BR102019000814A2

BR102019000814A2 - device and method of measuring and controlling the cuff pressure of tracheal prostheses

Info

Publication number: BR102019000814A2
Application number: BR102019000814-8A
Authority: BR
Inventors: Ricardo Emmanuel De Souza; Jadiel Da Silva Nascimento; Bruna Caroline Braga Carielo; Ellen Cristina Xavier Coelho; Ewelim Dayane De Souza Barros; Marcos Aurélio Do Nascimento; Wellington Pinheiro Dos Santos
Original assignee: Universidade Federal De Pernambuco
Priority date: 2019-01-15
Filing date: 2019-01-15
Publication date: 2020-07-28

Abstract

A presente invenção descreve um dispositivo de medição e controle da pressão de balonete de próteses traqueais e um método de medição e controle da pressão de balonete de próteses traqueais utilizadas para respiração artificial de pacientes que necessitam de ventilação mecânica e de próteses traqueais utilizadas em pacientes submetidos à traqueostomia. Especificamente, a presente invenção compreende meio de medição da pressão do balonete por meio de um conjunto de sensores, mostra dos valores em um mostrador, autocorreção da pressão, através da atuação de uma bomba de ar e uma válvula eletromecânica, por um processador de sinais com auxílio de compensação de variações, circuito seletor de intervalos de pressão de referência, armazenamento dos dados das pressões e alerta de irregularidades na pressão do balonete. A presente invenção se situa nos campos da engenharia biomédica, engenharia clínica, fisioterapia e medicina.

The present invention describes a device for measuring and controlling the cuff pressure of tracheal prostheses and a method of measuring and controlling the cuff pressure of tracheal prostheses used for artificial respiration of patients requiring mechanical ventilation and of tracheal prostheses used in patients undergoing tracheostomy. Specifically, the present invention comprises means of measuring the cuff pressure by means of a set of sensors, showing the values on a display, pressure self-correction, through the actuation of an air pump and an electromechanical valve, by a signal processor with variation compensation aid, reference pressure range selector circuit, pressure data storage and cuff pressure irregularity alert. The present invention is in the fields of biomedical engineering, clinical engineering, physiotherapy and medicine.

Description

DEVICE AND METHOD OF MEASUREMENT AND CONTROL OF BUCKET PRESSURE FOR TRACHEAAL PROSTHESES

Field of the Invention

[0001] A presente invenção descreve um dispositivo e um método de medição e controle da pressão de balonetes de próteses traqueais utilizadas para respiração artificial de pacientes em ventilação mecânica e de próteses traqueais utilizadas em pacientes submetidos a traqueostomia, onde é realizada a medição, mostra e autocorreção da pressão e alerta de irregularidades. A presente invenção se situa nos campos da medicina.[0001] The present invention describes a device and a method of measuring and controlling the pressure of tracheal prosthetic cuffs used for artificial respiration of patients on mechanical ventilation and tracheal prostheses used in patients undergoing tracheostomy, where the measurement is performed, shows and self-correction of pressure and warning of irregularities. The present invention is in the fields of medicine.

Background of the Invention

[0002] Os cafômetros encontrados usualmente nos hospitais são instrumentos que tem princípio de funcionamento mecânico e permitem a medição da pressão do balonete em instantes definidos e a correção da pressão é realizada manualmente. Há os cafômetros com princípio de funcionamento mecânico, que medem a pressão e a corrigem continuamente (automaticamente) e, também, os cafômetros de princípio de funcionamento eletrônico, que medem a pressão e a corrigem manualmente, em instantes definidos. Normalmente, os pacientes hospitalizados em Unidades de Terapia Intensiva estão sob respiração artificial, ou seja, em ventilação mecânica. Nesta situação, faz-se necessário a medição rotineira da pressão do balonete com o objetivo de minimizar as complicações provenientes das pressões elevadas que provocam lesões de traqueia e isquemias, assim como pressões abaixo dos valores normais que podem levar a broncoaspiração e pneumonias associadas à ventilação mecânica, sendo necessário a monitorização da pressão no mínimo quatro vezes ao dia e realizando com equipamento adequado. As duas principais razões para a não monitorização da pressão é a farta rotina dos profissionais para a realização do procedimento, assim como a não prescrição desta conduta no prontuário do paciente. Ainda assim, existe por parte dos profissionais, que realizam a medição da pressão do balonete de forma subjetiva, a utilização da palpação digital (pressão com as pontas dos dedos), e com isso ocasionando as complicações provenientes de pressões elevadas. Mesmo quando a medição da pressão é realizada com o equipamento especifico, existe escape de ar decorrente do acoplamento e desacoplamento do equipamento, estabelecendo uma difícil forma de monitorização da pressão. Em algumas situações ocorre do balonete das próteses endotraqueais apresentarem vazamento ou furar durante alguns procedimentos. Caso isso venha a acontecer, os equipamentos não disponibilizam nenhum recurso que possa detectar essa ocorrência.[0002] The cafometers usually found in hospitals are instruments that have a mechanical functioning principle and allow the measurement of cuff pressure at defined moments and the correction of pressure is carried out manually. There are cafometers with mechanical functioning principle, which measure pressure and correct it continuously (automatically), and also, electronically functioning cafometers, which measure pressure and correct it manually, at defined moments. Normally, patients hospitalized in Intensive Care Units are under artificial respiration, that is, on mechanical ventilation. In this situation, it is necessary to routinely measure the cuff pressure in order to minimize complications from the high pressures that cause tracheal injuries and ischemia, as well as pressures below normal values that can lead to bronchoaspiration and pneumonia associated with ventilation. mechanical, being necessary to monitor the pressure at least four times a day and carrying out with appropriate equipment. The two main reasons for not monitoring the pressure are the professionals' abundant routine for performing the procedure, as well as the non-prescription of this conduct in the patient's medical record. Even so, there is on the part of the professionals, who perform the cuff pressure measurement subjectively, the use of digital palpation (pressure with the fingertips), and with this causing the complications arising from high pressures. Even when the pressure measurement is performed with the specific equipment, there is air leakage due to the coupling and decoupling of the equipment, establishing a difficult way of monitoring the pressure. In some situations, the cuff of endotracheal prostheses may leak or puncture during some procedures. If this happens, the equipment does not provide any resources that can detect this occurrence.

[0003] Na busca pelo estado da técnica em literaturas científica e patentária, foram encontrados os seguintes documentos que tratam sobre o tema:[0003] In the search for the state of the art in scientific and patent literature, the following documents dealing with the topic were found:

[0004] O documento US20090229605A1 revela um método e um sistema de inserção de um tubo traqueal nas vias aéreas e inflagem de um balonete associado ao tubo endotraqueal dentro da via aérea, onde a pressão do balonete é medida por meio de sensores e então comparada a um valor ótimo, minimizando a fuga de secreção para os pulmões e os danos associados à pressão nas vias respiratórias. O documento menciona um módulo de inflagem de cafômetro compreendendo um ou mais sensores de pressão para monitoramento de pressão. A medição da pressão é executada de forma contínua, permitindo o acesso aos valores de pressão em tempo real. Ainda, o documento descreve um mecanismo de correção de pressão no cafômetro, por meio da medição da pressão parcial do gás carbônico e comparação com um nível ótimo e então ajuste da inflagem do cafômetro de forma a adaptá-la para o valor ótimo. O documento menciona também que o sistema pode compreender um display de exibição da pressão, onde um operador pode ajustar a inflação manualmente e também automaticamente onde o dispositivo de inflagem está em comunicação com os sensores de pressão. Entretanto, o documento US20090229605A1 não menciona um sistema de alerta para indicar aos operadores que a pressão do balonete está irregular. Além disso, o documento não menciona um sistema de ajuste de faixas de pressão a serem monitoradas bem como o registro da pressão do balonete ao longo do tempo, para análise posterior.[0004] US20090229605A1 discloses a method and system for inserting a tracheal tube into the airways and inflating a cuff associated with the endotracheal tube into the airway, where the cuff pressure is measured by means of sensors and then compared to an optimal value, minimizing the leakage of secretion into the lungs and the damage associated with pressure in the airways. The document mentions a cafometer inflation module comprising one or more pressure sensors for pressure monitoring. Pressure measurement is performed continuously, allowing access to pressure values in real time. Furthermore, the document describes a pressure correction mechanism in the cafometer, by measuring the partial pressure of carbon dioxide and comparing it with an optimum level and then adjusting the inflation of the cafometer in order to adapt it to the optimum value. The document also mentions that the system can comprise a pressure display, where an operator can adjust the inflation manually and also automatically where the inflation device is in communication with the pressure sensors. However, US20090229605A1 does not mention an alert system to indicate to operators that the cuff pressure is irregular. In addition, the document does not mention a system for adjusting pressure ranges to be monitored or recording the cuff pressure over time for later analysis.

[0005] O documento US20120188084A1 revela um sistema compreendendo um tubo endotraqueal com balonete em comunicação com um transdutor de pressão e um mecanismo de inflar e desinflar um balonete, onde o transdutor de pressão é capaz de gerar tensão em comunicação eletrônica com um microcontrolador, onde o dito microcontrolador está em comunicação eletrônica com um alarme. O documento detalha a utilização de um sensor de piezoelétrico para medição da pressão do ar e a utilização da plataforma Arduino para prover o processamento da entrada do transdutor. Todavia, o documento não apresenta uma solução relacionada ao ajuste automático da pressão do balonete, e não revela integralmente todas as características técnicas apresentadas na presente invenção.[0005] The document US20120188084A1 discloses a system comprising an endotracheal tube with cuff in communication with a pressure transducer and a mechanism for inflating and deflating a cuff, where the pressure transducer is capable of generating voltage in electronic communication with a microcontroller, where said microcontroller is in electronic communication with an alarm. The document details the use of a piezoelectric sensor to measure air pressure and the use of the Arduino platform to provide the transducer input processing. However, the document does not present a solution related to the automatic adjustment of the cuff pressure, and does not fully reveal all the technical characteristics presented in the present invention.

[0006] O documento US20100312132A1 revela métodos e sistemas para determinar a pressão no balonete. As medições de pressão podem ser calibradas ou ajustadas com base num conjunto de coeficientes de calibração ou num conjunto de curvas de calibração, que podem refletir os parâmetros do paciente e os fatores de geometria do cafômetro. A calibração resultante pode ser utilizada para determinar uma estimativa mais precisa da pressão pulmonar, que por sua vez pode ser utilizada para controlar um ventilador e fornecer assistência respiratória a um paciente. A medição de pressão deve ser executada continuamente ou intermitentemente. As medições podem ser indicadas por lâmpadas, display e também por um alarme sonoro ou luminoso. O documento US20100312132A1 refere-se a uma solução para calibração da medição da pressão e não para a correção da mesma para um padrão pré-definido, e não apresenta uma solução relacionada à correção de pressão automática da pressão do balonete para um valor pré-definido.[0006] US20100312132A1 discloses methods and systems for determining cuff pressure. Pressure measurements can be calibrated or adjusted based on a set of calibration coefficients or a set of calibration curves, which can reflect the patient's parameters and the cafometer geometry factors. The resulting calibration can be used to determine a more accurate estimate of lung pressure, which in turn can be used to control a ventilator and provide respiratory assistance to a patient. The pressure measurement must be carried out continuously or intermittently. The measurements can be indicated by lamps, display and also by an audible or luminous alarm. US20100312132A1 refers to a solution for calibrating the pressure measurement and not for correcting it to a predefined standard, and does not present a solution related to automatic pressure correction of the cuff pressure to a predefined value .

[0007] O documento WO2015136337A1 revela um dispositivo para medição de pressão no cafômetro de tubos traqueais, compreendendo: uma estrutura, um display de cristal líquido para exibição da pressão medida, cânula e meios de conexão da cânula, um circuito eletrônico de processamento um microcontrolador com conversão analógico-digital, um LED, um alto-falante e um transdutor de pressão. O documento menciona a pressão sendo medida de forma direta por um sensor de pressão, onde este sinal de pressão é convertido de analógico para digital e é exibido em uma tela de exibição gráfica. Ademais, o documento revela que o sistema é adaptado para geração de alarmes sonoros e/ou luminosos quando a pressão medida não pertence ao intervalo permitido. Contudo, o documento WO2015136337A1 refere-se apenas a medição de pressão contínua e não ao ajuste automático desta pressão.[0007] WO2015136337A1 discloses a device for measuring pressure in the tracheal tube cafometer, comprising: a structure, a liquid crystal display for display of the measured pressure, cannula and cannula connection means, an electronic processing circuit a microcontroller with analog-digital conversion, an LED, a speaker and a pressure transducer. The document mentions the pressure being measured directly by a pressure sensor, where this pressure signal is converted from analog to digital and is displayed on a graphical display screen. In addition, the document reveals that the system is adapted to generate audible and / or light alarms when the measured pressure does not belong to the permitted range. However, WO2015136337A1 refers only to the measurement of continuous pressure and not to the automatic adjustment of this pressure.

[0008] O documento "AirWave® Overview" revela um dispositivo que provê diretamente e precisamente o monitoramento em tempo real da movimentação e obstrução de um tubo endotraqueal para poder executar ações preventivas. O dispositivo auxilia o clínico a identifica se o tubo está no lugar correto e a movimentação do mesmo, promove informações relativas à obturações e indica o tamanho e local das ditas obturações. O dispositivo AirWave® consiste de um adaptador conectado à extremidade proximal de um tubo artificial endotraqueal e a um monitor. Embutidos no dispositivo AirWave® estão um alto-falante em miniatura e uma matriz de microfone. Com estes componentes, o sistema emprega reflectometria acústica emitindo ondas sonoras do alto-falante no tubo detectando as reflexões acústicas retornando, ou ecos, com os microfones, e então examinando os tempos e amplitudes de eco para inferir características do tubo e da via aérea. Os algoritmos do monitor analisam o sinal de eco e fornecem informações sobre o tamanho da passagem ao redor da ponta do tubo, localização e tamanho das obstruções do tubo e movimento relativo da ponta do tubo dentro da traquéia. Contudo, a execução da medição é executada por meio da emissão de ondas sonoras e não por meio de um transdutor. Ainda, a solução tem ênfase na indicação de tamanho e local de possíveis obturações e não a indicação da pressão no balonete.[0008] The document "AirWave® Overview" reveals a device that directly and precisely provides real-time monitoring of the movement and obstruction of an endotracheal tube in order to perform preventive actions. The device helps the clinician to identify if the tube is in the correct place and its movement, promotes information regarding fillings and indicates the size and location of said fillings. The AirWave® device consists of an adapter connected to the proximal end of an artificial endotracheal tube and a monitor. Embedded in the AirWave® device are a miniature speaker and a microphone array. With these components, the system employs acoustic reflectometry by emitting sound waves from the speaker in the tube, detecting the acoustic reflections returning, or echoes, with the microphones, and then examining the echo times and amplitudes to infer tube and airway characteristics. The monitor's algorithms analyze the echo signal and provide information about the size of the passage around the tube tip, location and size of tube obstructions, and relative movement of the tube tip within the trachea. However, the measurement is carried out by emitting sound waves and not by means of a transducer. Still, the solution emphasizes the indication of the size and location of possible fillings and not the indication of the cuff pressure.

[0009] Assim, do que se depreende da literatura pesquisada, não foram encontrados documentos antecipando ou sugerindo os ensinamentos da presente invenção, de forma que a solução aqui proposta possui novidade e atividade inventiva frente ao estado da técnica.[0009] Thus, from what can be inferred from the researched literature, no documents were found anticipating or suggesting the teachings of the present invention, so that the solution proposed here has novelty and inventive activity in view of the state of the art.

[0010] O estado da técnica carece de meios que apresentem uma forma de monitorização continua e em tempo real, utilizando-se de recursos visuais e sonoros de alerta para detectar valores de pressão acima ou abaixo dos ideais, além de realizar o controle da pressão com um sistema de autocorreção quando a pressão estiver fora do estabelecido pelo profissional. Ainda, nos casos de vazamento o estado da técnica carece de sistema de alerta que sinaliza que as próteses traqueais podem estar com defeito. Ainda, os equipamentos não dispõem de um circuito que armazena os dados das pressões anteriores, para que se possa ter um registro de dados referente à pressão do balonete ao longo dos dias.[0010] The state of the art lacks means that present a form of continuous and real-time monitoring, using visual and audible alert resources to detect pressure values above or below ideals, in addition to performing pressure control with a self-correction system when the pressure is outside the established by the professional. Also, in cases of leakage, the state of the art lacks an alert system that signals that tracheal prostheses may be defective. In addition, the equipment does not have a circuit that stores data from previous pressures, so that you can have a data record regarding cuff pressure over the days.

Summary of the Invention

[0011] Dessa forma, a presente invenção tem por objetivo resolver os problemas constantes no estado da técnica a partir de um dispositivo e um método de medição e controle da pressão de balonete de próteses traqueais utilizadas para respiração artificial de pacientes em ventilação mecânica, onde é realizada a medição da pressão do balonete, mostra dos valores em um mostrador, autocorreção da pressão por um processador de sinais, armazenamento dos dados das pressões e alerta de irregularidades.[0011] Thus, the present invention aims to solve the constant problems in the state of the art from a device and a method of measuring and controlling the cuff pressure of tracheal prostheses used for artificial respiration of patients on mechanical ventilation, where the cuff pressure is measured, the values are shown on a display, the pressure is self-corrected by a signal processor, the pressure data is stored and irregularities are alerted.

[0012] Em um primeiro objeto, a presente invenção apresenta um dispositivo de medição e controle da pressão de balonete de próteses traqueais que compreende ao menos:

a. processador de sinais;
b. bomba de ar;
c. válvula eletromecânica;
d. circuito gerador de sinais de referência de pressões;
e. circuito seletor de intervalo de pressão;
f. mostrador de valores de pressão (10);
g. mecanismo de alerta de condições de emergência (20);
h. conjunto de sensores instalados no balonete; e
i. circuito de compensação;

em que,

- a bomba de ar e a válvula mecânica estão conectadas ao balonete e são comandadas pelo processador de sinais;
- o circuito gerador de sinais de referência de pressões está conectado ao processador de sinais;
- o mostrador de valores de pressão (10) e o mecanismo de alerta de condições de emergência (20) estão conectados ao processador de sinais;
- o conjunto de sensores instalados no balonete está conectado ao circuito de compensação; e
- o circuito de compensação está conectado ao conjunto de sensores e está conectado ao processador de sinais.

[0012] In a first object, the present invention features a device for measuring and controlling the cuff pressure of tracheal prostheses that comprises at least:

The. signal processor;
B. air bomb;
ç. electromechanical valve;
d. pressure reference signal generating circuit;
and. pressure range selector circuit;
f. pressure value display (10);
g. emergency condition alert mechanism (20);
H. set of sensors installed in the cuff; and
i. compensation circuit;

on what,

- the air pump and the mechanical valve are connected to the cuff and are controlled by the signal processor;
- the pressure reference signal generator circuit is connected to the signal processor;
- the pressure value display (10) and the emergency condition alert mechanism (20) are connected to the signal processor;
- the set of sensors installed on the cuff is connected to the compensation circuit; and
- the compensation circuit is connected to the sensor set and is connected to the signal processor.

[0013] Em um segundo objeto, a presente invenção apresenta um método de medição e controle da pressão de balonete de próteses traqueais que compreende as etapas de:
a. medição contínua da pressão do balonete;
b. exibição contínua do valor da pressão do balonete em mostradores (10);
c. seleção do intervalo de pressão ideal às condições do paciente;
d. autocorreção da pressão do balonete dos tubos traqueais de forma a mantê-la no intervalo selecionado na etapa anterior;
e. armazenamento de dados das pressões obtidas;
f. alerta de ao menos uma entre as seguintes situações:

i. subpressão do balonete;
ii. sobrepressão do balonete;
iii. falha na válvula eletromecânica;
iv. falha no balonete;

[0013] In a second object, the present invention presents a method of measuring and controlling the cuff pressure of tracheal prostheses that comprises the steps of:
The. continuous cuff pressure measurement;
B. continuous display of the cuff pressure value on displays (10);
ç. selection of the ideal pressure range according to the patient's condition;
d. self-correction of cuff pressure of tracheal tubes in order to keep it within the interval selected in the previous step;
and. data storage of the pressures obtained;
f. alert of at least one of the following situations:

i. cuff underpressure;
ii. cuff overpressure;
iii. electromechanical valve failure;
iv. cuff failure;

[0014] Ainda, o conceito inventivo comum a todos os contextos de proteção reivindicados faz uso de um balonete de próteses traqueais utilizadas para respiração artificial de pacientes em ventilação mecânica e a medição e controle automatizado da pressão do dito balonete.[0014] Still, the inventive concept common to all the protection contexts claimed makes use of a cuff of tracheal prostheses used for artificial respiration of patients on mechanical ventilation and the automated measurement and control of the pressure of said cuff.

[0015] Estes e outros objetos da invenção serão imediatamente valorizados pelos versados na arte e pelas empresas com interesses no segmento, e serão descritos em detalhes suficientes para sua reprodução na descrição a seguir.[0015] These and other objects of the invention will be immediately valued by those skilled in the art and by companies with interests in the segment, and will be described in sufficient detail for their reproduction in the description below.

Brief Description of the Figures

[0016] Com o intuito de melhor definir e esclarecer o conteúdo do presente pedido de patente, são apresentadas as presentes figuras:[0016] In order to better define and clarify the content of this patent application, the following figures are presented:

[0017] A figura 1 mostra uma concretização de um diagrama de blocos de um método de funcionamento do dispositivo da presente invenção.[0017] Figure 1 shows an embodiment of a block diagram of a method of operating the device of the present invention.

[0018] A figura 2 mostra uma concretização do dispositivo da presente invenção.[0018] Figure 2 shows an embodiment of the device of the present invention.

[0019] A figura 3 mostra uma concretização do funcionamento do dispositivo da presente invenção, onde um mostrador de valores de pressão (10) indica uma subpressão conforme intervalo pré-selecionado e um mecanismo de alerta de condições de emergência (20) é acionado, emitindo luz vermelha e sinal sonoro.[0019] Figure 3 shows an embodiment of the operation of the device of the present invention, where a pressure value display (10) indicates an under pressure according to the pre-selected interval and an emergency condition alert mechanism (20) is activated, emitting red light and audible signal.

[0020] A figura 4 mostra uma concretização da seleção do intervalo de pressão ideal às condições do paciente.[0020] Figure 4 shows an embodiment of the selection of the ideal pressure range for the patient's conditions.

[0021] A figura 5 mostra uma concretização da seleção do intervalo de pressão ideal às condições do paciente.[0021] Figure 5 shows an embodiment of the selection of the ideal pressure range for the patient's conditions.

[0022] A figura 6 mostra uma concretização da seleção do intervalo de pressão ideal às condições do paciente.[0022] Figure 6 shows an embodiment of the selection of the ideal pressure range according to the patient's conditions.

[0023] A figura 7 mostra uma concretização da seleção do intervalo de pressão ideal às condições do paciente.[0023] Figure 7 shows an embodiment of the selection of the ideal pressure range according to the patient's conditions.

[0024] A figura 8 mostra um gráfico resultante da medição da pressão de um balonete de um tubo traqueal em função do tempo sendo utilizado por um paciente em ventilação mecânica na modalidade ventilação controlada a pressão.[0024] Figure 8 shows a graph resulting from the measurement of the pressure of a cuff of a tracheal tube as a function of time being used by a patient on mechanical ventilation in the pressure-controlled ventilation mode.

[0025] A figura 9 mostra um gráfico resultante da medição da pressão de um balonete de um tubo traqueal em função do tempo sendo utilizado por um paciente com cânula de traqueostomia em ventilação por suporte de pressão.[0025] Figure 9 shows a graph resulting from the measurement of the pressure of a cuff of a tracheal tube as a function of time being used by a patient with a tracheostomy cannula under pressure support ventilation.

[0026] A figura 10 mostra um gráfico resultante da medição da pressão de um balonete de um tubo traqueal em função do tempo sendo utilizado por um paciente traqueostomizado em respiração espontânea.[0026] Figure 10 shows a graph resulting from the measurement of the pressure of a cuff of a tracheal tube as a function of time being used by a tracheostomized patient in spontaneous breathing.

Detailed Description of the Invention

[0027] As descrições que se seguem são apresentadas a título de exemplo e não limitativas ao escopo da invenção e farão compreender de forma mais clara o objeto do presente pedido de patente.[0027] The following descriptions are presented by way of example and are not limited to the scope of the invention and will make the object of the present patent application more clearly understood.

[0028] Em um primeiro objeto, a presente invenção apresenta um dispositivo de medição e controle da pressão de balonete de próteses traqueais que compreende ao menos: processador de sinais; bomba de ar; válvula eletromecânica; circuito gerador de sinais de referência de pressões, circuito seletor de intervalo de pressão; mostrador de valores de pressão (10); mecanismo de alerta de condições de emergência (20); conjunto de sensores instalados no balonete; e circuito de compensação.[0028] In a first object, the present invention features a device for measuring and controlling the cuff pressure of tracheal prostheses that comprises at least: signal processor; air bomb; electromechanical valve; pressure reference signal generating circuit, pressure range selector circuit; pressure value display (10); emergency condition alert mechanism (20); set of sensors installed in the cuff; and compensation circuit.

[0029] A bomba de ar e a válvula mecânica estão conectadas ao balonete e são comandadas pelo processador de sinais. Em uma concretização, onde o balonete está em situação de subpressão, o processador de sinais envia um comando para a bomba de ar enviar ar ao balonete e corrigir sua pressão. Em uma concretização, onde o balonete está em situação de sobrepressão, o processador de sinais envia um comando para a válvula mecânica retirar ar do balonete e corrigir sua pressão.[0029] The air pump and the mechanical valve are connected to the cuff and are controlled by the signal processor. In one embodiment, where the cuff is under pressure, the signal processor sends a command to the air pump to send air to the cuff and correct its pressure. In one embodiment, where the cuff is in an overpressure situation, the signal processor sends a command to the mechanical valve to draw air out of the cuff and correct its pressure.

[0030] O circuito gerador de sinais de referência de pressões é conectado ao circuito seletor de intervalo de pressão, onde um usuário ajusta um intervalo de pressão ideal ao paciente. O circuito gerador de sinais de referência de pressões está conectado ao processador de sinais. Em uma concretização, o usuário pode ajustar o circuito seletor do intervalo de pressão em diferentes intervalos.[0030] The pressure reference signal generating circuit is connected to the pressure range selector circuit, where a user sets an ideal pressure range for the patient. The pressure reference signal generating circuit is connected to the signal processor. In one embodiment, the user can adjust the pressure range selector circuit at different intervals.

[0031] O mostrador de valores de pressão (10) e o mecanismo de alerta de condições de emergência (20) estão conectados ao processador de sinais. Em uma concretização, o mostrador de valores de pressão (10) é um visor digital que indica se a pressão se encontra dentro da faixa pré-estipulada por meio de sinais enviados pelo processador de sinais. Em uma concretização, em casos de subpressão e sobrepressão, o processador de sinais envia um comando ao mecanismo de alerta de condições de emergência (20) que aciona sinais luminosos e sonoros, como uma sirene em combinação com o acionamento de um LED vermelho.[0031] The pressure value display (10) and the emergency condition alert mechanism (20) are connected to the signal processor. In one embodiment, the pressure value display (10) is a digital display that indicates whether the pressure is within the pre-stipulated range by means of signals sent by the signal processor. In one embodiment, in cases of under-pressure and over-pressure, the signal processor sends a command to the emergency condition alert mechanism (20) that triggers light and audible signals, such as a siren in combination with the activation of a red LED.

[0032] O conjunto de sensores instalados no balonete está conectado ao circuito de compensação. Em uma concretização, o conjunto de sensores instalados no balonete compreende sensor de medição de baixas pressões e sensor de medição de temperatura.[0032] The set of sensors installed on the cuff is connected to the compensation circuit. In one embodiment, the set of sensors installed in the cuff comprises a low pressure measurement sensor and a temperature measurement sensor.

[0033] O circuito de compensação está conectado ao conjunto de sensores e está conectado ao processador de sinais. O circuito de compensação compreende ao menos: um circuito de compensação de temperatura; um circuito de compensação de altitude; e um circuito de compensação de perdas. Em uma concretização, o circuito de compensação recebe informações do conjunto de sensores instalados no balonete, realiza a compensação das variações referentes às variações de temperatura, pressão atmosférica devido a altitude e perdas referentes à instalação do dispositivo e envia tais informações ao processador de sinais.[0033] The compensation circuit is connected to the sensor set and is connected to the signal processor. The compensation circuit comprises at least: a temperature compensation circuit; an altitude compensation circuit; and a loss compensation circuit. In one embodiment, the compensation circuit receives information from the set of sensors installed in the cuff, performs compensation for variations related to temperature variations, atmospheric pressure due to altitude and losses related to the installation of the device and sends such information to the signal processor.

[0034] O dispositivo compreende circuito de armazenamento de dados das pressões obtidas. Em uma concretização, o mostrador de valores de pressão (10) exibe valores de pressão obtidos em diversos instantes e permite ao usuário uma análise do comportamento da pressão do balonete ao longo do tempo..[0034] The device comprises data storage circuit of the pressures obtained. In one embodiment, the pressure values display (10) displays pressure values obtained at various times and allows the user to analyze the cuff pressure behavior over time.

[0035] Em uma concretização, o processador de sinais é um dispositivo capaz de processar sinais analógicos e/ou digitais que recebe informações de componentes do dispositivo da presente invenção, processa tais informações e envia sinais e comandos a componentes do dispositivo da presente invenção.[0035] In one embodiment, the signal processor is a device capable of processing analog and / or digital signals that receives information from components of the device of the present invention, processes such information and sends signals and commands to components of the device of the present invention.

[0036] Em um segundo objeto, a presente invenção apresenta um método de medição e controle da pressão de balonete de próteses traqueais que compreende as etapas de: medição contínua da pressão do balonete; exibição contínua do valor da pressão do balonete em mostradores (10); seleção do intervalo de pressão ideal às condições do paciente; autocorreção da pressão do balonete dos tubos traqueais de forma a mantê-la no intervalo selecionado na etapa anterior; armazenamento de dados das pressões obtidas; e alerta de ao menos uma entre as seguintes situações: subpressão do balonete; sobrepressão do balonete; falha na válvula eletromecânica; falha no balonete.[0036] In a second object, the present invention presents a method of measuring and controlling the cuff pressure of tracheal prostheses that comprises the steps of: continuous cuff pressure measurement; continuous display of the cuff pressure value on displays (10); selection of the ideal pressure range according to the patient's condition; self-correction of cuff pressure of tracheal tubes in order to keep it within the interval selected in the previous step; data storage of the pressures obtained; and warns of at least one of the following situations: cuff underpressure; cuff overpressure; electromechanical valve failure; cuff failure.

[0037] A subpressão e a sobrepressão do balonete são pressões abaixo ou acima, respectivamente, do intervalo selecionado na etapa de seleção do intervalo de pressão ideal às condições do paciente. Em uma concretização, a etapa de alerta de situações irregulares é realizada através de emissão de sinais sonoros e/ou luminosos.[0037] The cuff underpressure and overpressure are pressures below or above, respectively, the range selected in the step of selecting the ideal pressure range for the patient's conditions. In one embodiment, the step of alerting irregular situations is carried out by emitting audible and / or light signals.

[0038] A etapa de autocorreção da pressão do balonete dos tubos traqueais é realizada por um processador de sinais, que recebe informações de ao menos um circuito de compensação e ao menos um circuito gerador de sinais de referência de pressões, em que um circuito de compensação realiza compensação de temperatura, altitude e perdas e um circuito gerador de sinais de referência de pressões conectado com circuito seletor de intervalo de pressão ajustável pelo usuário.[0038] The self-correction step of the cuff pressure of the tracheal tubes is performed by a signal processor, which receives information from at least one compensation circuit and at least one pressure reference signal generating circuit, in which a pressure circuit compensation performs temperature, altitude and loss compensation and a pressure reference signal generator circuit connected with a user-adjustable pressure range selector circuit.

[0039] Em uma concretização, a etapa de armazenamento de dados das pressões obtidas armazena os dados obtidos na etapa de medição contínua da pressão do balonete e permite ao usuário do método acessar informações de instantes de tempo anteriores.[0039] In one embodiment, the data storage step of the obtained pressures stores the data obtained in the continuous cuff pressure measurement step and allows the method user to access information from previous times.

[0040] Em uma concretização, a etapa de exibição contínua do valor da pressão do balonete em mostradores (10) e a etapa de alerta de situações são realizadas por processador de sinais.[0040] In one embodiment, the step of continuously displaying the cuff pressure value on displays (10) and the step of alerting situations are performed by a signal processor.

Examples - Achievements

[0041] Os exemplos aqui mostrados têm o intuito somente de exemplificar uma das inúmeras maneiras de se realizar a invenção, contudo sem limitar, o escopo da mesma.[0041] The examples shown here are intended only to exemplify one of the countless ways of carrying out the invention, however without limiting the scope of it.

[0042] O dispositivo de medição e controle da pressão de balonete de próteses traqueais é utilizado principalmente em ambientes hospitalares destinados ao atendimento de pacientes graves, como unidades de terapia intensiva (UTI), onde é comum encontrar pacientes que necessitam de suporte ventilatório mecânico invasivo através de prótese traqueal. No balonete de próteses traqueais são instalados um conjunto de sensores que medem variações de temperatura e de valores de pressão. Tais sensores enviam as informações das variações sofridas pelo balonete a um circuito de compensação, que possui circuitos que compensam erros provenientes das variações de temperatura, alteração de pressão proveniente da variação de altitude, e alterações de pressão proveniente das perdas ao longo dos tubos do dispositivo, como a viscosidade do ar dentro das paredes dos elementos que o conduzem. O funcionamento do dispositivo da presente invenção apresenta uma etapa de seleção do intervalo de pressão ideal às condições do paciente por meio de um circuito seletor de intervalo de pressão. O dispositivo permite a um usuário selecionar até 13 intervalos de pressão distintos. O intervalo de pressão selecionado é processado e transmitido por um circuito gerador de sinais de referência de pressões a um processador de sinais. Tal processador recebe estes sinais em conjunto com sinais provenientes do circuito de compensação e os envia para um mostrador de valores de pressão (10), um mecanismo de alarme, uma bomba e uma válvula eletromecânica. O mostrador de valores de pressão (10) consiste em uma tela digital que exibe os valores da pressão do balonete naquele instante de tempo, o intervalo de pressão selecionado pelo usuário e pressões do balonete obtidas em intervalos de tempo anteriores, permitindo ao usuário realizar um acompanhamento das variações de pressões sofridas pelo balonete. O mecanismo de alerta de condições de emergência (20) avisa situações irregulares de emergência, como pressão do balonete fora do intervalo de pressão selecionado, falha na válvula eletromecânica ou falha no balonete por meio de avisos sonoros e luminosos, como, por exemplo, acionamento intermitente de sirene e LED vermelho. Caso a pressão do balonete esteja abaixo do intervalo de pressão selecionado, ou seja, uma subpressão, o processador de sinais envia um sinal à bomba de ar, que por sua vez envia ar ao balonete até que sua pressão seja regularizada. Caso a pressão do balonete esteja acima do intervalo de pressão selecionado, ou seja, uma sobrepressão, o processador de sinais envia um sinal à válvula eletromecânica, que por sua vez promove a saída de ar do balonete até que sua pressão seja regularizada. A medição e o controle da pressão do balonete de prótese traqueal são realizadas constantemente e automaticamente, sem a necessidade de uma verificação periódica de um médico e conferindo segurança ao paciente.[0042] The device for measuring and controlling the cuff pressure of tracheal prostheses is used mainly in hospital environments for the care of critically ill patients, such as intensive care units (ICU), where it is common to find patients who need invasive mechanical ventilatory support through tracheal prosthesis. A set of sensors are installed in the tracheal prosthesis cuff that measure variations in temperature and pressure values. Such sensors send the information of the variations suffered by the cuff to a compensation circuit, which has circuits that compensate for errors due to temperature variations, pressure changes due to altitude changes, and pressure changes caused by losses along the device tubes. , like the viscosity of the air inside the walls of the elements that conduct it. The operation of the device of the present invention presents a step of selecting the ideal pressure range according to the patient's conditions by means of a pressure range selector circuit. The device allows a user to select up to 13 different pressure ranges. The selected pressure range is processed and transmitted by a pressure reference signal generating circuit to a signal processor. Such a processor receives these signals together with signals from the compensation circuit and sends them to a pressure value display (10), an alarm mechanism, a pump and an electromechanical valve. The pressure values display (10) consists of a digital screen that displays the values of the cuff pressure at that time, the pressure range selected by the user and cuff pressures obtained at previous time intervals, allowing the user to perform a monitoring of pressure variations suffered by the cuff. The emergency condition alert mechanism (20) warns of irregular emergency situations, such as cuff pressure outside the selected pressure range, electromechanical valve failure or cuff failure by means of audible and luminous warnings, such as activation flashing siren and red LED. If the cuff pressure is below the selected pressure range, that is, a sub-pressure, the signal processor sends a signal to the air pump, which in turn sends air to the cuff until its pressure is regulated. If the cuff pressure is above the selected pressure range, that is, an overpressure, the signal processor sends a signal to the electromechanical valve, which in turn promotes the cuff air out until its pressure is regulated. Measurement and control of the pressure of the tracheal prosthesis cuff are carried out constantly and automatically, without the need for a periodic check by a doctor and ensuring patient safety.

[0043] Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outras variantes, abrangidas no escopo das reivindicações anexas.[0043] Those skilled in the art will value the knowledge presented here and will be able to reproduce the invention in the modalities presented and in other variants, covered by the scope of the attached claims.

Claims

Device for measuring and controlling the cuff pressure of tracheal prostheses characterized by comprising at least:

on what,

- the air pump and the mechanical valve are connected to the cuff and are controlled by the signal processor;
- the pressure reference signal generating circuit is connected to the signal processor and the pressure range selector circuit;
- the pressure value display (10) and the emergency condition alert mechanism (20) are connected to the signal processor;
- the set of sensors installed on the cuff is connected to the compensation circuit; and
- the compensation circuit is connected to the sensor set and is connected to the signal processor.

Balloon pressure measurement and control device according to claim 1, characterized in that the compensation circuit comprises at least:

The. a temperature compensation circuit;
B. an altitude compensation circuit; and
ç. a loss compensation circuit.

Balloon pressure measurement and control device according to any of claims 1 to 2, characterized in that the pressure range selector circuit is adjustable at different intervals, defined by the user.

Balloon pressure measurement and control device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a data storage circuit for the pressures obtained.

Method of measuring and controlling the cuff pressure of tracheal prostheses characterized by understanding the steps of:
The. continuous cuff pressure measurement;
B. continuous display of the cuff pressure value on displays (10);
ç. selection of the ideal pressure range according to the patient's condition;
d. self-correction of cuff pressure of tracheal tubes in order to keep it within the interval selected in the previous step;
and. data storage of the pressures obtained; and
f. alert of at least one of the following situations:

Method of measuring and controlling the cuff pressure according to claim 5, characterized by the fact that the cuff underpressure and overpressure are pressures below or above, respectively, the range selected in the step of selecting the ideal pressure range for the patient's conditions.

Balloon pressure measurement and control method according to any of claims 5 to 6, characterized by the fact that the cuff pressure self-correction step of tracheal tubes is performed by a signal processor, which receives information from at least:

The. a compensation circuit;
B. a pressure reference signal generating circuit;

on what,

- a compensation circuit performs compensation for temperature, altitude and losses;
- a pressure reference signal generating circuit connects to the user-adjustable pressure range selector circuit.

Method for measuring and controlling cuff pressure according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the step of storing data from the pressures obtained stores the data obtained in the continuous cuff pressure measurement step.

Method of measuring and controlling the cuff pressure according to any of claims 5 to 8, characterized by the fact that the steps of continuously displaying the cuff pressure value on displays (10) and alerting situations are performed by a signal processor.