BR102020019252A2

BR102020019252A2 - Device for respiratory assessment and monitoring

Info

Publication number: BR102020019252A2
Application number: BR102020019252-3A
Authority: BR
Inventors: Saint-Clair Gomes Bernardes Neto; Guilherme Augusto De Freitas Fregonezi; Íllia Nadinne Dantas Florentino Lima; Andrea Aliverti; George Carlos Do Nascimento; Vanessa Regiane Resqueti Fregonezi
Original assignee: Universidade Federal Do Rio Grande Do Norte
Priority date: 2020-09-24
Filing date: 2020-09-24
Publication date: 2022-04-05

Abstract

A presente patente de invenção refere-se à construção de um dispositivo, na área de tecnologia em saúde, de avaliação respiratória contínua de fluxo respiratório, pressão respiratória e volume corrente durante o uso de ventilação mecânica invasiva, ventilação não invasiva ou monitoramento de respiração espontânea em diferentes ambientes, hospitalares ou não hospitalares. O dispositivo é conectado a um amplificador de sinal, em uma caixa compacta, para transmissão em tempo real via comunicação sem fio para dispositivo com Hardware e Software para armazenamento e análise dos dados. O objetivo do equipamento é realizar uma avaliação minuciosa e completa do comportamento das variáveis respiratórias propostas continuamente, com potencial identificação de probabilidade de sucesso ou fracasso do desmame, ou utilizada para avaliação e monitorização de pacientes em ventilação mecânica invasiva, ventilação não invasiva ou respiração espontânea Atualmente, os aparelhos disponíveis são capazes de fazer avaliações momentâneas de variáveis únicas, sem a possibilidade de análise do comportamento contínuo.

The present invention patent refers to the construction of a device, in the area of health technology, for continuous respiratory assessment of respiratory flow, respiratory pressure and tidal volume during the use of invasive mechanical ventilation, non-invasive ventilation or monitoring of spontaneous breathing. in different environments, hospital or non-hospital. The device is connected to a signal amplifier, in a compact housing, for real-time transmission via wireless communication to the device with Hardware and Software for data storage and analysis. The purpose of the equipment is to perform a thorough and complete evaluation of the behavior of the respiratory variables proposed continuously, with potential identification of the probability of success or failure of weaning, or used for the evaluation and monitoring of patients on invasive mechanical ventilation, non-invasive ventilation or spontaneous breathing. Currently, the available devices are capable of making momentary evaluations of single variables, without the possibility of analyzing the continuous behavior.

Description

DEVICE FOR RESPIRATORY ASSESSMENT AND MONITORING

field of invention

[001] A presente patente de invenção é direcionada ao desenvolvimento de um dispositivo na área de tecnologia em saúde para uso na avaliação e no monitoramento de parâmetros respiratórios, in situ ou de forma remota, durante uso de ventilação mecânica invasiva (VMI), ventilação não invasiva (VNI) ou monitoramento de respiração espontânea em diferentes ambientes, hospitalares ou não hospitalares, baseado na avaliação conjunta de fluxo, pressão e volume corrente.[001] The present invention patent is directed to the development of a device in the area of health technology for use in the evaluation and monitoring of respiratory parameters, in situ or remotely, during the use of invasive mechanical ventilation (IMV), ventilation non-invasive (NIV) or spontaneous breathing monitoring in different environments, hospital or non-hospital, based on the joint assessment of flow, pressure and tidal volume.

Fundamentals of the invention

[002] Em muitos procedimentos de monitoramento respiratório, é crucial o conhecimento de parâmetros importantes como a avaliação conjunta de fluxo, pressão e volumes respiratórios. Os principais procedimentos são uso de VMI, VNI ou até mesmo em monitorização de suporte ventilatório domiciliar de forma presencial ou remota. Um exemplo disso se dá durante o Desmame da Ventilação Mecânica Invasiva, que é um procedimento que exige uma avaliação minuciosa para a eleição dos pacientes aptos a realizar o desmame do ventilador. Parâmetros como fluxo respiratório, pressão respiratória e volume são determinantes para esta avaliação, porém, atualmente, as avaliações são clínicas e subjetivas, utilizando parâmetros isolados para a seleção dos pacientes.[002] In many respiratory monitoring procedures, knowledge of important parameters such as the joint assessment of flow, pressure and respiratory volumes is crucial. The main procedures are the use of IMV, NIV or even monitoring of home ventilatory support in person or remotely. An example of this occurs during Weaning from Invasive Mechanical Ventilation, which is a procedure that requires a thorough evaluation for the selection of patients able to perform weaning from the ventilator. Parameters such as respiratory flow, respiratory pressure and volume are crucial for this evaluation, however, currently, the evaluations are clinical and subjective, using isolated parameters for the selection of patients.

[003] A observação das alterações dos parâmetros avaliados é de extrema importância, porém a magnitude e o momento em que as mudanças ocorrem durante os 30 minutos iniciais do Teste de Respiração Espontânea (TRE) preconizado podem não ser identificados pelos profissionais. Durante o TRE, é possível obter informações sobre a ventilação e atividade dos músculos inspiratórios, especialmente sobre a capacidade dos músculos respiratórios em manter a ventilação fisiologicamente adequada e predizer a capacidade de ventilação espontânea após a retirada do suporte ventilatório.[003] The observation of changes in the parameters evaluated is extremely important, but the magnitude and the moment in which the changes occur during the initial 30 minutes of the recommended Spontaneous Breathing Test (SBT) may not be identified by professionals. During SBT, it is possible to obtain information on ventilation and inspiratory muscle activity, especially on the ability of respiratory muscles to maintain physiologically adequate ventilation and to predict the capacity for spontaneous ventilation after withdrawal of ventilatory support.

[004] A monitorização contínua da atividade ventilatória, através da avaliação de fluxo, pressão e volumes respiratórios realizados pelos pacientes, é extremamente importante para diferentes doenças que acometem a ventilação, assim como para poder monitorar de forma remota pacientes que recebem suporte ventilatório em casa ou em ambiente hospitalar em central de monitoramento de pacientes.[004] Continuous monitoring of ventilatory activity, through the assessment of flow, pressure and respiratory volumes performed by patients, is extremely important for different diseases that affect ventilation, as well as to be able to remotely monitor patients receiving ventilatory support at home. or in a hospital environment at a patient monitoring center.

[005] Uma das formas de avaliação do paciente é a utilização do equipamento Manovacuômetro, disponível no mercado na forma analógica ou digital. O equipamento avalia as pressões respiratórias máximas - inspiratória e expiratória. A avaliação é realizada por meio de uma peça de plástico, com abertura universal, pela boca ou conectada ao tubo orotraqueal (TOT) ou traqueostomia (TQT), conectado a uma válvula de plástico com abertura para ventilação, conectada a uma mangueira de borracha e a um manômetro de pressão que varia de 0 cmH2O a 300 cmH2O. O indivíduo faz uma inspiração máxima a partir do volume residual (expiração máxima) com força máxima e sustentada por aproximadamente 3 segundos para a determinação da Pressão Inspiratória Máxima (PImáx). E para a determinação da Pressão Expiratória Máxima (PEmáx) é realizada uma expiração forçada máxima a partir da capacidade pulmonar total, sendo sustentada também por aproximadamente 3 segundos.[005] One of the ways of evaluating the patient is the use of the Manovacuometer equipment, available on the market in analog or digital form. The equipment evaluates the maximum respiratory pressures - inspiratory and expiratory. The evaluation is performed using a plastic piece, with universal opening, through the mouth or connected to the orotracheal tube (TOT) or tracheostomy (TQT), connected to a plastic valve with opening for ventilation, connected to a rubber hose and to a pressure gauge ranging from 0 cmH2O to 300 cmH2O. The individual makes a maximum inspiration from the residual volume (maximum expiration) with maximum force and sustained for approximately 3 seconds to determine the Maximum Inspiratory Pressure (PImax). And to determine the Maximum Expiratory Pressure (MEP), a maximum forced expiration is performed from the total lung capacity, also being sustained for approximately 3 seconds.

[006] O Manovacuômetro é capaz de identificar a pressão máxima gerada somente em um único momento, sendo que é realizada em condição extrema de necessidade de aumento do trabalho respiratório (após oclusão da abertura para ventilação) e capacidade máxima ou mínima pulmonar. O aparelho não é capaz de identificar a pressão respiratória gerada durante a respiração tranquila ou suas variações durante o uso de VNI, VMI ou mesmo durante o TRE.[006] The Manovacuometer is able to identify the maximum pressure generated only in a single moment, and it is performed in extreme conditions of need for increased respiratory work (after occlusion of the ventilation opening) and maximum or minimum lung capacity. The device is not able to identify the respiratory pressure generated during quiet breathing or its variations during the use of NIV, IMV or even during SBT.

[007] O aparelho Ventilômetro realiza avaliação do volume corrente gerado durante a respiração tranquila dos indivíduos. O aparelho possui um marcador gradativo de volume (em Litros) que é conectado ao TOT ou TQT. Existem duas saídas, em formato de “T”, sendo que uma pode realizar medida do volume expirado e a outra do volume inspirado. Possui um botão de trava para interromper a leitura do volume corrente e outro para reiniciar a medição e é feito de metal. É indicado que seja conectado ao paciente no ramo de medição inspiratória e que a medida seja feita por 1 minuto, sendo identificada a frequência respiratória, o volume total do período (Volume-Minuto) e, posteriormente, é calculado o volume corrente.[007] The Ventilometer device performs assessment of the tidal volume generated during quiet breathing of individuals. The device has a gradual volume marker (in Liters) that is connected to the TOT or TQT. There are two outputs, in a “T” shape, one of which can measure the exhaled volume and the other the inspired volume. It has a lock button to stop the tidal volume reading and another to restart the measurement and is made of metal. It is recommended that it be connected to the patient in the inspiratory measurement branch and that the measurement be made for 1 minute, identifying the respiratory rate, the total volume of the period (Minute-Volume) and, later, the tidal volume is calculated.

[008] O Ventilômetro é capaz de determinar o volume corrente somente no momento da avaliação, não refletindo o comportamento durante o uso da VNI, VMI ou mesmo TRE, sendo possível haver uma queda (diminuição da capacidade inspiratória do indivíduo) ou aumento (aumento do trabalho respiratório, provavelmente por aumento da demanda ventilatória do indivíduo) considerável.[008] The Ventilometer is able to determine the tidal volume only at the time of evaluation, not reflecting the behavior during the use of NIV, IMV or even ERT, being possible to have a fall (decrease in the individual's inspiratory capacity) or increase (increase of the work of breathing, probably due to an increase in the individual's ventilatory demand) considerable.

Brief description of the invention

[009] A presente patente propõe o registro de um dispositivo, montado em um sistema compacto não volumoso e de fácil manuseio pelos seus operadores em domicilio, em ambulatórios, em ambientes hospitalares, como enfermaria ou unidade de terapia intensiva (UTI), ou mesmo em ambientes de transporte de pacientes. Este dispositivo tem capacidade de registrar a pressão de abertura das vias aéreas e o fluxo inspiratório de ar, tendo como variável consequente o volume corrente de ar. Tudo isto por meio da utilização de um sensor de fluxo (2) e um transdutor de pressão (3), conectados ao paciente (1) na abertura da boca ou conectados ao tubo traqueal dos pacientes em ventilação mecânica, todos conectados entre si e ligados a uma placa microcontroladora (11) localizada em um caixa compacta (10) feita à medida de material rígido ou semirrígido. A placa converte sinais analógicos em digitais e vice-versa, além de transferir os dados para um computador pessoal ou outro dispositivo móvel, como tablete, via comunicação sem fio. Ao mesmo tempo, o dispositivo que estará conectado à internet, transferirá, automaticamente, os dados a plataformas e interfaces gráficas em modalidade nuvem, permitindo o acesso dos dados de forma remota on-line em tempo real. Desta forma, é possível analisar as variáveis continuamente em um monitor localizado geograficamente em qualquer lugar do mundo com acesso à internet.[009] The present patent proposes the registration of a device, mounted in a compact system that is not bulky and easy to handle by its operators at home, in outpatient clinics, in hospital environments, such as a ward or intensive care unit (ICU), or even in patient transport environments. This device is capable of recording the opening pressure of the airways and the inspiratory air flow, with the consequent variable of the tidal volume of air. All this through the use of a flow sensor (2) and a pressure transducer (3), connected to the patient (1) at the mouth opening or connected to the tracheal tube of patients undergoing mechanical ventilation, all connected to each other and connected to a microcontroller board (11) located in a compact box (10) custom-made of rigid or semi-rigid material. The card converts analog signals to digital and vice versa, and transfers the data to a personal computer or other mobile device, such as a tablet, via wireless communication. At the same time, the device that will be connected to the internet will automatically transfer data to platforms and graphical interfaces in cloud mode, allowing remote access to data online in real time. In this way, it is possible to analyze the variables continuously on a monitor geographically located anywhere in the world with internet access.

Description of drawings

[010] A Figura 1 representa a visão geral do dispositivo.[010] Figure 1 represents the device overview.

[011] A Figura 2 representa um esquema do dispositivo expandido com suas partes componentes.[011] Figure 2 represents a schematic of the expanded device with its component parts.

[012] A Figura 3 é um fluxograma que representa o dispositivo em conexão com um paciente e com um computador, exemplificando o seu funcionamento.[012] Figure 3 is a flowchart that represents the device in connection with a patient and a computer, exemplifying its operation.

Detailed description of the invention

[013] A presente patente traz o “Dispositivo para avaliação e monitoramento respiratório” que é composto por um sensor de fluxo (2) e um transdutor de pressão (3), em conexão com o paciente (1) na via aérea, fisiológica ou natural, para mensuração contínua do fluxo, pressão e volume gerados durante a respiração. O sensor e o trandutor se conectam a uma placa microcontroladora (11), disposta em uma caixa (10) de material rígido ou semirrígido, juntamente com dois sensores de pressão (5 e 7). A caixa apresenta três saídas, sendo a saída (4) para conexão com o sensor de fluxo (2), a saída (6) para conexão com o transdutor de pressão, com origem no sensor de pressão 1 (5), e a saída (8) com origem no sensor de pressão 2 (7) que pode ser utilizado para medida de pressões auxiliares. O dispositivo é alimentado por um sistema de baterias (9) e está conectado a um amplificador de sinal para transmissão sem fio, em tempo real, de dados para outro dispositivo com hardware e software para interpretação e armazenamento das variáveis coletadas. A placa converte os sinais analógicos em digitais e vice-versa.[013] The present patent brings the "Device for respiratory assessment and monitoring" which is composed of a flow sensor (2) and a pressure transducer (3), in connection with the patient (1) in the airway, physiological or for continuous measurement of flow, pressure and volume generated during breathing. The sensor and the transducer are connected to a microcontroller board (11), arranged in a box (10) of rigid or semi-rigid material, together with two pressure sensors (5 and 7). The box has three outputs, the output (4) for connection to the flow sensor (2), the output (6) for connection to the pressure transducer, originating from the pressure sensor 1 (5), and the output (8) from pressure sensor 2 (7) which can be used to measure auxiliary pressures. The device is powered by a battery system (9) and is connected to a signal amplifier for wireless transmission, in real time, of data to another device with hardware and software for interpretation and storage of the collected variables. The board converts analog signals to digital and vice versa.

[014] O dispositivo é mantido em funcionamento por um sistema de baterias (9) de longa duração ou pode ser o conectado, através de conversor, à rede elétrica para seu funcionamento contínuo.[014] The device is kept in operation by a long-lasting battery system (9) or it can be connected, through a converter, to the electrical network for its continuous operation.

[015] A medida da pressão é possível por meio de um transdutor de pressão (3) que detecta uma deformação de um elemento mecânico devido às forças de pressão e converte em um sinal. A medida é realizada de maneira pouco invasiva, com a aplicação de um tubo conectado ao sensor de pressão (5), que pode ser avaliado via oral ou conectado ao tubo traqueal do paciente mecanicamente ventilado.[015] Pressure measurement is possible through a pressure transducer (3) that detects a deformation of a mechanical element due to pressure forces and converts it into a signal. The measurement is performed in a minimally invasive way, with the application of a tube connected to the pressure sensor (5), which can be evaluated orally or connected to the tracheal tube of the mechanically ventilated patient.

[016] Os sensores de pressão (5 e 7) são do tipo sensores de silicone piezoresistivo ou outra tecnologia similar que seja capaz de avaliar a pressão de forma analógica ou digital. Os sensores do tipo de silicone piezoresistivo, possuem uma saída analógica ratiométrica de leitura da pressão. Os valores de saída calibrados para pressão são atualizados em aproximadamente 1 kHz. O sensor projetado para uso com gases não corrosivos e não iônicos, como ar e outros gases secos.[016] Pressure sensors (5 and 7) are piezoresistive silicone sensors or other similar technology that is capable of evaluating pressure in an analog or digital way. The piezoresistive silicone type sensors have a ratiometric analog output for reading the pressure. Pressure calibrated output values are updated by approximately 1 kHz. The sensor designed for use with non-corrosive, non-ionic gases such as air and other dry gases.

[017] Um sensor de pressão é utilizado para a mensuração da pressõa na abertura das vias aéreas (5). O outro sensor de pressão (7) pode ser utilizado para mensuração da pressão esofágica, intratorácica, gástrica ou abomdinal, sendo conectado a uma sonda de silicone ou material semelhante, com um transtudor de pressão acoplado na sua extremidade distal.[017] A pressure sensor is used to measure the pressure at the opening of the airways (5). The other pressure sensor (7) can be used to measure esophageal, intrathoracic, gastric or abomdinal pressure, being connected to a silicone probe or similar material, with a pressure transducer attached to its distal end.

[018] Foi adicionado ao sensor um filtro sem amplificação tipo Sallen-Key e a frequência de corte utilizada para medições adequadas é de aproximadamente 25 Hz. O sensor é estabilizado e colocado em uma caixa apropriada para se manter protegido.[018] A Sallen-Key type filter without amplification was added to the sensor and the cut-off frequency used for adequate measurements is approximately 25 Hz. The sensor is stabilized and placed in an appropriate box to keep it protected.

[019] Os sensores utilizados para avaliar a pressão no sistema devem ser caracterizados por terem uma faixa de pressão adequada à respiração fisiológica, entretanto com a capacidade de captar, também, pressões que podem ser determinadas por ventiladores mecânicos.[019] The sensors used to assess the pressure in the system must be characterized by having a pressure range suitable for physiological breathing, however with the ability to also capture pressures that can be determined by mechanical fans.

[020] O fluxo de ar pode ser medido usando sensores chamados medidores de vazão, que se baseiam em: (a) pressão diferencial (também conhecidos como pneumotacógrafos), onde uma queda de pressão sobre um elemento resistivo é induzida quando o fluxo está passando, permitindo obter o fluxo relativo; ou (b) princípio térmico, no qual um elemento sensível muda sua temperatura quando atravessado por um fluxo e essa variação de temperatura é traduzida em sinal elétrico proporcional ao fluxo.[020] Airflow can be measured using sensors called flowmeters, which are based on: (a) differential pressure (also known as pneumotachographs), where a pressure drop over a resistive element is induced when the flow is passing , allowing to obtain the relative flow; or (b) thermal principle, in which a sensitive element changes its temperature when crossed by a flow and this temperature variation is translated into an electrical signal proportional to the flow.

[021] O dispositivo utiliza um sensor de fluxo (2) capaz de medir a vazão de gases com precisão muito alta e utiliza do princípio térmico para aferição do fluxo. Ele é confiável e facilmente conectado a circuitos respiratórios padrões. Dentre as suas vantagens encontram-se o espaço morto muito pequeno e a capacidade autoclavável do material. O sensor de fluxo (2) é dotado de um microchip que é composto por um elemento sensor que realiza o processamento do sinal e a calibração digital, conferindo processamento do sinal de maneira muito rápida. O microchip e o sensor são combinados utilizando a tecnologia CMOSens®.[021] The device uses a flow sensor (2) capable of measuring the flow of gases with very high precision and uses the thermal principle to measure the flow. It is reliable and easily connected to standard breathing circuits. Among its advantages are the very small dead space and the autoclavable capacity of the material. The flow sensor (2) is equipped with a microchip that is composed of a sensor element that performs signal processing and digital calibration, providing very fast signal processing. The microchip and sensor are combined using CMOSens® technology.

[022] O princípio de medição térmica utilizado é mais evoluído que o anemômetro de fio quente, pois possui um elemento ajustável de aquecimento posicionado no centro de uma membrana estabilizada por pressão, com um sensor de temperatura acima e abaixo da membrana na direção do fluxo de gás, que permite identificar o desequilíbrio da temperatura pelo movimento de fluxo de gás. Toda informação captada é distribuída para um conversor analógico-digital, para um amplificador de sinal, para um sensor de temperatura e uma célula de memória tipo EEPROM, assim o sinal é calibrado, linearizado e compensado pela temperatura.[022] The thermal measurement principle used is more evolved than the hot wire anemometer, as it has an adjustable heating element positioned in the center of a pressure-stabilized membrane, with a temperature sensor above and below the membrane in the direction of flow. of gas, which makes it possible to identify the temperature imbalance by the movement of the gas flow. All information captured is distributed to an analog-digital converter, a signal amplifier, a temperature sensor and an EEPROM-type memory cell, so the signal is calibrated, linearized and temperature compensated.

[023] Características técnicas do sensor de fluxo devem permitir que a avaliação do fluxo seja realizada adequada à respiração fisiológica, entretanto, com a capacidade de captar também pressões que podem ser determinadas por ventiladores mecânicos.[023] Technical characteristics of the flow sensor should allow the assessment of flow to be performed appropriate to physiological breathing, however, with the ability to also capture pressures that can be determined by mechanical ventilators.

[024] O volume pulmonar (inspiratório ou expiratório) pode ser obtido indiretamente por ser parte integrante do fluxo durante o tempo. A técnica utilizada para aquisição do volume corrente foi o método do retângulo, que utiliza a área sob a curva do sinal de fluxo durante o tempo. É feita a subdivisão desta área em diferentes retângulos, sendo a altura deles determinada pela curva do sinal de fluxo, e a largura pelo intervalo de tempo entre determinados pontos. O somatório das áreas de cada retângulo representa o volume total.[024] Lung volume (inspiratory or expiratory) can be obtained indirectly by being an integral part of the flow over time. The technique used for tidal volume acquisition was the rectangle method, which uses the area under the flow signal curve over time. This area is subdivided into different rectangles, their height being determined by the flow signal curve, and their width by the time interval between certain points. The sum of the areas of each rectangle represents the total volume.

[025] Há observação de uma pequena variação entre volume inspirado e expiratório (inspirado > expirado) devido ao aquecimento e umidificação do ar pela passagem nas vias aéreas.[025] There is observation of a small variation between inspired and expiratory volume (inspired > expired) due to heating and humidification of the air through the passage in the airways.

[026] Todos os sensores são conectados entre si e se ligam a uma placa microcontroladora (11). A placa deve possuir entrada/saída digitais (4, 6 e 8) e analógicas assim como uma conexão USB, uma tomada de força, um cabeçalho ICSP e um botão de redefinição. A placa pode ser programada através do software.[026] All sensors are connected to each other and connect to a microcontroller board (11). The board must have digital (4, 6 and 8) and analog input/output as well as a USB connection, a power outlet, an ICSP header and a reset button. The board can be programmed through the software.

[027] A placa tem função de apresentar amostras dos sinais provenientes dos sensores, converter os sinais analógicos em digitais e ser capaz de também converter sinais digitais em analógicos. A placa também tem função de conectar-se a módulos de transferência de dados como a comunicação sem fio conectado à internet ou outra tecnologia de transferência de dados. Estará presente na caixa (10) do dispositivo uma luz (12) indicadora de que o sistema está em execução.[027] The board has the function of presenting samples of signals from the sensors, converting analog signals into digital and being able to also convert digital signals into analog. The board also has the function of connecting to data transfer modules such as wireless communication connected to the internet or other data transfer technology. A light (12) indicating that the system is running will be present on the box (10) of the device.

[028] Os dados são transmitidos do dispositivo para computador pessoal ou outro dispositivo móvel como tablete ou outro dispositivo via comunicação Bluetooth ou comunicação via internet sem fio para visualização em tempo real ou armazenamento na nuvem e interface da rede mundial de computadores.[028] Data is transmitted from device to personal computer or other mobile device such as tablet or other device via Bluetooth communication or wireless internet communication for real-time viewing or cloud storage and World Wide Web interface.

[029] O dispositivo proposto possui a capacidade de avaliação dinâmica e contínua, além da interpretação em tempo real das variáveis (fluxo respiratório, pressão respiratória e volume corrente), além de ser portátil e de baixo custo.[029] The proposed device has the capability of dynamic and continuous evaluation, in addition to the real-time interpretation of the variables (respiratory flow, respiratory pressure and tidal volume), in addition to being portable and low cost.

[030] A placa microcontroladora (11) será programada através de firmware com duas funções básicas: (a) função setup, que é executada na inicialização do firmware quando ele é carregado e que define a taxa de transmissão de dados, a frequência de envio de uma rotina de serviço interrupto, a porta de entrada para aquisição de sinais e a porta de saída para ativação do LED; e (b) função loop, que funciona após a inicialização e é ciclada continuamente, lendo sinais analógicos e convertendo-os para digitais ou convertendo sinais digitais em analógicos.[030] The microcontroller board (11) will be programmed through firmware with two basic functions: (a) setup function, which is executed at firmware initialization when it is loaded and which defines the data transmission rate, the sending frequency from an interrupt service routine, the input port for signal acquisition and the output port for LED activation; and (b) loop function, which works after initialization and cycles continuously, reading analog signals and converting them to digital or converting digital signals to analog.

[031] O software terá linguagem de programação simples e intuitiva, além de poder ser adequado às necessidades do serviço onde o paciente está sendo avaliado, seja em domicilio, ambulatório, enfermaria hospitalar ou UTI. Também permite a representação gráfica em tempo real após envio para computador pessoal ou outros dispositivos móveis, como tablete, ou dispositivo via comunicação Bluetooth ou comunicação via pela rede mundial de computadores sem fio.[031] The software will have a simple and intuitive programming language, in addition to being able to be adapted to the needs of the service where the patient is being evaluated, whether at home, outpatient, hospital ward or ICU. It also allows real-time graphical representation after sending to a personal computer or other mobile devices, such as a tablet, or device via Bluetooth communication or wireless communication via the World Wide Web.

[032] A avaliação dinâmica proposta pelo dispositivo em questão possibilita a identificação da magnitude e o momento de possíveis alterações imperceptíveis aos métodos disponíveis para monitorar VMI, VNI e até mesmo respiração espontânea em diferentes ambientes, domiciliar, ambulatorial e hospitalar.[032] The dynamic evaluation proposed by the device in question makes it possible to identify the magnitude and timing of possible imperceptible changes to the available methods to monitor IMV, NIV and even spontaneous breathing in different environments, home, outpatient and hospital.

[033] A interpretação das variáveis encontradas e seus comportamentos, quando correlacionados às avaliações atuais disponíveis (ex. ventilometria e manovacuometria), poderão identificar e monitorar pacientes em tratamento com VMI e VNI em diferentes ambientes, domiciliar, ambulatorial e hospitalar. Adicionalmente, será relevante para monitorar os pacientes suscetíveis ao fracasso ou ao sucesso do processo de desmame da ventilação mecânica.[033] The interpretation of the variables found and their behaviors, when correlated with the current assessments available (eg ventilometry and manovacuometry), will be able to identify and monitor patients undergoing treatment with IMV and NIV in different environments, home, outpatient and hospital. Additionally, it will be relevant to monitor patients susceptible to failure or success of the mechanical ventilation weaning process.

[034] A propriedade dos materiais, tamanho e elementos de composição do equipamento são passíveis de modificação para aprimoramento sem prejuízo funcional à natureza da técnica de avaliação de fluxo respiratório, pressão respiratória e volume corrente proposto.[034] The properties of materials, size and composition elements of the equipment are subject to modification for improvement without functional impairment to the nature of the respiratory flow assessment technique, respiratory pressure and proposed tidal volume.

Claims

"Device for respiratory assessment and monitoring" characterized in that it comprises a flow sensor (2) and a pressure transducer (3), coupled to a microcontroller board (11), arranged together with the pressure sensor (5) and the sensor pressure sensor (7), in a box (10) made of rigid or semi-rigid material, and in the flow sensor there is an opening (1) for connection with the patient and the device is powered by a battery system (9).

"Device for respiratory assessment and monitoring", according to claim 1, characterized in that the opening (1) is for connecting the device to the patient's airway, physiological or artificial for continuous measurement of flow, pressure and respiratory volume generated during the breath.

"Device for respiratory assessment and monitoring", according to claim 1, characterized in that said device is connected to a signal amplifier for converting analog signals into digital and vice versa, and for transmission, wirelessly and in time real, data to another device with hardware and software.

"Device for respiratory assessment and monitoring", according to claim 1, characterized in that the power supply of said device can be made through the electrical network, through a converter, for its continuous operation.

"Device for respiratory assessment and monitoring", according to claim 1, characterized in that the pressure sensors (5 and 7) are of the piezoresistive silicone sensor type.

"Device for respiratory evaluation and monitoring", according to claim 1, characterized in that the flow sensor (2) is interconnected to the pressure transducer (3) and to the pressure sensor (5) and both connected to the microcontroller board ( 11), which has three outputs, digital and analog, being the output (4) for connection with the flow sensor (2), the output (6) for connection with the pressure transducer, originating from the pressure sensor ( 5), and the output (8) originating from the pressure sensor (7) which can be used to measure auxiliary pressures, a USB connection, a power outlet, an ICSP header and a reset button.