalado.

12. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que compreende ainda a etapa de diagnóstico da funçãorespiratória anormal produzida por embolia pulmonar se a relação de dióxidode carbono para oxigênio é menor do que cerca de 0,25.

13. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que a referida determinação se as relações indicam funçãoanormal compreende a comparação das relações com dados predeterminadosde populações normais e de populações com outras causas de funçãorespiratória anormal que simulam embolia pulmonar.

14. Método para a medição da resposta à ressuscitação,caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:permitir que o referido paciente inale através de um adaptadorbucal;medir as pressões parciais de oxigênio e de dióxido de carbonodo ar inalado.permitir que o referido paciente exale ar através do referidoadaptador bucal;medir as pressões parciais de oxigênio e de dióxido de carbonodo ar exalado;calcular a quantidade de oxigênio fornecida para o paciente; edeterminar se a ressuscitação está completa.

15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizadopelo fato de que a etapa de determinação se a ressuscitação está completacompreende a comparação da quantidade de oxigênio fornecida com dadospredeterminados de populações normais.

16. Método para a medição da resposta à ressuscitação de umpaciente, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:fornecimento de um dispositivo capaz de medir as pressõesparciais de oxigênio e de dióxido de carbono;fornecimento de uma concentração relativamente baixa deoxigênio inspirado de cerca de 21 a 30%;fornecimento de uma concentração relativamente elevada deoxigênio inspirado de cerca de 45 a 50%;calcular a quantidade de oxigênio fornecido para o paciente naconcentração menor de oxigênio inspirado e na concentração maior deoxigênio inspirado; ecomparar a diferença entre o oxigênio fornecido comconcentração menor e concentração maior com os valores esperados.

17. Método para a medição da eficiência da ventilaçãoalveolar, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:fornecimento de um adaptador bucal para um paciente;permitir que o referido paciente inale através do referidoadaptador bucal;medir as pressões parciais de oxigênio e de dióxido de carbonodo ar inalado;calcular a quantidade de oxigênio fornecida;calcular a quantidade de dióxido de carbono liberada;determinar a eficiência da ventilação alveolar durante cadarespiração de volume periódica. Método para a medição da resposta cardíacade um paciente, compreendendo as etapas de:fornecimento de uma adaptador bucal para um paciente;permitir que o referido paciente inale e exale através doreferido adaptador bucal;medição contínua das pressões parciais de oxigênio do arinalado e exalado;medição contínua da saturação de oxigênio arterial através dooxímetro de pulsação;medição do pH e da concentração de hemoglobina de umaamostra de sangue venoso; ecálculo da resposta cardíaca.

18. Método para a medição da resposta cardíaca de umpaciente, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:fornecimento de um adaptador bucal para um paciente;permitir que o referido paciente inale e exale através doreferido adaptador bucal;medir continuamente as pressões parciais de oxigênio do arinalado e exalado;medir continuamente a saturação de oxigênio arterial atravésdo oxímetro de pulsação;medir o pH e a concentração de hemoglobina de uma amostrade sangue venoso; ecalcular a resposta cardíaca.

19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizadopelo fato de que a etapa de cálculo da resposta cardíaca compreende ainda asetapas de:cálculo do oxigênio médio total consumido ao longo de umperíodo de tempo predeterminado;cálculo do teor de oxigênio arterial como o produto dasaturação de oxigênio arterial e da concentração de hemoglobina medidos;determinação da tensão média mais baixa de oxigênio durantea expiração ao longo de um período de tempo predeterminado;estimativa da saturação de oxigênio venoso a partir da tensãomédia mais baixa de oxigênio de acordo com as curvas publicadas de ligaçãode oxigênio para o pH medido;cálculo do teor de oxigênio venoso como a saturação deoxigênio venoso e a concentração de hemoglobina medidos; edivisão do oxigênio médio total consumido pela diferençaentre o teor de oxigênio arterial e o teor de oxigênio venoso.

20. Dispositivo para o diagnóstico não invasivo da funçãorespiratória anormal, caracterizado pelo fato de que compreende:um tubo de respiração do paciente;um medidor de vazão ligado no referido tubo; eum espectrômetro ligado no referido tubo.

21. Dispositivo de acordo com a reivindicação 20,caracterizado pelo fato de que o referido espectrômetro é um espectrômetro deinfravermelho.

22. Dispositivo de acordo com a reivindicação 21,caracterizado pelo fato de que o referido espectrômetro de infravermelho écapaz de medir a presença de um gás que não pertence ao ambiente.

23. Dispositivo de acordo com a reivindicação 22,caracterizado pelo fato de que o referido gás que não pertence ao ambiente éhexafluoreto de enxofre.

24. Dispositivo para o diagnóstico não invasivo da funçãorespiratória anormal, caracterizado pelo fato de que compreende:um tubo de respiração do paciente;um medidor de vazão ligado no referido tubo;uma conexão do medidor de oxigênio com o referido tubo;um medidor de nitrogênio ligado no referido tubo; euma unidade de processamento de dados programada paracalcular a concentração de oxigênio e de dióxido de carbono, ligada noreferido medidor de vazão, referido medidor de oxigênio, e referido medidorde nitrogênio.

25. Dispositivo de acordo com a reivindicação 24,caracterizado pelo fato de que o referido medidor de nitrogênio é umespectrômetro de massa.

26. Dispositivo para o diagnóstico não invasivo da funçãorespiratória anormal, caracterizado pelo fato de que compreende:um tubo de respiração do paciente;um medidor de vazão ligado no referido tubo;uma conexão do medidor de dióxido de carbono ligada noreferido tubo;um medidor de nitrogênio ligado no referido tubo; euma unidade de processamento de dados programada paracalcular a concentração de oxigênio e de dióxido de carbono, ligada noreferido medidor de vazão, referido medidor de dióxido de carbono e referidomedidor de nitrogênio.

27. Dispositivo de acordo com a reivindicação 26,caracterizado pelo fato de que o referido medidor de nitrogênio é umespectrômetro de massa.

28. Sistema para o diagnóstico não invasivo da funçãorespiratória anormal, caracterizado pelo fato de que compreende:um tubo de respiração do paciente;um medidor de vazão ligado no referido tubo;uma conexão do medidor de oxigênio com o referido tubo;um medidor de dióxido de carbono ligado com o referido tubo;um espectrômetro ligado com o referido tubo; euma unidade de processamento de dados ligada no referidomedidor de vazão, referido medidor de oxigênio, referido medidor de dióxidode carbono, e espectrômetro.

29. Sistema de acordo com a reivindicação 28, caracterizadopelo fato de que compreende ainda uma tela acoplada na referida unidade deprocessamento de dados.

30. Dispositivo para o diagnóstico não invasivo da funçãorespiratória anormal, caracterizado pelo fato de que compreende:meios para a detecção da quantidade de um gás que nãopertence ao ambiente exalado por um paciente;meios para o cálculo da concentração do referido gás; emeios para o registro da referida concentração do referido gáscomo uma função do volume expirado.

31. Método para o diagnóstico da função respiratória anormal,caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:injeção em um paciente de uma quantidade predeterminada deum gás que não pertence ao ambiente em uma solução estéril;fornecimento de um adaptador bucal ao referido paciente;permitir que o referido paciente exale através do referidoadaptador bucal;medir a concentração exalada do referido gás ao longo de umperíodo de tempo predeterminado; edeterminar se a concentração exalada do referido gás indicafunção respiratória anormal.

32. Método de acordo com a reivindicação 31, caracterizadopelo fato de que a referida etapa de se determinar se a concentração exaladado referido gás indica função respiratória anormal é composto de:apresentação de um gráfico dos moles do referido gás expiradocomo uma função do volume total de gases expirados; ecomparação do referido gráfico com os dados correspondentesde populações normais e afetadas.

33. Método de acordo com a reivindicação 31, caracterizadopelo fato de que o referido gás que não pertence ao ambiente é escolhido dogrupo consistindo de hexafluoreto de sódio, acetileno, etano, ciclopropano,halotano, éter, e acetona.