BR112012013548B1 - Sistema de suporte de pressão - Google Patents

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Abstract

sistema de suporte de pressão terapia de suporte de pressão é provida a um indivíduo. a eficácia da terapia de suporte de pressão provida é determinada e/ou a terapia é titulada com base em determinações da concentração de uma ou mais espécies moleculares gasosas no gás exalado pelo indivíduo. as determinações da composição do gás exalado pelo indivíduo são obtidas a partir de amostras com relativamente pouca distorção causada pela diluição de gases expirados a partir de gases providos à via aérea do indivíduo como parte da terapia de suporte de pressão.

Description

SISTEMA DE SUPORTE DE PRESSÃO
HISTÓRICO DA INVENÇÃO
1. CAMPO DA INVENÇÃO
A invenção está relacionada à determinação de 5 concentrações de espécies gasosas moleculares exaladas por indivíduos recebendo terapia de suporte de pressão.
2. DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA
Sistemas que provêm suporte de pressão a um indivíduo são conhecidos. Alguns sistemas convencionais são 10 configurados para estimar a concentração de uma ou mais espécies moleculares gasosas no gás expirado pelo indivíduo para determinar a eficácia da terapia e/ou para titular a terapia.
Em indivíduos não-intubados que respiram 15 espontaneamente, a determinação da concentração de uma ou mais espécies moleculares gasosas no gás expirado é difícil, porque o gás expirado está sujeito a diluição. A diluição pode ser causada por gases providos pelo sistema de suporte de pressão durante a expiração. Maiores vazamentos à 20 atmosfera ambiente requerem que mais gás seja provido como parte da terapia de suporte de pressão durante a expiração, causando maior diluição.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Um aspecto da invenção está relacionado a um 25 sistema de suporte de pressão compreendendo um gerador de pressão, um circuito de fornecimento de gás, um primeiro sensor, um segundo sensor, e um processador. O gerador de pressão é configurado para gerar um fluxo pressurizado de gás respirável para fornecimento a uma via aérea de um indivíduo.
O circuito de fornecimento de gás é configurado para fornecer o fluxo pressurizado de gás respirável a partir do gerador de pressão à via aérea do indivíduo. O primeiro sensor é configurado para gerar sinais de saída transportando
2/20 informações relacionadas à fase respiratória do indivíduo. 0 segundo sensor é configurado para gerar sinais de saída transportando informações relacionadas à composição do gás próximo ou nas vias aéreas do indivíduo. Os um ou mais 5 processadores são configurados para executar módulos de programa de computador, os módulos de programa de computador compreendendo um módulo de controle, um módulo de terapia, e um módulo de composição de exalação. O módulo de controle é configurado para controlar o gerador de pressão para ajustar 10 o fluxo pressurizado de gás respirável tal que a pressão próxima ou na via aérea do indivíduo permaneça acima ou em um nível de pressão de expiração se os sinais de saída gerados pelo primeiro sensor indicarem que a respiração do indivíduo está em uma fase de expiração. 0 módulo de pressão de terapia 15 é configurado para definir o nível de pressão de expiração implementado pelo módulo de controle durante as fases de expiração da respiração do indivíduo, em que o módulo de pressão de terapia é configurado tal que, durante a maioria das fases de expiração, o nível de pressão de expiração é 20 definido em um nível de pressão de expiração de base, e tal que, intermitentemente, o nível de pressão de expiração é reduzido abaixo do nível de pressão de expiração de base prédeterminado. O módulo de composição de exalação é configurado para determinar uma concentração de espécies moleculares 25 gasosas no gás exalado pelos pulmões do indivíduo, em que o módulo de composição de exalação é configurado tal que a determinação da concentração das espécies moleculares gasosas no gás exalado pelos pulmões do indivíduo é feita com base em sinais de saída gerados pelo segundo sensor durante as fases 30 de expiração intermitentes para as quais o nível de pressão de expiração é reduzido abaixo do nível de pressão de expiração de base pré-determinado.
Outro aspecto da invenção está relacionado a um
3/20 método de prover suporte de pressão a um indivíduo. O método compreende gerar um fluxo pressurizado de gás respirável para fornecimento a uma via aérea de um indivíduo; fornecer o fluxo pressurizado de gás respirável à via aérea do indivíduo através de um caminho de fluxo; monitorar a fase respiratória do indivíduo; coletar amostras indicando uma concentração de espécies moleculares gasosas dentro do caminho de fluxo; ajustar o fluxo pressurizado de gás respirável tal que a pressão próxima ou na via aérea do indivíduo permaneça acima ou em um nível de pressão de expiração se a respiração do indivíduo estiver em uma fase de expiração; definir o nível de pressão de expiração implementado durante as fases de expiração da respiração do indivíduo tal que, durante a maioria das fases de expiração, o nível de pressão de expiração está definido em um nível de pressão de expiração de base pré-determinado, e tal que, intermitentemente, o nível de pressão de expiração é reduzido abaixo do nível de pressão de expiração de base pré-determinado; e determinar uma concentração das espécies moleculares gasosas no gás exalado pelos pulmões do indivíduo, com base em amostras indicando a concentração das espécies moleculares gasosas dentro do caminho de fluxo durante as fases de expiração para as quais o nível de pressão de expiração é reduzido abaixo do nível de pressão de expiração de base pré-determinado.
Ainda outro aspecto da invenção está relacionado a um sistema configurado para prover suporte de pressão a um indivíduo. Em uma realização, o sistema compreende meios para gerar um fluxo pressurizado de gás respirável para fornecimento a uma via aérea de um indivíduo; meios para fornecer o fluxo pressurizado de gás respirável à via aérea do indivíduo através de um caminho de fluxo; meios para monitorar a fase respiratória do indivíduo; meios para coletar amostras indicando uma concentração de espécies
4/20 moleculares gasosas dentro do caminho de fluxo; meios para ajustar o fluxo pressurizado de gás respirável tal que a pressão próxima eu no via aérea do indivíduo permaneça acima ou em um nível de pressão de expiração se a respiração do indivíduo estiver em uma fase de expiração; meios para definir o nível de pressão de expiração implementado durante as fases de expiração d respiração do indivíduo tal que, durante a maioria das fases de expiração, o nível de pressão
de expiração está definido em um nível de pressão de
expiração de base pré-determinado, e, tal que, durante
algumas fases de expiração não consecutivas, o nível de
pressão de expiração é reduzido abaixo do nível de pressão de expiração de base pré-determinado; e meios para determinar uma concentração de espécies moleculares gasosas no gás exalado pelos pulmões do indivíduo com base em amostras indicando a concentração das espécies moleculares gasosas dentro do caminho de fluxo durante as fases de expiração para as quais o nível de pressão de expiração é reduzido abaixo do nível de pressão de expiração de base pré-determinado.
Estes e outros objetos, elementos e características da presente invenção, assim como os métodos de operação e funções dos elementos relacionados da estrutura e a combinação de partes e economias de fabricação, se tornarão mais aparentes após a consideração da seguinte descrição e reivindicações apensas, em referência aos desenhos anexos, todos os quais formam uma parte deste documento, em que numerais de referência semelhantes designam partes correspondentes nas diversas Figuras. Em uma realização da invenção, os componentes estruturais ilustrados neste documento são desenhados em escala. Deve ser expressamente entendido, porém, que os desenhos são para o propósito de ilustração e descrição somente, e não são uma limitação da invenção. Além disso, deve ser apreciado que as
5/20 características estruturais mostradas ou descritas em qualquer realização neste documento podem ser utilizadas em outras realizações, também. Deve ser expressamente entendido, porém, que os desenhos são para o propósito de ilustração e descrição somente, e não são destinados a ser uma definição dos limites da invenção. Conforme utilizado no relatório descritivo e nas reivindicações, a forma singular de um, uma, e o(a) incluem referências plurais, a menos que o contexto claramente indique o contrário.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A Figura 1 ilustra um sistema configurado para prover terapia de suporte de pressão a um indivíduo, de acordo com uma ou mais realizações da invenção.
A Figura 2 ilustra um modelo esquemático da amostragem do gás exalado por um indivíduo, de acordo com uma ou mais realizações da invenção.
A Figura 3 ilustra um modelo esquemático da amostragem do gás exalado por um indivíduo, de acordo com uma ou mais realizações da invenção.
A Figura 4 mostra um gráfico de pressão em função do tempo ditado por um regime de terapia, de acordo com uma ou mais realizações da invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS REALIZAÇÕES EXEMPLARES
A Figura 1 ilustra um sistema 10 configurado para prover terapia de suporte de pressão a um indivíduo 12. O sistema 10 também é configurado para determinar a eficácia da terapia de suporte de pressão provida. Esta determinação inclui determinar a concentração de uma ou mais espécies moleculares gasosas no gás exalado pelo indivíduo 12. Por exemplo, uma determinação da concentração de dióxido de carbono (CO2) no gás exalado pelo indivíduo 12 (por exemplo, concentração de CO2 do final da expiração) pode ser realizada para permitir uma determinação da eficácia da terapia de
6/20 suporte de pressão provida. O sistema 10 é configurado para prover determinações da composição do gás exalado por um indivíduo 12 com níveis de diluição relativamente baixos, causados por gases de outras fontes (por exemplo, atmosfera ambiente, a terapia de suporte de pressão, etc.) . Em uma realização, o sistema 10 inclui um ou mais dentre um gerador de pressão 14, um armazenamento eletrônico 16, uma interface de usuário 18, um primeiro sensor 20, um segundo sensor 22, um processador 24, e/ou outros componentes.
Em uma realização, o gerador de pressão 14 é configurado para gerar um fluxo pressurizado de gás respirável para fornecimento à via aérea do indivíduo 12. 0 gerador 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 gasosa, etc.) para propósitos terapêuticos, ou para outros propósitos. Por meio de um exemplo não limitativo, o gerador de pressão 14 pode ser configurado para controlar a taxa de fluxo e/ou pressão do fluxo pressurizado de gás respirável para prover suporte de pressão à via aérea do indivíduo 12. O gerador de pressão 14 pode incluir um ventilador, um gerador de pressão de via aérea tal como, por exemplo, o dispositivo descrito na patente americana US 6,105,575, aqui incorporada por referência em sua totalidade, e/ou outros dispositivos de geração de pressão. A suporte de pressão provida pelo indivíduo 14 através do fluxo pressurizado de gás respirável pode incluir, por exemplo, ventilação não invasiva, suporte de pressão a via aérea positiva, suporte binível, BiPAP®, e/ou outros tipos de terapia de suporte de pressão.
O fluxo pressurizado de gás respirável é fornecido à via aérea do indivíduo 12 através de um circuito de fornecimento de gás 26. 0 circuito de fornecimento de gás 26 é configurado para comunicar o fluxo pressurizado de gás
7/20 respirável gerado pelo gerador de pressão 14 à via aérea do indivíduo 12. Como tal, o circuito de fornecimento de gás 26 inclui um conduto 28 e um aparelho de interface 30. O conduto transmite o fluxo pressurizado de gás respirável ao aparelho de interface 30, e o aparelho de interface 30 fornece o fluxo pressurizado de gás respirável à via aérea do indivíduo 12. Alguns exemplos de aparelho de interface 30 podem incluir, por exemplo, uma cânula nasal, uma máscara nasal, uma máscara nasal/oral, uma máscara facial, uma máscara facial total, e/ou aparelhos de interface que comunicam um fluxo de gás a uma via aérea de um sujeito. A presente invenção não é limitada por estes exemplos, e contempla o fornecimento de fluxo pressurizado de gás respirável ao indivíduo 12 utilizando qualquer interface de indivíduo.
Embora o circuito de fornecimento de gás 26 ter sido ilustrado na Figura 1 como um circuito de único membro para o fornecimento de fluxo pressurizado de gás respirável à via aérea do indivíduo 12, isto não é destinado a ser limitative. O escopo desta revelação inclui circuitos de membro duplo possuindo um primeiro membro configurado para prover o fluxo pressurizado de gás respirável à via aérea do indivíduo 12, e um segundo membro configurado para seletivamente exaurir gases a partir do circuito de fornecimento de gás 26 (por exemplo, exaurir gases exalados). Além disso, a ilustração de um aparelho de interface 30 como um único dispositivo não é destinada a ser limitativa. Será apreciado que o aparelho de interface 30 pode incluir pelo menos dois aparelhos de interfaces separados. Por exemplo, um primeiro aparelho de interface (por exemplo, uma máscara facial, uma máscara facial total, etc.) pode ser configurado para prover o fluxo pressurizado de gás respirável ao indivíduo 12, enquanto um segundo aparelho de interface (por exemplo, uma cânula nasal, etc.) é configurado para receber
8/20 gás da via aérea do indivíduo 12, tal que os parâmetros de gases recebidos da via aérea do indivíduo 12 possam ser medidos (por exemplo, composição).
Em uma realização, o armazenamento eletrônico 16 compreende meios de armazenamento eletrônico que eletronicamente armazenam informações. Os meios de armazenamento eletrônico do armazenamento eletrônico 16 podem incluir um ou ambos os armazenamentos do sistema que são providos integralmente (isto é, substancialmente nãoremovível) ao sistema 10, e/ou armazenamento removível que é removiveImente conectável ao sistema 10 através de, por exemplo, uma porta (por exemplo, uma porta USB, uma porta firewire, etc.) ou uma unidade (por exemplo, uma unidade de disco, etc.). O armazenamento eletrônico 16 pode incluir um ou mais dentro meios de armazenamento legíveis oticamente (por exemplo, discos ópticos, etc.), meios de armazenamento legíveis magneticamente (por exemplo, fita magnética, disco rígido magnético, disquete, etc.) meios de armazenamento baseados em carga elétrica (por exemplo, EEPROM, RAM, etc.), meio de armazenamento de estado sólido (por exemplo, pen drive, etc.), e/ou outros meios de armazenamento legíveis eletronicamente. O armazenamento eletrônico 16 pode armazenar algoritmos de software, informações determinadas por um processador 24, informações recebidas através de uma interface de usuário 18, e/ou outras informações que permitam que o sistema 10 funcione adequadamente. O armazenamento eletrônico 16 pode ser (completamente ou em parte) um componente separado dentro do sistema 10, ou o armazenamento eletrônico 16 pode ser provido (completamente ou em parte) integralmente a um ou mais outros componentes do sistema 10 (por exemplo, gerador 14, interface de usuário 18, processador 24, etc.).
A interface de usuário 18 é configurada para prover
9/20 uma interface entre o sistema 10 e o indivíduo 12 através a qual o indivíduo 12 possa prover informações e receber informações do sistema 10. Isto permite que dados, sinais, resultados, e/ou instruções e quaisquer outros itens comunicáveis, coletivamente denominados informações, sejam comunicados entre o indivíduo 12 e um ou mais dentre gerador 14, armazenamento eletrônico 16, e/ou processador 24. Exemplos de dispositivos de interface adequados para inclusão na interface de usuário 18 incluem um teclado numérico, botões, chaves, um teclado, botões rotativos, alavancas, uma tela de exibição, uma tela de toque, altos falantes, um microfone, uma luz de indicação, um alarme audível, uma impressora, um dispositivo de resposta tátil, 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 é provida integralmente com o gerador 14.
Deve ser entendido que outras técnicas de comunicação, com fio ou sem fio, são também contempladas pela presente invenção como interface de usuário 18. Por exemplo, a presente invenção contempla que a interface de usuário 18 pode ser integrada com uma interface de armazenamento removível provida pelo armazenamento eletrônico 16. Neste exemplo, as informações podem ser carregadas no sistema 10 a partir de um armazenamento removível (por exemplo, um cartão de memória, um pen drive, um disco removível, etc.) o qual permite que o(s) usuário(s) personalize(m) a implementação do sistema 10. Outros dispositivos e técnicas de entrada exemplares adaptados para uso com o sistema 10 como interface de usuário 18 incluem, entre outros, uma porta RS-232, um link de RF, um link de IR, um modem (telefone, cabo ou outro). Em suma, qualquer técnica para comunicar informações ao sistema 10 é contemplada pela presente invenção como
10/20 invenção 18.
O primeiro sensor 20 é configurado para gerar sinais de saída transmitindo informações relacionadas a um ou mais parâmetros do fluxo pressurizado de gás respirável. Os um ou mais parâmetros podem incluir, por exemplo, um ou mais dentro um taxa de fluxo, um volume, uma pressão, umidade, temperatura, aceleração, velocidade, acústica, alterações em um parâmetro indicativas da respiração, e/ou outros parâmetros de gás. Como tal, os sinais de saída gerados pelo primeiro sensor 20 transmitem informações relacionadas à fase respiratória do indivíduo 12. 0 primeiro sensor 20 pode incluir um ou mais sensores que medem tais parâmetros diretamente (por exemplo, através de comunicação fluida com o fluxo pressurizado de gás respirável no gerador de pressão 14, ou no circuito de fornecimento de gás 26) . O primeiro sensor 20 pode 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, o primeiro sensor 20 pode incluir um ou mais sensores configurados para gerar uma saída baseada em um parâmetro de operação do gerador de pressão 14 (por exemplo, parâmetros de controlador de válvula, corrente de motor, tensão, velocidade rotativa, e/ou outros parâmetros de operação) e/ou outros sensores.
Embora o primeiro sensor 20 tenha sido ilustrado como um único sensor em uma única localização dentro do circuito de fornecimento de gás 26, isto não deve ser limitativo. 0 primeiro sensor 20 pode incluir uma pluralidade de sensores, os quais podem estar localizados proximamente ou separadamente entre si. Sensores provendo a funcionalidade atribuída neste documento ao primeiro sensor 20 podem ser dispostos em qualquer dentre uma pluralidade de localizações, tal como, por exemplo, dentro do gerador de pressão 14,
11/20 dentro do (ou em comunicação com o) conduto 28, dentro (ou em comunicação com) o aparelho de interface 30, e/ou outras localizações.
O segundo sensor 22 é configurado para gerar sinais de saída transportando informações relacionadas à composição do gás próximo ou nas vias aéreas do indivíduo 12. Em uma realização, os sinais de saída gerados pelo segundo sensor 22 transmitem informações relacionadas à concentração de CO2, e/ou outros gases, em contato ou em comunicação com o segundo sensor 22. Conforme acima discutido, os sinais de saída gerados pelo segundo sensor 22 podem ser utilizados para determinar o CO2 do final da expiração do indivíduo 12. Para determinar o CO2 do final da expiração, a detecção de concentração de CO2 em uma amostra de gás alveolar irá prover precisão aprimorada. Em configurações terapêuticas, nas quais o aparelho de interface 300 provê comunicação vedada com a via aérea do indivíduo 12 (por exemplo, um tubo endotraqueal) , a obtenção de tal amostra em uma câmara de amostragem acessível a um segundo sensor 22 é fácil, uma vez que todo o gás expirado pelos pulmões do indivíduo 12 devem fluir para fora do aparelho de interface 30. Entretanto, em terapias de suporte de pressão não invasivas, a obtenção de uma amostra de gás alveolar pode ser mais difícil, porque, enquanto o gás sai da via aérea do indivíduo 12, ele pode ser ativamente diluído pelo ar fornecido pelo gerador de pressão 14, na tentativa de manter a pressão na presença de vazamentos ao ar ambiente.
Para, de alguma maneira, reduzir a diluição, o aparelho de interface 30 pode incluir dois aparelhos de interface separados, um para fornecer o fluxo pressurizado de gás respirável, e outro para adquirir amostras de gás exalado pelo indivíduo 12. Por exemplo, conforme foi discutido acima, o aparelho de interface 30 pode incluir uma máscara
12/20 configurada para fornecer o fluxo pressurizado de gás respirável, e uma cânula nasal debaixo da máscara que é instalada nas narinas do indivíduo 12 para coletar gás exalado pelo indivíduo 12.
O processador 24 é configurado para prover capacidades de processamento de informações no sistema 10. Como tal, o processador 24 pode incluir um ou mais dentro um processador, um processador analógico, um circuito digital projetado para processar informações, um circuito analógico projetado para processar informações, uma máquina de estado, e/ou outros mecanismos para processar informações eletronicamente. Embora o processador 24 tenha sido mostrado na Figura 1 como uma entidade única, isto é para propósitos ilustrativos somente. Em algumas implementações, o processador 24 pode incluir uma pluralidade de unidades de processamento. Estas unidades de processamento podem estar fisicamente localizadas dentro do mesmo dispositivo (por exemplo, gerador de pressão 14) , ou o processador 24 pode representar funcionalidade de processamento de uma pluralidade de dispositivos operando em coordenação.
Conforme mostrado na Figura 1, o processador 24 pode ser configurado para executar um ou mais módulos de programa de computador. Os um ou mais módulos de programa de computador podem incluir um ou mais dentre um módulo de fase de respiração 32, um módulo de controle 34, um módulo de pressão de terapia 36, um módulo de composição de exalação 38, e/ou outros módulos. O processador 24 pode ser configurado para executar os módulos 32, 34, 36 e/ou 38 por software; hardware; firmware; alguma combinação de software, hardware e/ou firmware; e/ou outros mecanismos para configurar capacidades de processamento no processador 24.
Deve ser apreciado que, apesar dos módulos 32, 34, 36 e 38 terem sido ilustrados na Figura 1 como sendo co
13/20 localizados dentro de uma única unidade de processamento, em implementações nas quais o processador 24 inclui múltiplas unidades de processamento, um ou mais dos módulos 32, 34, 36 e/ou 38 podem estar localizados remotamente em relação aos outros módulos. A descrição da funcionalidade provida pelos diferentes módulos 32, 34, 36 e/ou 38 descrita abaixo é para propósitos ilustrativos, e não é destinada a ser limitativa, uma vez que qualquer um dos módulos 32, 34, 36 e/ou 38 pode prover mais ou menos funcionalidade do que o que é descrito. Por exemplo, os um ou mais módulos 32, 34, 36 e/ou 38 podem ser eliminados, e alguma ou todas as suas funcionalidades podem ser providas aos outros dentro os módulos 32, 34, 36 e/ou 38. Como outro exemplo, o processador 24 pode ser configurado para executar um ou mais módulos adicionais, os quais podem realizar algumas ou todas as funcionalidades atribuídas abaixo a um dentro os módulos 32, 34, 36, e/ou 38.
O módulo de fase de respiração 32 é configurado para determinar a fase da respiração do indivíduo 12. O módulo de fase de respiração 32 determina a fase da respiração com base nos sinais de saída gerados pelo primeiro sensor 20. Por exemplo, flutuações na taxa de fluxo, pressão e/ou outros parâmetros indicados nos sinais de saída gerados pelo primeiro sensor 20 podem ser implementadas pelo módulo de fase de respiração 32 para determinar a fase da respiração do indivíduo 12. Determinar a fase da respiração inclui determinar se a respiração do indivíduo 12 está na fase de inspiração ou na fase de expiração. Em uma realização, o módulo de fase de respiração 32 é configurado para determinar mais do que transições de respiração da fase de inspiração para a fase de expiração e vice versa. Por exemplo, pode ser configurado para determinar quando a respiração do indivíduo 12 atinge um ou mais pontos na fase de inspiração e/ou na fase de expiração. Em uma realização, o processador 24 inclui
14/20 um ou mais processadores dentro de um primeiro dispositivo que incluem o gerador de pressão 14, e um ou mais processadores dentro de um segundo dispositivo configurado para determinar as informações relacionadas à composição do gás exalado pelo indivíduo 12. Nesta realização, o módulo de fase de respiração 32 pode incluir um ou mais módulos executados no dispositivo, configurados para determinar informações relacionadas à composição do gás exalado pelo indivíduo 12. Os um ou mais módulos do segundo podem determinar a fase respiratória com base em determinações da fase respiratória feitas pelo primeiro dispositivo, para ajustar o fluxo pressurizado de gás respirável de acordo com o regime de terapia.
O módulo de controle 34 é configurado para controlar o gerador de pressão 14 para ajustar o fluxo pressurizado de gás respirável tal que a pressão próxima ou na via aérea do indivíduo 12 siga um regime de terapia. O regime de terapia pode ditar uma pressão alvo próxima ou na via aérea do indivíduo 12 em função da fase da respiração do indivíduo 12. Um módulo de fase de respiração 32 determina a fase de respiração do indivíduo 12, o módulo de controle 34 implementa esta determinação para determinar a pressão alvo próxima ou na via aérea do indivíduo 12 ditada pelo regime de terapia. O módulo de controle 34, então, controla o gerador de pressão 14 para ajustar o fluxo pressurizado de gás respirável para atingir e/ou manter esta pressão alvo.
Por meio de um exemplo não limitativo, em uma realização, o regime de terapia especifica um nível de pressão de expiração e um nível de pressão de inspiração. O nível de pressão de inspiração é substancialmente mais alto do que o nível de pressão de expiração. Durante a fase de inspiração da respiração, o módulo de controle 34 controla o gerador de pressão 14 para ajustar o fluxo pressurizado de
15/20 gás respirável tal que a pressão próxima ou na via aérea do indivíduo 12 seja ajustada em direção ao nível de pressão de inspiração. A manutenção de pressão relativamente alta próxima ou na via aérea do indivíduo 12 durante a fase de inspiração da respiração facilita o indivíduo 12 a inalar. Durante a fase de expiração da respiração, módulo de controle 34 controla o gerador de pressão 14 para ajustar o fluxo pressurizado de gás respirável tal que a pressão próxima ou na via aérea do indivíduo 12 seja reduzida para menos do que a pressão de fase de inspiração, tal que o indivíduo 12 não tenha que exalar contra muita pressão. Entretanto, mesmo durante a fase de expiração da respiração, o módulo de controle 34 não permite que a pressão próxima ou na via aérea do indivíduo 12 caia abaixo do nível de pressão de expiração. O nível de pressão de expiração pode ser definido a um nível que irá facilitar a exalação pelo indivíduo 12, e, ainda, protege contra a deterioração alveolar e evita o fechamento da via aérea.
O módulo de pressão de terapia 36 é configurado para ajustar as pressões ditadas pelo regime de terapia. Estes ajustes incluem ajustar as pressões ditadas pelo regime de terapia para facilitar as determinações de CO2 de fim de expiração.
Durante a expiração, o módulo de controle 34 faz com que o gerador de pressão 14 ajuste o fluxo pressurizado de gás respirável para manter a pressão próxima ou na via aérea do indivíduo 12 acima ou no nível de pressão de expiração. Tipicamente, o nível de pressão de expiração é atingido relativamente logo após a respiração se alterar, da fase inspiratória para a fase de expiração, o que resulta em um aumento do taxa de fluxo do fluxo pressurizado de gás respirável para manter a pressão próxima ou na via aérea do indivíduo 12. Conforme acima discutido, a obtenção de C02 de
16/20 fim de expiração requer obter gás expirado suficientemente puro para o segundo sensor 22 medir a composição de C02 com quantidades de diluição relativamente baixas. O aumento da taxa de fluxo do fluxo pressurizado de gás respirável durante a expiração para manter o nível de pressão de expiração é uma fonte primária de diluição de gás exalado pelo indivíduo 12, e torna difícil a obtenção de gás expirado suficientemente puro para o segundo sensor 22 para medir a composição de CO2.
Por meio de ilustração, a Figura 2 é um modelo esquemático da amostragem de gás exalado por um indivíduo. A caixa preenchida representa um volume 40 definido por um aparelho de interface similar ou igual ao aparelho de interface 30 (mostrado na Figura 1 e descrito neste documento) e a via aérea do indivíduo. A amostra de gás utilizada por um sensor de composição que é o mesmo ou similar ao segundo sensor 22 (mostrado na Figura 1 e descrito neste documento) é rotulada como elemento 42. O preenchimento escuro representa o gás que é puramente expirado pelos alvéolos dos pulmões, e, portanto, contém uma concentração de C02 alveolar. 0 preenchimento claro representa outros gases que funcionam para diluir o gás expirado. Os gases de diluição compreendem primariamente o fluxo pressurizado de gás respirável provido a partir de um gerador de pressão que é o mesmo ou similar ao gerador de pressão 14 (mostrado na Figura 1 e descrito neste documento). Conforme foi discutido acima, os vazamentos 44 entre o volume 42 e a atmosfera requerem que uma maior quantidade de gás seja fornecida no fluxo pressurizado de gás respirável para manter a pressão, aumentando, assim, a diluição.
De volta à Figura 1, o módulo de pressão de terapia 36 é configurado para, esporadicamente, ajustar o nível de pressão de expiração do regime de terapia para reduzir a diluição de gás expirado amostrado pelo segundo sensor 22.
17/20
Isto resulta no nível de pressão de expiração, para a maioria das fases de expiração, sendo definido em um nível de pressão de expiração de base que facilita a expiração, enquanto provê os benefícios da suporte de pressão de via aérea e ou de pulmão ao indivíduo 12. Entretanto, durante algumas fases de expiração, o módulo de pressão de terapia 36 reduz a pressão de expiração implementada pelo módulo de controle 34 para reduzir a diluição de gases expirados durante as fases de expiração.
Por meio de ilustração, a Figura 3 mostra o volume 40 (também ilustrado na Figura 2 e discutido acima) durante uma fase de expiração na qual a taxa de fluxo do fluxo pressurizado de gás respirável é reduzido, se não completamente cessado. Conforme pode ser visto na Figura 3, isto tende a reduzir a diluição de gases expirados, permitindo, assim, uma determinação mais precisa de C02 de fim de expiração. Além da redução da diluição de gás expirado, a redução no fluxo do fluxo pressurizado de gás respirável pode adicionalmente permitir que o indivíduo exale mais completamente, aumentando, assim, o volume de gás expirado introduzido no volume 40, e adicionalmente reduzindo a diluição de outros gases.
De volta à Figura 1, conforme foi discutido acima, a redução do nível de pressão de expiração uniformemente ao longo da respiração pode reduzir os benefícios da suporte de pressão provida pelo sistema 10. Entretanto, através de, intermitentemente, reduzir o nível de pressão de expiração (por exemplo, durante respirações não consecutivas, temporalmente espaçadas), o módulo de pressão de terapia 36 permite que amostras de gases de expiração menos diluídas sejam obtidas sem prejudicialmente impactar a terapia recebida pelo indivíduo 12.
A Figura 4 ilustra um gráfico de pressão em função
18/20 do tempo ditado por um regime de terapia. Conforme pode ser visto na Figura 4, durante as fases de inspiração, a pressão ditada pelo regime de terapia está em um nível de pressão de inspiração. Durante a maioria das fases de expiração, a pressão ditada pelo regime de terapia está em um nível de pressão de expiração de base 46. Entretanto, intermitentemente em algumas fases de expiração, o nível de pressão de expiração é reduzido para permitir a amostragem de CO2 de fim de expiração com diluição reduzida. Esta redução no nível de pressão de expiração pode ser aplicada através de uma dada fase de expiração, tal como é mostrado na fase de expiração 48, ou pode ser aplicada durante somente uma porção da dada fase de expiração, tal como é mostrado na fase de expiração 50.
De volta à Figura 1, a determinação de quais fases de expiração devem ser providas com um nível de pressão de expiração reduzido pelo módulo de pressão de terapia 36 pode ser feita com uma periodicidade. Esta periodicidade pode ser quantificada por um número de respirações (por exemplo, o nível de pressão de expiração é reduzido a cada X respirações), e/ou por passagem de tempo (por exemplo, o nível de expiração é reduzido a cada X segundos) . Esta periodicidade pode ser uma configuração configurável que pode ser seletivamente configurada por um usuário através de uma interface de usuário 18. Em uma realização, a determinação de quais fases de expiração devem ser providas com um nível de pressão de expiração reduzido por um módulo de pressão de terapia 36 pode ser feita estocasticamente ou até aleatoriamente (ou pseudoaleatoriamente) pelo módulo de pressão de terapia 36. Nesta realização, algum controle pode ser provido a um usuário sobre a frequência relativa na qual um nível de pressão de expiração reduzido é provido através da interface de usuário 18. A quantidade de redução abaixo da
19/20 pressão de expiração de base pode ser uma configuração configurável que pode ser seletivamente configurada por um usuário através da interface de usuário 18.
Em uma realização, o módulo de pressão de terapia 36 é configurado tal que, para as respirações durante as quais o nível de pressão de expiração não é definido abaixo do nível de pressão de expiração de base, ainda há alguma variância entre o nível de pressão de expiração. Por exemplo, o módulo de pressão de terapia 36 pode ser configurado para variar o nível de pressão de expiração em uma maneira senoidal periódica. A faixa de pressões de expiração sobre a qual a senoide se desloca pode ser configurada tal que o nível de pressão de expiração caia abaixo do nível de pressão de expiração de base somente próximo ou no mínimo da senoide.
módulo de composição de exalação 38 é configurado para determinar uma concentração de espécies moleculares gasosas no gás exalado pelos pulmões do indivíduo 12 com base em sinais de saída gerados pelo segundo sensor 22. Em uma realização, isto inclui uma determinação de C02 de fim de expiração. A determinação da concentração das espécies moleculares gasosas é feita pelo módulo de composição de exalação 38 utilizando somente sinais de saída gerados durante as fases de expiração nas quais o módulo de pressão de terapia 36 definiu o nível de pressão de expiração abaixo do nível de pressão de expiração de base. Isto garante que a determinação seja baseada em amostras da concentração de espécies moleculares gasosas que são menos distorcidas pela diluição do que amostras da concentração de espécies moleculares gasosas obtidas durante expirações nas quais o nível de pressão de expiração esteja acima ou no nível de pressão de expiração.
A partir das determinações das espécies moleculares gasosas em gás exalado pelos pulmões do indivíduo 12
20/20 realizadas pelo módulo de composição de exalação 38, a eficácia da suporte de pressão provida pelo sistema 10 pode ser determinada. Esta determinação pode ser feita por um processador 24, e pode ser baseada em determinações de outros parâmetros respiratórios medidos e/ou estimados, por exemplo, a partir dos sinais de saída gerados pelo primeiro sensor 20. As determinações da eficácia da suporte de pressão e/ou as determinações das espécies moleculares gasosas no gás exalado pelos pulmões do indivíduo 12 podem ser implementadas pelo processador 24 para titular a suporte de pressão. Por exemplo, o regime de terapia implementado pelo módulo de controle 34 para determinar o controle do gerador de pressão 14 pode ser ajustado com base em tais determinações para aprimorar o benefício terapêutico da suporte de pressão ao indivíduo 12.
Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes, para o propósito de ilustração, com base no que atualmente é considerado como sendo as realizações mais práticas e preferidas, deve ser entendido que tais detalhes são somente para este propósito, e que a invenção não é limitada às realizações reveladas, mas sim, ao contrário, é destinada a cobrir modificações e disposições equivalentes que estiverem dentro do espírito e escopo das reivindicações apensas. Por exemplo, deve ser entendido que a presente invenção contempla que, à medida do possível, uma ou mais características de qualquer realização podem ser combinadas com uma ou mais características de qualquer outra realização.

Claims (7)

REIVINDICAÇÕES
1. SISTEMA DE PRESSÃO DE SUPORTE (10) compreendendo:
um gerador de pressão (14) configurado para gerar um fluxo pressurizado de gás respirável para fornecimento a uma via aérea de um indivíduo (12);
um circuito de fornecimento de gás (26) configurado para fornecer o fluxo pressurizado de gás respirável a partir do gerador de pressão à via aérea do indivíduo;
um primeiro sensor (20) configurado para gerar sinais de saída transportando informações relacionadas à fase respiratória do indivíduo;
um segundo sensor (22) configurado para gerar sinais de saída transportando informações relacionadas à composição de gás próximo ou na via aérea do indivíduo; e um ou mais processadores (24) configurados para executar módulos de programa de computador, os módulos de
programa de c um omputador módulo compreendendo: de controle (34) configurado para controlar o gerador de pressão para ajustar o fluxo pressurizado de gás respirável tal que a pressão próxima ou na via aérea do indivíduo permaneça acima ou em um nível de pressão de expiração se os sinais de saída gerados pelo
primeiro sensor (20) indicarem que a respiração do indivíduo está em uma fase de expiração;
um módulo de pressão de terapia (36) configurado para definir o nível de pressão de expiração implementado pelo módulo de controle durante as fases de expiração da respiração do indivíduo, em que o módulo de pressão de terapia é configurado tal que, durante a maioria das fases de expiração, o nível de pressão de expiração é definido em um nível de pressão de expiração de base pré-determinado (46), e
Petição 870190104563, de 16/10/2019, pág. 5/10
2. SISTEMA DE PRESSÃO DE SUPORTE (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo módulo de composição de exalação (38) ser configurado tal que a determinação da concentração das espécies moleculares gasosas no gás exalado pelos pulmões do indivíduo é feita sem
considerar os sinais de saída gerados pelo segundo sensor (22) durante as fases de expiração para as quais o nível de pressão de expiração é definido no nível de pressão de expiração de base pré- det erminado (46). 3. SISTEMA DE PRESSÃO DE SUPORTE (10) , de acordo
com a reivindicação 1, caracterizado pela espécie molecular gasosa ser dióxido de carbono.
2/3 um módulo de composição de exalação (38) configurado para determinar uma concentração de espécies moleculares gasosas no gás exalado pelos pulmões do indivíduo, caracterizado por módulo de pressão de terapia (36) é configurado adicionalmente de modo que, de forma intermitente, o nível de pressão de expiração (48,50) é reduzido abaixo do nível de pressão de expiração de base pré-determinado (46); e em que o módulo de composição de exalação é configurado tal que a determinação da concentração das espécies moleculares gasosas no gás exalado pelos pulmões do indivíduo é feita com base em sinais de saída gerados pelo segundo sensor (22) durante as fases de expiração intermitentes para as quais o nível de pressão de expiração (48,50) é reduzido abaixo do nível de pressão de expiração de base pré-determinado (46).
3/3 para aumentar a pressão próxima ou na via aérea do indivíduo (12) a um nível de pressão de inspiração se os sinais de saída gerados pelo primeiro sensor (20) indicarem que a respiração do indivíduo está em uma fase de inspiração, em que o nível de pressão de inspiração é substancialmente mais alto que o nível de pressão de expiração.
4. SISTEMA DE PRESSÃO DE SUPORTE (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo módulo de controle (34) é adicionalmente configurado para controlar o gerador de pressão para ajustar o fluxo pressurizado de gás respirável
Petição 870190104563, de 16/10/2019, pág. 6/10
5. SISTEMA DE PRESSÃO DE SUPORTE (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo módulo de pressão de terapia (36) ser configurado para definir o nível de pressão de expiração (48,50) abaixo do nível de pressão de expiração de base pré-determinado (46) com uma periodicidade quantificada como um número de respirações pré-determinado, ou um período de tempo pré-determinado.
6. SISTEMA DE PRESSÃO DE SUPORTE (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo nível de pressão de expiração ser determinado de acordo com uma senoide que dita a magnitude do nível de pressão de expiração.
7. SISTEMA DE PRESSÃO DE SUPORTE (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelas fases de expiração intermitentes para as quais o nível de pressão de expiração (48,50) é reduzido abaixo do nível de pressão de expiração de base pré-determinado (46) ocorrerem durante respirações não consecutivas que são espaçadas no tempo.
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