BR112012004244A2

BR112012004244A2 - Sistema configurado para quantificar a complacência pulmonar de um paciente que esteja pelo menos parcialmente auto-ventilado e método para quantificar a complacência pulmonar de um paciente que esteja pelo menos parcialmenta auto-ventilado

Info

Publication number: BR112012004244A2
Application number: BR112012004244-0A
Authority: BR
Inventors: Alberto Baloa Welzien Leonardo; Francis O'connor Nathan
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics N. V.
Priority date: 2009-09-01
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2020-02-18
Also published as: JP2013503658A; BR112012004244B1; CN102596028A; JP5665869B2; AU2010290917B2; WO2011027243A1; CN102596028B; EP2473106A1; US8876728B2; EP2473106B1; RU2540149C2; RU2012112588A; US20120157872A1; AU2010290917A1

Abstract

sistema e método para quantificar a complacência pulmonar em um paciente auto-ventilado a complacência pulmonar de um paciente que esteja pelo menos parcialmente auto-ventilado é determinada. a quantificação da complacência pulmonar pode ser uma estimativa, uma medição e/ou uma medição aproximada. a quantificação de complacência pulmonar pode ser melhorada sobre as técnicas convencionais e/ou sistemas para quantificar a complacência pulmonar de pacientes autoventilados na complacência pulmonar podem ser quantificados relativamente de maneira precisa sem uma cinta de esforço ou outro dispositivo sensorial externo que diretamente mede a pressão do músculo diafragmático, e sem exigir que o paciente controle manualmente a pressão do músculo diafragmático. a quantificação da complacência pulmonar pode ser uma ferramenta útil na avaliação da saúde do paciente, incluindo a detecção da retenção de fluído associada com o desenvolvimento da insuficiência cardíaca aguda.

Description

SISTEMA CONFIGURADO PARA QUANTIFICAR A COMPLACÊNCIA PULMONAR DE UM PACIENTE QUE ESTEJA PELO MENOS PARCIALMENTE AUTO-VENTILADO E MÉTODO PARA QUANTIFICAR A COMPLACÊNCIA PULMONAR DE UM PACIENTE QUE ESTEJA PELO MENOS PARCIALMENTE AUTO-VENTILADO

A invenção se refere à quantificação de complacência pulmonar em um paciente auto-ventilado.

Sistemas para quantificar (por exemplo, medir, estimar, etc.) a complacência pulmonar em pacientes são conhecidos. Tais sistemas incluem sistemas ventiladores configurados para ventilar mecanicamente os pacientes completamente. Estes sistemas podem ser implementados, por exemplo, em pacientes que não podem realizar auto-ventilação.

A quantificação da complacência pulmonar em um paciente auto-ventilado é dependente em partes da pressão do músculo diafragmático durante a respiração. Desta forma, alguns sistemas configurados para quantificar a complacência pulmonar em pacientes que são auto-ventilados exigem a implementação de uma cinta de esforço, ou algum outro sensor que provê uma medida direta da pressão do músculo diafragmático. Outros sistemas configurados para quantificar a complacência pulmonar em pacientes auto-ventilados exigem que o paciente seja direcionado e/ou ensinado a controlar a pressão do músculo diafragmático manualmente. Entretanto, isto exige tipicamente que o paciente e/ou médico realize uma manobra especial que, se não realizada com precisão, pode impactar negativamente a precisão e/ou exatidão da estimativa da complacência pulmonar.

Um aspecto da invenção está relacionado a um sistema configurado para quantificar a complacência pulmonar de um paciente que está pelo menos parcialmente autoventilado. Em uma realização, o sistema compreende um dispositivo de suporte de pressão, um ou mais sensores, e um

2/21 ou mais processadores. 0 dispositivo de suporte de pressão configurado para gerar um fluxo pressurizado de gás respirável para ser administrado às vias respiratórias de um paciente que está pelo menos parcialmente auto-ventilado. Um ou mais sensores estão configurados para gerar um ou mais sinais de saída que transportam informações sobre um ou mais parâmetros do fluxo pressurizado de gás respirável. Um processador ou mais estão operativamente ligados ao dispositivo de suporte de pressão e a um sensor ou mais, e é configurado para executar um ou mais módulos de programa de computador. Um ou mais módulos de programa de computador compreende um módulo de controle, um módulo de pressão, um módulo de transição e um módulo de complacência. O módulo de controle é configurado para controlar o dispositivo de suporte de pressão para ajustar a pressão do fluxo pressurizado de gás respirável durante uma série de respirações consecutivas do paciente. O módulo de pressão é configurado para determinar a pressão na qual o fluxo pressurizado de gás respirável deve ser ajustado pelo módulo de controle durante a série de respirações consecutivas de forma que para uma primeira inalação a pressão seja ajustada para uma primeira pressão e para uma segunda inalação mais próxima em tempo à primeira inalação a pressão seja ajustada para uma segunda pressão que é diferente da primeira pressão. 0 módulo de transição é configurado para identificar um primeiro ponto de transição da primeira inalação e um segundo ponto de transição da segunda inalação com base em um ou mais sinais de saída gerados por um ou mais sensores, em que o primeiro ponto de transição é identificado em um ponto no tempo, ou próximo, no qual o fluxo máximo do fluxo pressurizado de gás respirável ocorre durante a primeira inalação e o segundo ponto de transição é identificado em um ponto no tempo, ou próximo, no qual o fluxo máximo do fluxo

3/21 pressurizado de gás respirável ocorre durante a segunda inalação. O módulo de complacência é configurado para quantificar a complacência pulmonar do paciente com base na diferença entre a primeira pressão e na segunda pressão e um ou mais sinais de saída gerados por um ou mais sensores durante a primeira inalação e a segunda inalação, em que para finalidades de quantificação da complacência pulmonar o módulo de complacência considera a primeira inalação para ter começado no primeiro ponto de transição e considera a segunda inalação para ter começado no segundo ponto de transição.

Outro aspecto da invenção se refere a um método para quantificar a complacência pulmonar de um paciente que é parcialmente auto-ventilado. Em uma realização, o método compreende administrar um fluxo pressurizado de gás respirável às vias respiratórias de um paciente que está pelo menos parcialmente auto-ventilado, gerar um ou mais sinais de saída que transportam informações sobre um ou mais parâmetros do fluxo pressurizado de gás respirável; determinar pressões nas quais o fluxo pressurizado de gás respirável deveria ser ajustado durante uma série de respirações consecutivas do paciente; incluir determinar uma primeira pressão para uma primeira inalação e determinar uma segunda pressão que é diferente da primeira pressão para uma segunda inalação próxima em tempo à primeira inalação; ajustar a pressão do fluxo pressurizado de gás respirável às pressões determinadas durante a série de respirações consecutivas; identificar, com base em um ou mais sinais de saída, um primeiro ponto de transição em um ponto no tempo, ou próximo, no qual o fluxo máximo do fluxo pressurizado de gás respirável ocorre durante a primeira inalação; identificar, com base em um ou mais sinais de saída, um segundo ponto de transição a um ponto em tempo, ou próximo, no qual o fluxo máximo do fluxo pressurizado de gás respirável ocorre durante a segunda

4/21 inalação; e quantificar a complacência pulmonar do paciente com base na diferença entre a primeira pressão e a segunda pressão e um ou mais sinais de saída gerados durante a primeira inalação e a segunda inalação, em que para finalidades de quantificação da complacência pulmonar a primeira inalação é considerada ter começado no primeiro ponto de transição e a segunda inalação é considerada ter começado no segundo ponto de transição.

Outro aspecto da invenção se refere a um sistema configurado para quantificar a complacência pulmonar de um paciente que seja pelo menos parcialmente auto-ventilado. Em uma realização, o sistema compreende meios para administrar um fluxo pressurizado de gás respirável às vias respiratórias de um paciente que seja parcialmente auto-ventilado, meios para gerar um ou mais sinais de saída que transportam informações sobre um ou mais parâmetros do fluxo pressurizado de gás respirável; meios para determinar pressões nas quais o fluxo pressurizado de gás respirável deveria ser ajustado durante uma série de respirações consecutivas do paciente, incluindo determinar uma primeira pressão para uma primeira inalação e determinar uma segunda pressão que seja diferente da primeira pressão para uma segunda inalação próxima em tempo à primeira inalação, meios para ajustar a pressão de fluxo pressurizado de gás respirável para pressões determinadas durante uma série de respirações consecutivas; meios para identificar, com base em um ou mais sinais de saída, um primeiro ponto de transição em um ponto ou próximo dele em tempo no qual o fluxo máximo do fluxo pressurizado de gás respirável ocorre durante a primeira inalação; meios para identificar, com base em um ou mais sinais de saída, um segundo ponto de transição em um ponto ou próximo dele em tempo no qual o fluxo máximo do fluxo pressurizado de gás respiratório ocorre durante a segunda inalação; e meios para

5/21 quantificar a complacência pulmonar do paciente com base na diferença entre a primeira e a segunda pressão e um ou mais sinais de saída gerados durante a primeira e a segunda inalação, em que para os propósitos de quantificar a complacência pulmonar a primeira inalação é considerada ter começado no primeiro ponto de transição e a segunda inalação é considerada ter começado no segundo ponto de transição.

Estes e outros objetivos, aspectos e características da presente invenção, bem como os métodos de operação e funções dos elementos relacionados de estrutura e a combinação de peças e economias de fabricação, se tornarão mais evidentes mediante a consideração da descrição a seguir e as reivindicações anexadas com referência aos desenhos anexados, todos dos quais formam uma parte desta especificação, em que como numerais de referência designam partes correspondentes em várias figuras. Ê para ser expressamente entendido que os desenhos têm como finalidade ilustração e descrição somente e não são uma limitação da invenção. Além disso, deve ser observado que as características estruturais mostradas ou descritas em qualquer realização aqui podem ser utilizadas em outras realizações também. Deve ser expressamente entendido, entretanto, que os desenhos têm como finalidade ilustração e descrição somente e não tem a intenção de definir os limites da invenção. Conforme utilizado na especificação e nas reivindicações, a forma singular de um, uma, e o, a incluem referências plurais ao menos que o contexto claramente dite o contrário.

A figura 1 ilustra um sistema configurado para quantificar a complacência pulmonar de um paciente que é parcialmente auto-ventilado, de acordo com uma ou mais realizações da invenção.

A figura 2 ilustra um gráfico de pressão de um

6/21 fluxo pressurizado de gás respirável contra o tempo, de acordo com uma ou mais realizações da invenção.

A figura 3A. ilustra um gráfico de diferença de volume contra o tempo durante a inalação, de acordo com uma ou mais realizações da invenção.

A figura 3B ilustra um gráfico de diferença de fluxo contra o tempo de duração da inalação de acordo com uma ou mais realizações da invenção.

A figura 3C ilustra um gráfico de diferença de pressão contra o tempo durante a inalação, de acordo com uma ou mais realizações da invenção.

A figura 4 é um diagrama esquemático de um circuito de ventilação pulmonar, de acordo com uma ou mais realizações da invenção.

A figura 5 ilustra um gráfico de diferença de volume contra o tempo durante a inalação de acordo com uma ou mais realizações da invenção.

A figura 1 ilustra um sistema 10 configurado para quantificar a complacência pulmonar de um paciente 12 que esteja parcialmente auto-ventilado. A quantificação da complacência pulmonar pode ser uma estimativa, uma medida, e/ou uma medida aproximada. A quantificação da complacência pulmonar pelo sistema 10 pode ser melhorada por outros sistemas convencionais para quantificar a complacência pulmonar de pacientes auto-ventilados em que o sistema 10 pode quantificar a complacência pulmonar relativamente de forma precisa sem uma cinta de esforço ou outro dispositivo sensorial externo que meça diretamente a pressão do músculo diafragmático. Quantificação de complacência pulmonar pode ser uma ferramenta útil para avaliar a saúde do paciente 12, incluindo detecção de retenção de fluído associado ao desenvolvimento de insuficiência cardíaca aguda. Em uma realização, o sistema 10 inclui um ou mais dispositivos de

7/21 suporte de pressão 14, armazenamento eletrônico 16, uma interface de usuário 18, um ou mais sensores 20, um processador 22, e/ou outros componentes.

Em uma realização, o dispositivo de suporte de pressão 14 é configurado para gerar um fluxo pressurizado de gás respirável para administrar às vias respiratórias do paciente 12. O dispositivo de suporte de pressão 14 pode controlar um ou mais parâmetros do fluxo pressurizado de gás respirável (por exemplo, taxa de fluxo, pressão, volume, umidade, temperatura, composição, etc.) para finalidades terapêuticas, ou para outras finalidades. Em forma de exemplos não limitativos, o dispositivo de suporte de pressão 14 pode ser configurado para controlar a pressão do fluxo pressurizado de gás respirável para prover suporte de pressão para a via aérea do paciente 12. O dispositivo de suporte de pressão 14 pode incluir um dispositivo de suporte de pressão como, por exemplo, o dispositivo descrito na Patente NorteAmericana 6.105.575, aqui incorporada por referência em sua totalidade.

O dispositivo de suporte de pressão 14 pode ser configurado para gerar o fluxo pressurizado de gás respirável de acordo com uma ou mais modalidades. Um exemplo não limitative de tal modalidade é a Pressão Positiva Contínua nas Vias Aéreas (PPCVA) . A PPCVA foi utilizada por muitos anos e provou ser útil para promover a respiração regular. Outro modo para gerar fluxo pressurizado de gás respirável é Pressão Positiva Inspiratória (IPPI). Um exemplo de modalidade IPPI é o modo de pressão positiva inspiratória a dois níveis (PPIDN®) . Em um modo de pressão positiva inspiratória a dois níveis, dois níveis de pressão de ar positiva (alta e baixa) são providos a um paciente. Outros modos de gerar fluxo pressurizado de gás respirável são contemplados. Geralmente, o tempo de níveis de pressão altos

8/21 e baixos é controlado de tal forma que o nível alto de pressão do ar positiva é administrado para o paciente 12 durante a inalação e o nível baixo de pressão é administrado ao paciente 12 durante a exalação.

O fluxo pressurizado de gás respirável é administrado às vias respiratórias do paciente 12 via interface do paciente 24. A interface do paciente 24 é configurada para comunicar o fluxo pressurizado de gás respirável gerado por dispositivo de suporte de pressão 14 às vias respiratórias do paciente 12. Como, interface do paciente 24 inclui um canal 26 e um instrumento de interface 28. Os canais transportam o fluxo pressurizado de gás respirável para o instrumento de interface 28, e o instrumento de interface 28 administra o fluxo pressurizado de gás respirável às vias respiratórias do paciente 12. Alguns exemplos de instrumentos de interface 28 podem incluir, por exemplo, um tubo endotraqueal, uma cânula nasal, um tubo de traqueostomia, uma máscara nasal, uma máscara nasal/oral, uma máscara facial completa, uma máscara facial de proteção total, ou outros instrumentos de interface que comunicam um fluxo de gás com a via aérea do paciente. A presente invenção não está limitada a estes exemplos, e contempla administração do fluxo pressurizado de gás respirável ao paciente 12 utilizando qualquer interface do paciente.

Em uma realização, o armazenamento eletrônico 16 compreende meio de armazenamento eletrônico que armazena eletronicamente informações. 0 meio de armazenamento eletronicamente de armazenamento eletrônico 16 pode incluir um ou ambos os sistemas de armazenamento que é provido integralmente (ou seja, não removível substancialmente) com sistema 10 e/ou armazenamento removível que é conectado de maneira removível ao sistema 10 através de, por exemplo, uma

9/21 porta (por exemplo, uma porta USB, uma porta firewire, etc.) ou um drive (por exemplo, uma unidade de disco, etc.) . 0 armazenamento eletrônico 16 pode incluir uma ou mais meios de armazenamento por leitura ótica (por exemplo, discos ópticos, 5 etc.), meio de armazenamento legível magneticamente (por exemplo, fita magnética, disco rígido magnético, disquete, etc.), meios de armazenamento com base em carga elétrica (por exemplo, EEPROM, RAM, etc.), meio de armazenamento em estado sólido (por exemplo, flash drive, etc.), e/ou outro meio de 10 armazenamento legível eletronicamente. O armazenamento eletrônico 16 pode armazenar alguns algoritmos de software, informações determinadas pelo processador 22, informações recebidas através da interface de usuário 18, e/ou outras informações que possibilitem o sistema 10 a funcionar de 15 forma correta. 0 armazenamento eletrônico 16 pode ser (como um todo ou parcial) um componente separado dentro do sistema 10, ou o armazenamento eletrônico 16 pode ser provido (como um todo ou parcial) integralmente com um ou mais componentes do sistema 10 (por exemplo, dispositivo 14, interface de 20 usuário 18, processador 22, etc.).

A interface de usuário 18 é configurada para prover uma interface entre o sistema 10 e o paciente 12 através da qual o paciente 12 pode prover informações para e receber informações do sistema 10. Isto possibilita dados, 25 resultados, e/ou instruções e quaisquer outros itens comunicáveis, coletivamente referidos como informações, para ser comunicado entre o paciente 12 e um ou mais dispositivos 14, armazenamento eletrônico 16, e/ou processador 22. Exemplos de dispositivos de interface 30 adequados para inclusão para inclusão na interface do usuário 18 incluem um teclado, botões, interruptores, teclado, botões, alavancas, tela de exibição, uma tela sensível ao toque, alto-falantes, um microfone, um indicador luminoso, um

10/21 alarme audível, uma impressora, e/ou outros dispositivos de interface. Em uma realização, a interface de usuário 18 inclui uma pluralidade de interfaces separadas. Em uma realização, a interface de usuário 18 inclui pelo menos uma interface que seja provida integralmente com o dispositivo 14 .

Deve ser entendido que outras técnicas de comunicação, com ou sem fio, também são observadas pela presente invenção como a interface de usuário 18. Por exemplo, a presente invenção contempla que a interface de usuário 18 possa ser integrada com uma interface de armazenamento removível provida por armazenamento eletrônico 16. Neste exemplo, informações podem ser carregadas no sistema 10 de armazenamento removível (por exemplo, um smart card, um flash drive, um disco removível, etc.) que possibilite ao usuário customizar a implementação do sistema 10. Outros dispositivos de entrada exemplar e técnicas adaptadas para uso com o sistema 10 como interface de usuário 18 incluem, entre outras, uma porta RS-232, link RF, link IR, modem (telefone, cabo ou outro). Em resumo, qualquer técnica para comunicar informações com sistema 10 é observada pela presente invenção como interface de usuário 18.

Um ou mais sensores 20 são configurados para gerar um ou mais sinais de saída que transportam informações relacionadas a um ou mais parâmetros do fluxo pressurizado de gás respirável. Um ou mais parâmetros podem incluir, por exemplo, uma ou mais de uma taxa de fluxo, um volume, uma pressão, uma composição (por exemplo, concentrações de um ou mais constituintes) , umidade, temperatura, aceleração, velocidade, acústicas, mudanças em um parâmetro indicativo de respiração, e/ou outros parâmetros de gás. Os sensores 20 podem incluir um ou mais sensores que medem tais parâmetros diretamente (por exemplo, através da comunicação fluída com o

11/21 fluxo pressurizado de gás respirável no dispositivo de suporte de pressão 14 ou na interface do paciente 24) . Os sensores 20 podem incluir um ou mais sensores que geram sinais de saída relacionados a um ou mais parâmetros do fluxo pressurizado de gás respirável indiretamente. Por exemplo, um ou mais sensores 2 0 podem gerar uma saída com base em um parâmetro operacional do dispositivo de suporte de pressão 14 (por exemplo, uma corrente do motor, tensão, velocidade rotacional, e/ou outros parâmetros operacionais), e/ou outros sensores. Embora os sensores 20 sejam ilustrados em uma única localização ou adjacente ao dispositivo de suporte de pressão 14, este não tem o objetivo de ser limitative. Os sensores 20 podem incluir sensores dispostos em uma pluralidade de localizações, como, por exemplo, dentro do dispositivo de suporte de pressão 14, dentro do (ou em comunicação com) canal 26, dentro do (ou em comunicação com) aparelho de interface 28, e/ou outras localizações.

processador 22 é configurado para prover informações processando capacidades em sistema 10. Desta forma, o processador 22 pode incluir um ou mais processadores digitais, um processador analógico, um circuito digital projetado para processar informações, um circuito analógico designado para processar informações, uma máquina de estado, e/ou outros mecanismos para processar informações eletronicamente. Embora o processador 22 seja mostrado na figura 1 como uma entidade única, esta é somente com fins ilustrativos. Em algumas implementações, o processador 22 pode incluir uma pluralidade de unidades de processo. Estas unidades de processamento podem ser fisicamente localizadas dentro do mesmo dispositivo (por exemplo, dispositivo de suporte de pressão 14), ou o processador 22 pode representar a funcionalidade do processo de uma pluralidade de dispositivos operando em coordenação.

12/21

Conforme mostrado na figura 1, o processador 22 pode ser configurado para executar um ou mais módulos de programas de computador. Um ou mais módulos de programas de computador pode incluir um ou mais módulos de parâmetro de respiração 30, um módulo de controle 32, um módulo de pressão 34, um módulo de transição 36, um módulo de complacência 38, e/ou outros módulos. O processador 22 pode ser configurado para executar os módulos 30, 32, 34, 36 e/ou 38 por software, hardware, firmware, algumas combinações de software, hardware e/ou firmware; e/ou outros mecanismos para configurar capacidades de processo no processador 22.

Deve ser observado que embora os módulos 30, 32, 34, 36 e 38 sejam ilustrados na figura 1 como sendo instalados dentro de uma unidade de processo, em implementações nas quais o processador 22 inclui múltiplas unidades de processo, um ou mais de módulos 30, 32, 34, 36 e/ou 38 podem ser localizados remotamente de outros módulos. A descrição da funcionalidade provida pelos diferentes módulos 30, 32, 34, 36, e/ou 38 descritos abaixo para fins ilustrativos, e não tem o objetivo de ser limitativo, pois qualquer um dos módulos 30, 32, 34, 36 e/ou 38 pode prover mais ou menos funcionalidade do que descrito. Por exemplo, um ou mais módulos 30, 32, 34, 36 e/ou 38 podem ser eliminados, e alguns ou todos de sua funcionalidade pode ser provido por outros módulos 30, 32, 34, 36 e/ou 38. Como outro exemplo, o processador 22 pode ser configurado para executar um ou mais módulos adicionais que pode realizar um pouco ou toda da funcionalidade atribuída abaixo para um dos módulos 30, 32, 34, 36 e/ou 38.

O módulo de parâmetro respiratório 30 é configurado para determinar um ou mais parâmetros respiratórios do paciente. Um ou mais dos parâmetros respiratórios são determinados com base em um ou mais sinais de saída gerados

13/21 por sensores 20. Um ou mais parâmetros respiratórios podem incluir, por exemplo, um volume corrente, um fluxo máximo, uma taxa de fluxo, uma pressão, uma composição, tempo (por exemplo, começo e/ou final de inalação, começo e/ou final de exalação, etc.), uma duração (por exemplo, de inalação, de exalação, de um único ciclo de respiração, etc.), uma taxa de respiração, uma frequência de respiração, e/ou outros parâmetros. Em uma realização, o módulo de parâmetro respiratório 30 determina um ou mais parâmetros respiratórios com base em inalação e exalação. A fim de exemplos não limitativos, os módulos de parâmetros respiratórios 30 podem determinar pelo menos um parâmetro respiratório dado para cada exalação em uma série de exalações consecutivas. Pelo menos um parâmetro respiratório dado pode incluir, por exemplo, um volume corrente, um fluxo máximo, e/ou parâmetros respiratórios.

módulo de controle 32 é configurado para controlar o dispositivo de suporte de pressão 14 para ajustar um ou mais parâmetros do fluxo pressurizado de gás respirável. Por exemplo, o módulo de controle 32 pode controlar o dispositivo de suporte de pressão 14 para ajustar uma taxa de fluxo, pressão, volume, umidade, temperatura, composição, e/ou outros parâmetros do fluxo pressurizado de gás respirável. Em uma realização, o módulo de controle 32 controla o dispositivo de suporte de pressão 14 para operar em um modo de pressão positiva em vias respiratórias a dois níveis onde a pressão é elevada a um nível alto durante a inalação e reduzida a um nível baixo durante a exalação pelo paciente 12. 0 módulo de controle 32 pode determinar quando o disparador muda de alto para baixo e vice-versa com base na detecção de transições respiratórias pelo módulo de parâmetro respiratório 30.

módulo de pressão 34 é configurado para

14/21 determinar a pressão na qual o fluxo pressurizado do gás respirável deveria ser ajustado pelo módulo de controle 32. A pressão do fluxo pressurizado de gás respirável pode ser determinada pelo módulo de pressão 34 com base em regime de terapia (por exemplo, para suporte de pressão positiva nas vias respiratórias) , para possibilitar a quantificação da complacência pulmonar, e/ou para outras finalidades. A determinação da pressão na qual o fluxo pressurizado de gás respirável deveria ser ajustado inclui determinar os níveis alto e baixo de pressão para um modo de pressão positiva em vias respiratórias a dois níveis.

Conforme discutido mais adiante, a fim de possibilitar uma quantificação de complacência pulmonar, a pressão de fluxo pressurizado de gás respirável deveria ser mudada entre um par de inalações que são próximas umas às outras em tempo. Como aqui utilizado, o par de inalações que são próximas em tempo umas às outras podem incluir um par de inalações que são adjacentes diretamente (ou seja, consecutiva sem inalações interferentes), ou um par de inalações que são razoavelmente próximas umas às outras em tempo (por exemplo, dentro de aproximadamente 2 minutos, dentro de aproximadamente 1 minuto, dentro de aproximadamente 30 segundos, dentro de aproximadamente 15 segundos, etc.). Para facilitar tal determinação, o módulo de pressão 34 é configurado para determinar uma primeira pressão para a qual o fluxo pressurizado de gás respirável deveria ser ajustado durante uma primeira inalação, e uma segunda pressão (diferente da primeira) para a qual o fluxo pressurizado de gás respirável deveria ser ajustado durante uma segunda inalação que é próxima em tempo à primeira inalação.

Será observado que em algumas realizações, a quantificação da complacência pulmonar pode ter como base as medidas tomadas em duas respirações que não são próximas em

15/21 tempo, e para a qual a pressão do fluxo pressurizado de gás respirável é diferente. Embora isto possa degradar a exatidão e/ou precisão da quantificação (devido às conclusões feitas sobre a fisiologia do paciente e/ou condições respiratórias durante as 2 respirações) , tal degradação pode não ser fatal para a utilidade da quantificação.

Em realizações nas quais o sistema 10 está operando em um modo de pressão positiva em vias respiratórias a dois níveis, o módulo de controle 32 implementa a primeira pressão como a pressão alta para a primeira inalação, pressão baixa (determinada pelo módulo de pressão 34) para as exalações entre a primeira inalação e a segunda inalação, e a segunda pressão como a pressão alta para a segunda inalação. A fim de ilustrar, a figura 2 ilustra um gráfico de pressão como determinado por um módulo de pressão similar à ou o mesmo módulo de pressão 34 versus tempo durante uma série de respirações consecutivas. Durante a série de respirações consecutivas, o módulo de pressão 34 determina pressão do fluxo pressurizado de gás respirável de acordo com o modo de pressão positiva em vias respiratórias a dois níveis no qual a pressão é reduzida a um nível baixo 40 durante as exalações. No gráfico mostrado na figura 2, há números de pares de pares diretamente adjacentes de inalação que poderíam ser vistos como primeiro e segundas inalações descritas acima. Estes pares estão rotulados na figura 2 com referência ao número 42.

Retornando à figura 1, o módulo de transição 36 é configurado para identificar uma primeira transição da primeira inalação e um segundo ponto de transição da segunda inalação. O primeiro ponto de transição é um ponto no tempo ou próximo ao fluxo máximo do fluxo pressurizado do gás respirável durante a primeira inalação. O segundo ponto de transição é um ponto no tempo ou próximo ao pico máximo do

16/21 fluxo pressurizado de gás respirável durante a segunda inalação. O módulo de transição 36 é configurado para identificar os primeiros e segundos pontos de transição com bases em pelo menos um dos parâmetros respiratórios determinados pelo módulo de parâmetro respiratório 30 (os quais são determinados com bases nos sinais de saída gerados pelos sensores 20) .

Será observado que um modo de pressão positiva em vias respiratórias a dois níveis, como o módulo de controle 32, controla o dispositivo de suporte de pressão 14 para transição de uma pressão baixa para uma alta (por exemplo, no início de cada primeira inalação e cada segunda inalação), a pressão não é aumentada em uma etapa ideal. Em outras palavras, para fins práticos, a pressão não pode ser controlada pra mudar de pressão baixa para alta instantaneamente. Embora esta transição possa ser concluída em um período de tempo relativamente curto, adicionalmente há algum período de transição durante o qual a pressão está abordando a pressão alta de baixo.

Na quantificação da complacência pulmonar estabelecida abaixo, a transição entre a pressão baixa e a pressão alta no início de cada da primeira inalação e da segunda inalação é pressuposta como ideal (por exemplo, instantânea). Este pressuposto pode levar à inexatidão e/ou imprecisão na quantificação de complacência pulmonar. Entretanto, se os primeiros e segundos pontos de transição forem levados por módulo de complacência 38 para ser o início das primeiras e segundas inalações, respectivamente, pelo menos um pouco da inexatidão e/ou imprecisão devido à etapa de pressão não ideal é eliminada.

Em forma de ilustração, as figuras 3A a 3C mostram gráficos de diferença de volume ou da diferença instantanea

17/21 em volume entre as duas inalações, diferença de fluxo ou diferença instantânea em fluxo entre as duas inalações, e diferença de pressão ou diferença instantânea em pressão entre as duas inalações como uma função de tempo para as duas inalações utilizadas para quantificar a complacência. Como pode ser visto nas figuras 3A a 3C, os valores medidos da diferença do volume, a diferença do fluxo e a diferença da pressão defasam os valores ideais por uma quantidade de tempo entre o início da inalação e um ponto de transição 44 no qual o valor máximo para a diferença de fluxo entre as duas inalações ocorrem. As figuras 3A a 3C também ilustram como se a diferença de volume, diferença de fluxo e diferença de pressão estivessem deslocadas por uma quantidade de tempo entre o início da inalação e o ponto de transição 44 (por exemplo, por considerar o ponto de transição 44 sendo o início da inalação), os valores medidos correspondem de forma muito mais próxima aos valores ideais.

Retornando à figura 1, o módulo de complacência 38 é configurado para quantificar a complacência pulmonar do paciente 12 com base na diferença entre a primeira pressão e a segunda pressão, e um ou mais sinais de saída gerados pelos sensores 20 durante as primeiras e segundas inalações. Em uma realização, o módulo de complacência 38 determina complacência pulmonar do paciente 12 removendo a pressão do músculo diafragmático de equações de entrada e saída modelando o sistema respiratório do paciente 12 durante a primeira inalação e a segunda inalação.

Em uma realização, a quantificação da complacência pulmonar pelo módulo de complacência 38 implementa um compartimento pulmonar único e um circuito de ventilação mostrado na figura 4. Na figura 4, Pd representa o dispositivo de pressão (por exemplo, a pressão do fluxo pressurizado de gás respirável gerado pelo dispositivo de

18/21 suporte de pressão 14), R representa a resistência do sistema respiratório de um paciente, Paiv representa a pressão alveolar, C representa complacência, Pmus representa a pressão do músculo diafragmático, e Q_P representa o fluxo do paciente. Neste modelo, presume-se que a resistência de uma entrada de exalação (por exemplo, entrada de exalação num instrumento de interface 28 na figura 1) é maior do que a resistência de uma mangueira (por exemplo, canal 26 na figura 1). Portanto, a pressão dentro do paciente é aproximadamente a mesma do dispositivo de pressão. Assim, a pressão do paciente é representada simplesmente como o dispositivo de pressão no circuito mostrado na figura 4. Além disso, presume-se que o fluxo do paciente e o volume do paciente pode ser estimado ao utilizar a diferença entre o fluxo total da medida do sistema e um estimado (ou medido) fluxo de vazamento.

Será observado que a implementação de um modelo de pulmão com um único compartimento na descrição de determinar a complacência pulmonar não tem a intenção de ser limitativa. A remoção da pressão do músculo diafragmático das equações que modelam a função do sistema respiratório de um paciente não depende deste modelo, mas é utilizado aqui porque é computacionalmente menos cara do que modelos mais complexos, e simplifica a explicação.

A função de transferência no dominio-s relacionando o fluxo do paciente à pressão do dispositivo e o diafragma do paciente para o circuito na figura 3 é dado por:

(!) ^Cí

P(s) XCs + 1' onde (2) ρ^ρ,Ρι+ρ,,Μ·

Adicionalmente, o volume do paciente é dado pela

19/21 equação:

(3) y(_s) = Q^). s

Assim, a função de transferência relacionando a pressão ao volume do paciente é dada pela equação:

P[s) RCs + \ RCs + i RCs + i

Onde a resposta para P_mus é dada pela equação:

^{(5) r}”t

Res +1 e onde a resposta externa é dada por:

C

RCs + l

Agora se P_d(s) representa a pressão do fluxo pressurizado do gás respirável gerado pelo dispositivo de suporte de pressão, e a pressão durante a inalaçao é variada entre a primeira inalação e a segunda inalação que são próximas em tempo (por exemplo, diretamente adjacente), então a equação (4) pode ser escrita pela primeira inalação e a segunda inalação na seguinte fórmula:

(7) ^C P_d. (s) + ^c - (s) ;

RCs + \ RCs + \ (8) c

RCs + \

Pd2 C⁵) ⁺ onde os subscritos 1 e 2 correspondem à primeira inalação e à segunda inalação respectivamente.

Visto que P_mu3 é desconhecido, a parte da resposta total associada com a resposta interna é também desconhecida. Entretanto, se o pressuposto é feito que P_mua é relativamente constante entre a primeira inalação e a segunda inalação (visto que as primeira e segunda inalações são próximas em tempo), então presume-se que P^usiAs) é igual P_mUs2(s).

Pegando a diferença entre a resposta de volume em

20/21 equações (5) e (6), e utilizando o pressuposto que P_musi(s) é igual a Pmus2Ís) , a resposta interna desconhecida pode ser eliminada para alcançar a seguinte combinação de equações (7) e (8) :

⁽⁹⁾RCs +1 onde AV(s) é a diferença entre Vi(s) e V₂(s), e onde âP_d(s) é a diferença entre Pdi(s) e Pd₂(s) .

Visto que a primeira pressão e a segunda pressão são diferentes, APd(s) pode ser representado por uma excitação da etapa da fórmula:

(10) AP_d(í) = ^d-. s

Se a equação (10) é substituída pela equação (9), o resultado pode ser simplificado como segue:

r ^d/

Λκ ω = ^c ₌ /rc ^U RCs + l s s(/?C5 + l) X ₊ V_DJ (11) ^v /RC>.

A transformação de equação (11) dentro do domínio de tempo resulta na seguinte equação:

Δν(ί) = C · ΔΡΪΙ - \(í) (12) ^J onde Δν(ί) representa a diferença do volume.

Visto que as pressões e volumes para as duas inalações (e/ou as diferenças instantâneas entre elas) são conhecidos, qualquer uma de várias técnicas de estimações numéricas pode ser utilizada para determinar resistência R e complacência C. A fim de exemplos não limitativos, a técnica de menor erro quadrático poderia ser implementada.

Retornando à figura 1, o módulo de complacência 38 pode quantificar a complacência pulmonar com base no(s) parâmetro(s) respiratório(s) determinado(s) pelo parâmetro respiratório 30 (que está determinado a partir de sinais de

21/21 saída gerados por 20 sensores), o(s) valore(s) conhecido(s) da primeira e segunda pressão, e/ou a diferença entre a primeira pressão e a segunda pressão é a maneira descrita acima. A fim de reduzir a imprecisão e/ou a inexatidão causadas por fases de pressão não ideal no início da primeira inalação e da segunda de inalação, o módulo de complacência 38 pode considerar o primeiro ponto de transição e o segundo ponto de transição identificados pelo módulo de transição 36 para ser o início da primeira inalação e a segunda inalação, respectivamente. A quantificação da complacência pulmonar pelo módulo de complacência 38 pode então ser implementada por um ou mais de uma variedade de diferentes usos e/ou em uma variedade de diferentes contextos. Por exemplo, a quantificação da complacência pulmonar pode ser implementada para diagnosticar precocemente insuficiência cardíaca, para prescrever tratamento, e/ou para outras finalidades.

Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes com o propósito de ilustrar com base no que é atualmente considerado a fim de serem as realizações mais práticas e favoritas, entende-se que tal detalhe é unicamente com aquele propósito e que a invenção não está limitada às realizações reveladas, mas, ao contrário, pretende-se cobrir modificações e as disposições equivalentes que estão dentro do espírito e alcance das reivindicações anexadas. Por exemplo, deve-se entender que a invenção atual contempla que, tanto quanto possível, uma ou mais características de qualquer realização pode ser combinada com uma ou mais características de qualquer outra realização.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. SISTEMA CONFIGURADO PARA QUANTIFICAR A COMPLACÊNCIA PULMONAR DE UM PACIENTE QUE ESTEJA PELO MENOS PARCIALMENTE AUTO-VENTILADO, caracterizado por o sistema compreender:

um dispositivo de suporte de pressão configurado para gerar um fluxo pressurizado de gãs respirável a ser administrado às vias respiratórias de um paciente que esteja pelo menos parcialmente auto-ventilado;

um ou mais sensores configurados para gerar um ou mais sinais de saída que transportam informações sobre um ou mais parâmetros do fluxo pressurizado de gás respirável; e um ou mais processadores operativamente ligados ao dispositivo de suporte de pressão e um ou mais sensores, um ou mais processadores sendo configurados para executar um ou mais módulos de programa do computador, um ou mais módulos de programa de computador compreendendo:

um módulo de controle configurado para controlar o dispositivo de suporte de pressão para ajustar a pressão do fluxo pressurizado de gás respirável durante uma série de respirações consecutivas do paciente;

um módulo de pressão configurado para determinar a pressão na qual o fluxo pressurizado de gás respirável deve ser ajustado pelo módulo de controle durante a série de respirações consecutivas de forma que uma primeira inalação da pressão seja ajustada a uma primeira pressão e para uma segunda pressão próxima em tempo até a primeira inalação da pressão é ajustada para uma segunda pressão que é diferente da primeira pressão;

um módulo de transição configurado para identificar um primeiro ponto de transição da primeira inalação e um segundo ponto de transição da segunda inalação com base em um ou mais sinais de saída gerados por um ou mais sensores, em
2/7 que o primeiro ponto de transição é identificado em um ponto em tempo ou próximo no qual o fluxo máximo do fluxo pressurizado de gás respirável ocorre durante a primeira inalação e o segundo ponto de transição é identificado em um ponto em tempo ou próximo no qual o fluxo máximo do fluxo pressurizado de gás respirável ocorre durante a segunda inalação;

um módulo de complacência configurado para quantificar a complacência pulmonar do paciente com base na diferença entre a primeira pressão e a segunda pressão e um ou mais sinais de saída gerado por um ou mais sensores durante a primeira inalação e a segunda inalação, em que para finalidades de quantificação da complacência pulmonar o módulo de complacência considera a primeira inalação ter começado no primeiro ponto de transição e considera a segunda inalação ter começado no segundo ponto de transição.

2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que o módulo de pressão é configurado para determinar pressões nas quais o fluxo pressurizado de gás respirável deve ser operado pelo módulo de controle de forma que o dispositivo de suporte de pressão seja operado no modo pressão positiva em vias respiratórias a dois níveis.
3. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que a primeira inalação e a segunda inalação ocorrem sucessivamente sem quaisquer inalações de intervenção.
4. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que um ou mais módulos adicionalmente compreendem um módulo de parâmetro respiratório configurado para determinar, com base em um ou mais sinais de saída de um ou mais sensores, um ou mais parâmetros respiratórios do paciente durante a série de respirações consecutivas, em que o módulo de transição é configurado para identificar o

3/7 primeiro ponto de transição e o segundo ponto de transição com base em pelo menos um ou mais parâmetros respiratórios determinados pelo módulo de parâmetro respiratório.
5. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado em que o módulo de complacência é configurado para quantificar a complacência pulmonar do paciente com base na diferença entre a primeira pressão e a segunda pressão e pelo menos um ou mais parâmetros respiratórios determinados pelo módulo de parâmetro respiratório após o primeiro ponto de transição durante a primeira inalação e após o segundo ponto de transição durante a segunda inalação.
6. MÉTODO PARA QUANTIFICAR A COMPLACÊNCIA PULMONAR DE UM PACIENTE QUE ESTEJA PELO MENOS PARCIALMENTE AUTO-VENTILADO, caracterizado por o método compreender:

administrar um fluxo pressurizado de gás respirável às vias respiratórias de um paciente que esteja pelo menos parcialmente auto-ventilado;

gerar um ou mais sinais de saída que transportam informações sobre um ou mais parâmetros do fluxo pressurizado de gás respirável;

determinar as pressões nas quais o fluxo pressurizado de gás respirável deve ser ajustado durante uma série de respirações consecutivas do paciente, incluindo determinar uma primeira pressão para uma primeira inalação e determinar uma segunda pressão que é diferente da primeira pressão para uma segunda inalação próxima em tempo à primeira inalação;

ajustar a pressão do fluxo pressurizado de gás respirável às pressões determinadas durante a série de respirações consecutivas;

identificar, com base em um ou mais sinais de saída, um primeiro ponto de transição em um ponto em tempo, ou próximo , no qual o fluxo máximo do fluxo pressurizado de

4/7 gás respirável ocorre durante a primeira inalação;

identificar com base em um ou mais sinais de saída, um segundo ponto de transição em um ponto em tempo, ou próximo, no qual o fluxo máximo do fluxo pressurizado de gás respirável ocorre durante a segunda inalação; e quantificar a complacência pulmonar do paciente com base na diferença entre a primeira pressão e a segunda pressão e um ou mais sinais de saída gerados durante a primeira inalação e a segunda inalação, em que para finalidades de quantificação da complacência pulmonar a primeira inalação é considerada ter começado no primeiro ponto de transição e a segunda inalação é considerada ter começado no segundo ponto de transição.
7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado em que determinar as pressões nas quais o fluxo pressurizado de gás respirável deve ser ajustado durante uma série de respirações consecutivas do paciente compreende a determinação de pressões que faz com que o fluxo pressurizado de gás respirável seja administrado em um modo de pressão positiva em vias respiratórias a dois níveis.
8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado em que a primeira inalação e a segunda inalação ocorrem sucessivamente sem quaisquer inalações de intervenção.
9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreendendo adicionalmente determinar, com base em um ou mais sinais de saída, um ou mais parâmetros respiratórios do paciente durante a série de inalações consecutivas, em que a identificação do primeiro ponto de transição com base em um ou mais sinais de saída compreende identificar o primeiro ponto de transição com base em um ou mais parâmetros respiratórios determinados com base em um ou mais sinais de saída, e em que a identificação do segundo

5/7 ponto de transição com base em um ou mais sinais de saída compreende identificar o segundo ponto de transição com base em um ou mais parâmetros respiratórios determinados com base em um ou mais sinais de saída.
10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado em que quantificar a complacência pulmonar do paciente com base na diferença entre a primeira pressão e a segunda pressão e um ou mais sinais de saída gerados durante a primeira inalação e a segunda inalação compreende a quantificação da complacência pulmonar do paciente com base na diferença entre a primeira pressão e a segunda pressão e um ou mais parâmetros respiratórios determinados após o primeiro ponto de transição durante a primeira inalação e após o segundo ponto de transição durante a segunda inalação.
11. SISTEMA CONFIGURADO PARA QUANTIFICAR A COMPLACÊNCIA PULMONAR DE UM PACIENTE QUE ESTEJA PELO MENOS PARCIALMENTE AUTO-VENTILADO, caracterizado por o sistema compreender:

meios para administrar um fluxo pressurizado de gás respirável às vias respiratórias de um paciente que esteja pelo menos parcialmente auto-ventilado;

meios para gerar um ou mais sinais de saída que transportam informações sobre um ou mais parâmetros do fluxo pressurizado de gás respirável;

meios para determinar pressões nas quais o fluxo pressurizado de gás respirável deve ser ajustado durante uma série de respirações consecutivas do paciente, incluindo determinar uma primeira pressão para uma primeira inalação e determinar uma segunda pressão que é diferente da primeira pressão para uma segunda inalação próxima em tempo à primeira inalação;

meios para ajustar a pressão do fluxo pressurizado de gás respirável às pressões determinadas durante a série de

6/7 respirações consecutivas;

meios para identificar, com base em um ou mais sinais de saída, um primeiro ponto de transição em um ponto em tempo, ou próximo, no qual o fluxo máximo do fluxo pressurizado de gás respirável ocorre durante a primeira inalação;

meios para identificar, com base em um ou mais sinais de saída, um segundo ponto de transição em um ponto em tempo, ou próximo, no qual o fluxo máximo do fluxo pressurizado de gás respirável ocorre durante a segunda inalação; e meios para quantificar a complacência pulmonar do paciente com base na diferença entre a primeira pressão e a segunda pressão e um ou mais sinais de saída gerado durante a primeira inalação e a segunda inalação, em que para as finalidades de quantificação da complacência pulmonar a primeira inalação é considerada ter começado no primeiro ponto de transição e a segunda inalação é considerado ter começado no segundo ponto de transição.
12. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado em que o meio para determinar as pressões nas quais o fluxo pressurizado de gás respirável deve ser ajustado durante uma série de respirações consecutivas do paciente determina pressões que fazem com que o fluxo pressurizado de gás respirável seja administrado em um modo de pressão positiva em vias respiratórias a dois níveis.
13. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado em que a primeira inalação e a segunda inalação ocorrem sucessivamente sem quaisquer inalações de intervenção.
14. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender adicionalmente meios para determinar, com base em um ou mais sinais de saída, um ou

7/7 mais parâmetros respiratório do paciente durante uma série de inalações consecutivas, em que os meios para identificar o primeiro ponto de transição com base em um ou mais sinais de saída identifica o primeiro ponto de transição com base um ou mais parâmetros respiratórios determinados com base em um ou mais sinais de saída, e em que o meio para identificar o segundo ponto de transição com base em um ou mais sinais de saída identifica o segundo ponto de transição com base em um ou mais parâmetros respiratórios determinados com base em um ou mais sinais de saída.
15. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado em que o meio para quantificar a complacência pulmonar do paciente com base na diferença entre a primeira pressão e a segunda pressão e um ou mais sinais de saída gerados durante a primeira inalação e a segunda inalação quantifica a complacência pulmonar do paciente com base na diferença entre a primeira pressão e a segunda pressão e um ou mais parâmetros respiratórios determinados após o primeiro põnto de transição durante a primeira inalação e após o segundo ponto de transição durante a segunda inalação.