BR112012030578B1

BR112012030578B1 - Método para controlar automaticamente uma umidade de um fluxo de gás de um sistema de suporte de pressão (50) durante o uso do sistema de suporte de pressão por um usuário e sistema de suporte de pressão

Info

Publication number: BR112012030578B1
Application number: BR112012030578-6A
Authority: BR
Inventors: John Raymond Pujol
Original assignee: Koninklijke Philips N.V.
Priority date: 2010-06-04
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2020-05-26
Also published as: JP2013526997A; AU2011262327B2; EP2575945A1; WO2011151741A1; US20130087143A1; CN107626026A; AU2011262327A1; BR112012030578A2; CN107626026B; US10046136B2; JP6392513B2; CN102933251A

Abstract

método para controlar automaticamente uma umidade de um fluxo de gás de um sistema de suporte de pressão (50) durante o uso do sistema de suporte de pressão por um usuário e sistema de suporte de pressão é provido método para controlar automaticamente a umidade de um fluxo de gás de um sistema de suporte de pressão ( 50) durante o uso do sistema. o método inclui o recebimento de um primeiro nível de umidificação e o controle da operação de um umidificador (68) com base no primeiro nível de umidif icação e pelo menos um de: ( i) um ou mais parâmetros ambientais com relação às condições ambientais em volta do sistema de suporte de pressão, ( ii) um ou mais parâmetros de fluxo de gás com relação ao fluxo de gás emitido pelo sistema de suporte de pressão para um circuito de paciente (56, 58), (iii) um ou mais parâmetros de demanda respiratória de um usuário do sistema de suporte de pressão, e (iv) um ou mais parâmetros de operação do sistema de suporte de pressão que efetua uma vazão que é gerada por um sistema gerador de pressão (52, 60) do sistema de suporte de pressão.

Description

MÉTODO PARA. CONTROLAR AUTOMATICAMENTE UMA UMIDADE DE UM FLUXO DE GÁS DE UM SISTEMA DE SUPORTE DE PRESSÃO (50) DURANTE O USO DO SISTEMA DE SUPORTE DE PRESSÃO POR UM USUÁRIO E SISTEMA DE SUPORTE DE PRESSÃO

REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOS

Este pedido de patente reivindica o benefício da prioridade junto a 35 USC § 119(e) do Pedido provisório norte-americano N° 61/351.324 depositado em 4 de junho de 2010, cujo conteúdo está incorporado aqui por referência.

HISTÓRICO DA INVENÇÃO

1, CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere a sistemas de suporte de pressão para via aérea, e mais especificamente, a um sistema de suporte de pressão para via aérea no qual a umidificação do fluxo de gás administrado ao paciente é automaticamente controlado.

2. DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

Muitos indivíduos apresentam distúrbios respiratórios durante o sono. A apneia do sono é um exemplo comum de tal distúrbio respiratório do sono apresentado por milhões de pessoas em todo o mundo. Um tipo de apneia do sono é a apneia obstrutiva do sono (AOS) , que é uma condição em que o sono é interrompido repetidamente por uma incapacidade de respirar devido a uma obstrução da via aérea; tipicamente a via aérea superior ou área da faringe. Acredita-se que a obstrução da via aérea se deve geralmente, pelo menos em parte, a um relaxamento geral dos músculos que estabiliza o segmento da via aérea superior, permitindo, deste modo, que os tecidos sofram colapso na via aérea. Outro tipo de síndrome da apneia do sono é uma apneia central, que é uma interrupção da respiração devido à ausência de sinais respiratórios do centro respiratório do cérebro. Uma condição de apneia, seja AOS, central ou mista (que é uma combinação

2/20 da AOS com a central) é definida como interrupção da respiração completa ou quase completa, por exemplo, uma redução de 90% ou mais no fluxo de ar respiratório máximo.

Pessoas com apneia do sono apresentam fragmentação do sono e interrupção de ventilação intermitente completa ou quase completa durante o sono com graus potencialmente graves de dessaturação de oxiemoglobina. Esses sintomas podem ser clinicamente representados por sonolência diurna extrema, arritmias cardíacas, hipertensão arterial pulmonar, insuficiência cardíaca congestiva e/ou disfunção cognitiva. Outras consequências da apneia do sono incluem disfunção ventricular direita, retenção de dióxido de carbono durante a vigília, bem como durante o sono e tensão de oxigênio arterial reduzida contínua. Aqueles que sofrem da apneia do sono podem estar em risco para mortalidade excessiva desses fatores bem como em um risco elevado para acidentes enquanto dirigem e/ou operam equipamentos potencialmente perigosos.

Mesmo se um paciente não apresenta uma obstrução completa ou quase completa da via aérea, também se sabe que efeitos adversos, como estimulações do sono, podem ocorrer onde há apenas uma obstrução parcial da via aérea. A obstrução parcial da via aérea resulta tipicamente na respiração superficial referida como uma hipopneia. Uma hipopneia é tipicamente definida como uma redução de 50% ou mais no fluxo de ar respiratório máximo. Outros tipos de distúrbio respiratório do sono incluem, sem limitação, síndrome de resistência da via aérea superior (SRVAS) e vibração da via aérea, como vibração da parede da faringe, geralmente referida como ronco. Assim, ao diagnosticar um paciente com um distúrbio respiratório, como OSA, apneias centrais ou SRVAS, é importante detectar precisamente a ocorrência de apneias e hipopneias do paciente.

S^abe-se que para tratar o distúrbio respiratório do

3/20 sono aplica-se uma pressão de ar positiva (PAP) à via aérea do paciente. Esta pressão positiva efetivamente imobiliza a via aérea, assim mantendo uma passagem aberta aos pulmões. Em um tipo de terapia de PAP, conhecido como pressão de ar positiva contínua (CPAP) a pressão do gás administrado ao paciente é constante por todo o ciclo respiratório do paciente. Sabe-se também que prover terapia de pressão positiva na qual a pressão de gás administrado ao paciente varia com o ciclo respiratório do paciente, ou varia com o esforço do paciente, aumenta o conforto ao paciente. Esta técnica de suporte de pressão é referida como suporte de pressão de dois níveis, no qual a pressão inspiratória positiva das vias aéreas (IPAP) administrada ao paciente é mais alta do que a pressão expiratória positiva das vias aéreas (EPAP).

Umidificadores são geralmente providos entre ou integral com uma máquina de PAP e a interface do usuário a fim de umedecer o ar comprimido relativamente seco gerado pela máquina de PAP. Tipicamente, umidificadores podem ser categorizados como tipos passover ou tipos não passover. Em um tipo passover de umidificador, a água é contida em um reservatório que pode ou não ser aquecido. Enquanto a água é permitida evaporar para produzir vapor dentro do reservatório, o gás respiratório passa pela superfície da água. O vapor de água elevado dentro do reservatório aumenta a capacidade de prover mais umidade ao gás que é administrado a um usuário. Em um tipo não passover de umidificador, a água é levada ao fluxo de gás através da nebulização, atomização, vaporização ou uma combinação destes. Independente do tipo de umidificação utilizado, nos sistemas de suporte de pressão positiva para via aérea atuais o controle de umidificação é tal que a umidade seja relativamente constante ou com base na demanda do usuário.

4/20

SUMARIO DA INVENÇÃO

Em uma realização, um método para automaticamente controlar a umidade de um fluxo de gás de um sistema de suporte de pressão durante o uso do sistema de suporte de pressão é provido e inclui receber um primeiro nível de umidificação (por exemplo, um nível de umidificação desejado inserido pelo usuário) , e operação de controle de um umidificador do sistema de suporte de pressão com base no primeiro nível de umidificação e pelo menos um de: (i) um ou mais parâmetros ambientais referentes às condições ambientais ao redor do sistema de suporte de pressão, (ii) um ou mais parâmetros do fluxo de gás referentes a um fluxo de gás emitido pelo sistema de suporte de pressão a um circuito do paciente, (iii) um ou mais parâmetros de demanda respiratória de um usuário do sistema de suporte de pressão, e (iv) um ou mais parâmetros operacionais do sistema de suporte de pressão que realizam uma vazão que é gerada por um sistema gerador de pressão do sistema de suporte de pressão .

Em outra realização, um sistema de suporte de pressão é provido e inclui um sistema gerador de pressão, um umidificador estruturado para umedecer um fluxo de gás pressurizado gerado pelo sistema gerador de pressão, um circuito do paciente operavelmente acoplado ao umidificador, e um controlador operavelmente acoplado ao sistema gerador de pressão e umidificador. O controlador é adaptado para controlar a umidade do fluxo de gás emitido pelo umidificador utilizando o método descrito anteriormente.

Estes e outros objetivos, funções e características da presente invenção, bem como os métodos de operação e funções dos elementos relacionados da estrutura e a combinação de partes e economias de fabricação se tornarão mais evidentes sob consideração da descrição a seguir e das reivindicações anexas com referência aos desenhos anexos,

5/20 todos os quais formam uma parte desta especificação, em que os numerais de referência semelhantes designam partes correspondentes nas várias figuras. Deve-se expressamente entender, entretanto, que os desenhos são para a finalidade de ilustração e descrição apenas e não direcionados como uma definição dos limites da invenção. Conforme utilizado na especificação e nas reivindicações, a forma singular de um, uma, a e o inclui referentes do plural a menos que o contexto estabeleça claramente o contrário.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é um diagrama esquemático de um sistema de suporte de pressão de acordo com uma realização particular, não limitativa na qual a presente invenção em suas várias realizações pode ser implementada; e

A figura 2 é um fluxograma que mostra um método para automaticamente controlar o nível de umidade do gás respiratório que é administrado a um circuito do paciente de um sistema de suporte de pressão de acordo com uma realização particular não limitativa da invenção.

Conforme aqui utilizado, a forma singular de um, uma, o e a inclui referências no plural a menos que o contexto estabeleça claramente o contrário. Conforme aqui utilizado, a declaração que duas ou mais partes ou componentes estão acopladas deve significar que as partes são unidas juntas direta ou indiretamente, ou seja, através de uma ou mais partes intermediárias ou componentes intermediários, desde que uma ligação ocorra. Conforme aqui utilizado, diretamente acoplado significa que dois elementos estão diretamente em contato um com o outro. Conforme aqui utilizado, fixamente acoplado ou fixo significa que dois componentes estão acoplados para mover como um enquanto mantém uma orientação constante relativa entre si.

6/20

Conforme aqui utilizado, a palavra unitário significa um componente que é criado como uma única peça ou unidade. Ou seja, um componente que inclui peças que são criadas separadamente e então acopladas juntas como uma unidade não é um componente ou corpo unitário. Conforme aqui empregado, a declaração que duas ou mais peças ou componentes engatam um ao outro deve significar que as partes exercem uma força uma contra a outra diretamente ou através de uma ou mais partes intermediárias ou componentes. Conforme aqui empregado, o termo número deve significar um ou um número inteiro maior do que um (ou seja, uma pluralidade).

Frases direcionais utilizadas aqui, como, por exemplo, e sem limitação, topo, fundo, esquerda, direita, superior, inferior, frente, trás, e derivados destes, se referem à orientação dos elementos mostrados nos desenhos e não são limitativos nas reivindicações a menos que expressamente recitado aqui.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS REALIZAÇÕES EXEMPLARES

A figura 1 é um diagrama esquemático do sistema de suporte de pressão 50 de acordo com uma realização particular não limitativa na qual a presente invenção em suas várias realizações pode ser implementada. Com referência à figura 1, o sistema de suporte de pressão 50 inclui gerador do fluxo de gás 52, como um soprador utilizado em um dispositivo de suporte de pressão convencional de dois níveis ou de CPAP, que recebe o gás respiratório, geralmente indicado pela seta C, de qualquer fonte adequada, por exemplo, um tanque pressurizado de oxigênio ou de ar, a atmosfera ambiente, ou uma combinação destes. 0 gerador do fluxo de gás 52 gera um fluxo de gás respiratório, como ar, oxigênio, ou uma mistura destes, para administração em uma via aérea do paciente 54 em pressões relativamente mais altas e mais baixas, ou seja,

7/20 geralmente iguais ou acima da pressão atmosférica ambiente.

Em uma realização exemplar, o gerador do fluxo de gás 52 pode prover um fluxo de gás respiratório que varia na pressão de 3-30cmH₂O. 0 fluxo de gás respiratório pressurizado, geralmente indicado pela seta D do gerador do fluxo de gás 52, é administrado através do canal de administração 56 à máscara de respiração ou interface do paciente 58 de qualquer construção conhecida, que é tipicamente vestida ou, caso contrário, presa ao paciente 54 para comunicar o fluxo de gás respiratório à via aérea do paciente 54. O canal de administração 56 e o dispositivo da interface do paciente 58 são tipicamente coletivamente referidos como um circuito do paciente.

O sistema de suporte de pressão 50 mostrado na figura 1 é aquele conhecido como um sistema de único membro, significando que o circuito do paciente inclui apenas o canal de administração 56 conectando o paciente 54 ao sistema de suporte de pressão 50. Assim, a saída de escape 57 é provida no canal de administração 56 para ventilar os gases exalados a partir do sistema conforme indicado pela seta E. Deve ser observado que a saída de escape 57 pode ser provida em outras localizações além ou em vez de no canal de administração 56, como no dispositivo da interface do paciente 58. Também deve ser observado que a saída de escape 57 pode ter uma ampla variedade de configurações dependendo da forma desejada na qual o gás deve ser ventilado a partir do sistema de suporte de pressão 50.

A presente invenção também observa que o sistema de suporte de pressão 50 pode ser um sistema de dois membros, tendo um canal de administração e um canal de escape conectados ao paciente 54. Em um sistema de dois membros (também referido como um sistema de membro duplo), o canal de escape carrega o gás de escape do paciente 54 e inclui uma

8/20 válvula de escape na extremidade distal do paciente 54. A válvula de escape em tal realização é tipicamente ativamente controlada para manter um nível desejado ou pressão no sistema, que é geralmente conhecido como pressão expiratória positiva final (PEEP).

Além disso, na realização exemplar ilustrada mostrada na figura 1, a interface do paciente 58 é uma máscara nasal/oral. Deve ser entendido, entretanto, que a interface do paciente 58 pode incluir uma máscara nasal, almofadas nasais, um tubo traqueal, um tubo endotraqueal, ou qualquer outro dispositivo que provê uma função de comunicação do fluxo de gás adequado. Ainda, para finalidades da presente invenção, a frase interface do paciente pode incluir o canal de administração 56 e quaisquer outras estruturas que conectam a fonte do gás respiratório pressurizado ao paciente 54.

Na realização ilustrada, o sistema de suporte de pressão 50 inclui um controlador de pressão na forma da válvula 60 provido no canal de administração 56. A válvula 60 controla a pressão do fluxo de gás respiratório do gerador do fluxo 52 que é administrado ao paciente 54. Para as presentes finalidades, o gerador do fluxo 52 e a válvula 6 0 são coletivamente referidos como um sistema gerador de pressão, pois agem em conjunto para controlar a pressão e/ou fluxo de gás administrado ao paciente 54. Entretanto, deve ser evidente que outras técnicas para controlar a pressão do gás administrado ao paciente 54, como variar a velocidade do soprador do gerador do fluxo 52, sozinho ou em combinação com uma válvula de controle de pressão, são observadas pela presente invenção. Assim, a válvula 60 é opcional dependendo da técnica utilizada para controlar a pressão do fluxo de gás respiratório administrado ao paciente 54. Se a válvula 60 for eliminada, o sistema gerador de pressão corresponde ao

9/20 gerador do fluxo 52 sozinho, e a pressão de gás no circuito do paciente é controlada, por exemplo, por meio do controle da velocidade do motor do gerador do fluxo 52.

O sistema de suporte de pressão 50 ainda inclui o sensor do fluxo 62 que mede o fluxo do gás respiratório dentro do canal de administração 56. Na realização particular mostrada na figura 1, o sensor do fluxo 62 é interposto em linha com o canal de administração 56, mais preferencialmente a jusante da válvula 60. O sensor do fluxo 62 gera um sinal do fluxo, Qmedido, que é provido ao controlador 64 e é utilizado pelo controlador 64 para determinar o fluxo de gás no paciente 54 (Q_paci_ente) ·

As técnicas para calcular Q_paciente com base no Q_medido são bem conhecidas, e levam em consideração a queda de pressão do circuito do paciente, os vazamentos conhecidos do sistema, ou seja, a exaustão intencional de gás do circuito conforme indicado pela seta E na figura 1, e os vazamentos desconhecidos do sistema, como os vazamentos na mascara/interface do paciente. A presente invenção observa o uso de qualquer técnica conhecida ou desenvolvida a seguir para calcular o fluxo de vazamento Qvazamento, e o uso desta determinação para calcular Q_paciente com base no Q_medido· Exemplos de tais técnicas são ensinados pela Patente NorteAmericana Nos. 5,148,802; 5,313,937; 5,433,193; 5,632,269;

5,803,065; 6,029,664; 6,539,940; 6,626,175; e 7,011,091, os conteúdos dos quais estão incorporados por referência na presente invenção.

Certamente, outras técnicas para medir o fluxo respiratório do paciente 54 são observadas pela presente invenção, como, entre outras, medição do fluxo diretamente no paciente 54 ou em outras localizações ao longo do canal de administração 56, medição do fluxo do paciente com base na operação do gerador do fluxo 52 e medição do fluxo do

10/20 paciente utilizando um sensor do fluxo a montante da válvula 60 .

Qpaciente, que, conforme observado acima, é a vazão do gás respiratório que é atualmente recebido pelo paciente 54, é um exemplo de um parâmetro referente à demanda respiratória do paciente 54. Outros parâmetros de demanda respiratória do paciente que podem ser utilizados na presente invenção, conforme descrito em maiores detalhes abaixo, incluem, sem limitação, volume corrente e taxa respiratória. Como é conhecido na técnica, o volume corrente pode ser

determinado	pela integração da	vazão	através	das	partes	do
ciclo respiratório.
Na	realização ilustrada, o	sistema	de	suporte	de
pressão 50	também inclui	sensor	de temperatura	65

operavelmente acoplado ao canal de administração 56 para detectar a temperatura do fluxo de gás emitido pelo sistema de suporte de pressão 50, e o sensor de umidade 67 operavelmente acoplado ao canal de administração 56 para detectar a umidade do fluxo de gás emitido pelo sistema de suporte de pressão 50. O sensor de temperatura 65 e o sensor de umidade 67 são operavelmente acoplados ao controlador 64. Na realização mostrada, o sensor de temperatura 65 e o sensor de umidade 67 são providos dentro do alojamento principal do sistema de suporte de pressão 50. De modo alternativo, tanto o sensor de temperatura 65 quanto o sensor de umidade 67 podem ser providos ou acoplados ao circuito do paciente.

O controlador 64 inclui uma parte processadora que pode ser, por exemplo, um microprocessador, um microcontrolador ou algum outro dispositivo processador adequado, e uma parte da memória que pode ser interna à parte processadora ou operavelmente acoplada à parte processadora e que provê um meio de armazenamento para dados e software executáveis pela parte processadora para controlar a operação

11/20 de sistema de suporte de pressão 50, incluindo controlar automaticamente a umidade conforme descrito em mais detalhes aqui .

O dispositivo de entrada/saída 66 é provido para ajustar os vários parâmetros utilizados pelo sistema de suporte de pressão 50, bem como para exibir e emitir informações e dados a um usuário, como um médico ou cuidador. 0 dispositivo de entrada/saída 66 pode ser utilizado por um usuário de sistema de suporte de pressão 50 para estabelecer um ajuste/nível de umidificação desejado, a significância da qual é descrita aqui em outra parte da descrição.

Na realização ilustrada, o sistema de suporte de pressão 50 também inclui o umidificador 68 provido no alojamento principal do sistema de suporte de pressão 50. De modo alternativo, o umidificador 68 pode ser separado e localizado externo ao alojamento principal. O umidificador 68 é controlado pelo controlador 64. 0 umidificador 68 ainda melhora o conforto provendo a umidade no gás fornecido. Na realização exemplar, o umidificador 68 é um umidificador do tipo passover. A Publicação do Pedido de Patente NorteAmericano No. 2007/0169776, incorporado aqui por referência em sua totalidade, revela um dispositivo umidificador exemplar adequado para uso na presente invenção. Os dispositivos umidificadores com desenhos alternativos, como um umidificador do tipo não passover que emprega a nebulização, atomização, vaporização ou uma combinação destes, também podem ser utilizados.

Na realização ilustrada não limitativa da presente invenção, o sistema de suporte de pressão 50 funciona essencialmente como um sistema de suporte de pressão de CPAP, e, portanto, inclui todas as capacidades necessárias em tais sistemas a fim de prover os níveis adequados de pressão de CPAP ao paciente 54. Isto inclui receber os parâmetros

12/20 necessários, através de comandos de entrada, sinais, instruções ou outras informações, para prover pressão de CPAP adequada, como ajustes máximo e mínimo da pressão de CPAP. Deve ser entendido que isto deve ser exemplar apenas, e que outras metodologias de suporte de pressão, incluindo, entre outras, BiPAP AutoSV, AVAPS, Auto CPAP, e BiPAP Auto, estão dentro do escopo da presente invenção.

Finalmente, na ilustração ilustrada, o sistema de suporte de pressão 50 também inclui o sensor de temperatura ambiente 7 6 e o sensor da umidade ambiente 78. O sensor de temperatura ambiente 76 e o sensor da umidade ambiente 78 são operavelmente acoplados ao controlador 64. 0 sensor de temperatura ambiente 76 mede a temperatura ambiente ao redor do sistema de suporte de pressão 50, e assim a temperatura do gás que entra no sistema de suporte de pressão 50, e provê estas informações ao controlador 64. O sensor da umidade ambiente 78 mede a umidade ambiente ao redor do sistema de suporte de pressão 50, e assim a umidade do gás que entra no sistema de suporte de pressão 50, e provê estas informações ao controlador 64. Na realização ilustrada, o sensor de temperatura ambiente 76 e o sensor da umidade ambiente 78 estão localizados adjacentes à entrada de gerador do fluxo de gás 52.

Conforme observado aqui em outra parte desta descrição, de acordo com a metodologia da presente invenção (implementada em software executável pelo controlador 64 para controlar o sistema de suporte de pressão 50) , o sistema de suporte de pressão 50 controla automaticamente o nível de umidade do gás respiratório que é administrado ao circuito do paciente com base em: (i) um ajuste/nível de umidificação desejado especificado pelo usuário (o nível pode, por exemplo, ser expresso como uma umidade relativa particular como 60% ou 80%, ou pode ser expresso em uma escala como

13/20 baixa, média, alta ou 1, 2,3, 4) e (ii) um ou mais outros parâmetros descritos em mais detalhes aqui. Mais especificamente, os outros parâmetros podem incluir qualquer um dos tópicos a seguir, sozinhos ou em várias combinações: (i) certas condições ambientais medidas ou estimadas ao redor do sistema de suporte de pressão 50, como, sem limitação, a temperatura ambiente, a umidade ambiente, e/ou a pressão barométrica; (ii) certas condições do fluxo de gás medidas ou estimadas, como, sem limitação, a temperatura e/ou a umidade do fluxo de gás emitido pelo sistema de suporte de pressão 50; (iii) certos parâmetros de demanda respiratória do usuário medidos ou estimados, como vazão, volume corrente e/ou taxa de respiração, e (iv) certos parâmetros operacionais de sistema de suporte de pressão 50 que realizam a vazão de gás respiratório que é emitido pelo sistema de suporte de pressão 50, como o nível de pressão do gás respiratório gerado pelo sistema gerador de pressão que inclui o gerador de fluxo 52. Conforme estes parâmetros mudam, a quantidade de umidificação administrada ao fluxo de gás é aumentada ou reduzida a fim de tentar manter uma quantidade consistente de umidificação no gás que é atualmente administrado ao usuário.

Conforme descrito em mais detalhes abaixo, a temperatura ambiente pode ser diretamente medida pelo sensor de temperatura ambiente 74 (como na realização ilustrada da figura 1) , ou, de modo alternativo, pode ser estimada ou derivada com base em outros dados obtidos pelo sistema de suporte de pressão 50. Semelhantemente, a umidade ambiente pode ser diretamente medida pelo sensor de umidade ambiente 76 (como na realização ilustrada da figura 1) , ou, de modo alternativo, pode ser estimada ou derivada com base em outros dados obtidos pelo sistema de suporte de pressão 50. Semelhantemente, a temperatura do fluxo de gás pode ser

14/20 diretamente medida pelo sensor de temperatura 65 (como na realização ilustrada da figura 1) ou, de modo alternativo, pode ser estimada ou derivada com base em outros dados obtidos pelo sistema de suporte de pressão 50, e a umidade do fluxo de gás emitido pelo sistema de suporte de pressão 50 pode ser diretamente medida pelo sensor de umidade 67 (como na realização ilustrada da figura 1) ou, de modo alternativo, pode ser estimada ou derivada com base em outros dados obtidos pelo sistema de suporte de pressão 50.

A figura 2 é um fluxograma que mostra um método para automaticamente controlar o nível de umidade do gás respiratório que é administrado ao circuito do paciente de acordo com uma realização particular não limitativa da invenção. O método mostrado na figura 2 pode ser implementado no sistema de suporte de pressão exemplar 50 mostrado na figura 1 (ou em outro sistema de suporte de pressão adequado) através da programação apropriada do controlador 64. Para finalidades ilustrativas, o método será descrito aqui conforme implementado no sistema de suporte de pressão 50. Além disso, enquanto o método de controle do nível de umidade mostrado na figura 2 pode ser realizado no início da terapia, também deve ser entendido que pode ser realizado periodicamente por toda a sessão de terapia em alguma taxa de atualização de umidade desejada.

O método começa na etapa 100, em que o controlador 64 recebe o nível de ajuste de umidificação. Conforme discutido em outra parte desta descrição, isto pode ser inserido pelo usuário utilizando, por exemplo, o dispositivo de entrada/saída 66. Depois, na etapa 105, uma ou mais condições ambientais, como a temperatura ambiente e a umidade ambiente ao redor do sistema de suporte de pressão 50, são determinadas. Na realização exemplar, a temperatura ambiente é medida pelo sensor de temperatura ambiente 74 e a umidade

15/20 ambiente é medida pelo sensor de umidade ambiente 76. De modo alternativo, o sensor de temperatura ambiente 74 e o sensor de umidade ambiente 76 podem ser omitidos, e a temperatura ambiente e a umidade ambiente podem ser estimadas ou derivadas a partir dos parâmetros operacionais do sistema de suporte de pressão 50 (por exemplo, o nível de pressão) e/ou dos dados que são medidos/sentidos pelo sistema de suporte de pressão 50 (como, sem limitação, temperatura e umidade conforme medido pelo sensor de temperatura 65 e sensor de umidade 67) utilizando qualquer um de vários métodos de estimativa/derivação de retorno.

Depois, na etapa 110, certas condições do fluxo de gás, como temperatura e umidade, referentes ao gás emitido pelo sistema de suporte de pressão 50 e que entra no canal de administração 56 são determinadas. Na realização exemplar, a temperatura do fluxo de gás é medida pelo sensor de temperatura 65 e umidade do fluxo de gás é medida pelo sensor de umidade 67. De modo alternativo, o sensor de temperatura 65 e o sensor de umidade 67 podem ser omitidos, e a temperatura do fluxo de gás e a umidade do fluxo de gás podem ser omitidas ou derivadas dos parâmetros operacionais de sistema de suporte de pressão 50 e a temperatura ambiente medida pelo sensor de temperatura ambiente 76 e/ou umidade ambiente conforme medido pelo sensor de umidade ambiente 78 utilizando qualquer um de vários métodos de estimativa/derivação de avanço. Tal método adequado é descrito na Publicação do Pedido de Patente Norte-Americano N° 2008/0308100, a revelação da qual está incorporada aqui por referência.

Então, como a etapa 115, certos parâmetros de demanda respiratória do usuário, como vazão, volume corrente e/ou taxa de respiração, são medidos ou derivados/estimados. Por exemplo, a vazão do paciente 54 (Qpaciente) pode ser

16/20 determinada pelo controlador 64 com base na saída do sensor do fluxo 62 (Qmedído) na forma descrita em outra parte desta descrição. O volume corrente do paciente 54 pode também ser determinado pelo controlador 64 integrando a vazão ao longo do tempo. Outros métodos para determinar a vazão e/ou o volume corrente também são observados e estão dentro do escopo da presente invenção.

Depois, na etapa 120 na realização ilustrada, um nível de umidificação para o umidificador 68 é determinado com base (i) no ajuste/nível de umidificação desejado especificado pelo usuário; (ii) nas condições ambientais determinadas ao redor do sistema de suporte de pressão 50; (iii) nas condições do fluxo de gás determinadas; (iv) nos parâmetros determinados de demanda respiratória do usuário, e (v) em certos parâmetros operacionais do sistema de suporte de pressão 50 que realizam a vazão de gás respiratório que é emitido pelo sistema de suporte de pressão 50. Na realização exemplar, o nível de umidificação para o umidificador 68 que é determinado/calculado é o nível de umidade do gás na saída do umidificador 68 que é necessário para fazer com que o nível de umidade do gás finalmente administrado à via aérea do paciente 54 seja substancialmente igual ao nível de ajuste da umidificação (etapa 100) . Em outras palavras, o controlador 64 controlará o umidificador 68 para adicionar mais ou menos umidade ao gás respiratório de forma que o nível de ajuste de umidificação seja atualmente administrado ao paciente 54 levando em consideração cada um dos parâmetros/das variáveis (ii)-(v) listados acima. Conhecendo as propriedades do ar e da água e utilizando os dados de (i)(v) acima, este nível de umidificação pode ser determinado/calculado de várias formas diferentes que estão dentro do técnico do assunto (sem experiência indevida). Assim, tais métodos não serão discutidos em mais detalhes

17/20 aqui .

Em uma metodologia do exemplo, este nível de umidificação pode ser determinado/calculado na forma a seguir. Primeiro, com base no nível de umidificação desejado, nas propriedades do circuito do paciente, nas condições ambientais e na vazão administrada ao paciente (demanda do paciente) , o nível de umidade que deve ser emitido pelo umidificador 68 de forma que o nível de umidade do gás finalmente administrado à via aérea do paciente 54 será o nível de umidificação desejado pode ser determinado utilizando métodos conhecidos. Então, com base neste nível de umidade, o sistema pode ser controlado para atingir este nível de emissão no umidificador 68 como segue. Começando com uma temperatura ambiental conhecida e umidade do fluxo de gás C absoluta e/ou relativa na figura 1, sabe-se que esta temperatura aumentará uma quantidade determinável conforme o gás for comprimido pelo gerador do fluxo de gás 52. Além disso, uma quantidade de energia conhecida pode ser seletivamente fornecida ao umidificador 68. Assim, conhecendo a temperatura e a umidade do gás absoluta e/ou relativa que será fornecida ao umidificador 68 com a eficiência do umidificador 68, a quantidade de energia que deve ser fornecida ao umidificador 68 para atingir o nível de emissão da umidade predefinido do umidificador 68 pode ser determinada e este nível de energia pode ser aplicado ao umidificador 68.

Seguindo a etapa 120, o método procede para a etapa 125, em que o umidificador 68 é controlado pelo controlador 64 com base no nível de umidificação determinado. Na realização exemplar, em que o umidificador 68 é um umidificador do tipo passover, o controlador 64 ajusta a temperatura de umidificador 68 a um nível que atingirá o nível de umidificação determinado. Se outro tipo de

18/20 umidificador for utilizado, como um umidificador por nebulização/atomização, o controlador 64 controlará a quantidade de umidade que é adicionada através da nebulização/atomização a fim de atingir o nível de umidificação determinado. Então, na etapa 130, uma determinação é feita como se a terapia estivesse completa. Se a resposta for sim, então o método finaliza. Se a resposta for não, então o método retorna para a etapa 100 e se repete.

Muitas variações de como determinar o nível de umidificação (etapa 120) também são possíveis. Por exemplo, várias combinações de um ou mais dos parâmetros/variáveis (ii)-(v) podem ser empregadas. Em uma realização alternativa particular, o nível de umidificação é determinado com base apenas no ajuste/nível de umidificação desejado e certos parâmetros determinados de demanda respiratória do usuário, como vazão, volume corrente e/ou taxa respiratória. Conforme a demanda do usuário muda, a quantidade de umidade administrada ao fluxo de gás é variada e controlada em uma base de tempo real. Em outra realização alternativa particular, o nível de umidificação é determinado com base no ajuste/nível de umidificação desejado, certos parâmetros determinados de demanda respiratória do usuário, como vazão, volume corrente e/ou taxa respiratória, e certos parâmetros operacionais do sistema de suporte de pressão 50 que realizam a vazão do gás respiratório que é emitido pelo sistema de suporte de pressão 50, como nível de pressão. Nesta realização, conforme a demanda do usuário e/ou parâmetros operacionais do sistema mudam, a quantidade de umidade administrada ao fluxo de gás é variada e controlada em uma base de tempo real. Ainda outras variações são possíveis dentro do escopo da presente invenção e serão evidentes aos técnicos no assunto.

Em uma realização particular, o controle e a

19/20 variação em tempo real da quantidade de umidade administrada ao fluxo de gás são feitos em uma base de respiração para respiração. De modo alternativo, os dados referentes às várias respirações podem ter a média sobre o tempo, e o controle e a variação em tempo real da quantidade de umidade administrada ao fluxo de gás podem ter base nele.

Adicionalmente, a tendência da carga de umidificação com a previsão pode ser realizada utilizando esta invenção. Mais especificamente, uma vazão, volume corrente e/ou taxa respiratória do paciente pode variar durante os vários estágios de sono e/ou durante/com base no tipo de terapia que está sendo administrada (por exemplo, em certos tipos de terapia, a pressão é automaticamente ajustada para cima e para baixo) . Por meios do monitoramento/conhecimento do estágio de sono atual, a terapia sendo administrada e/ou o comportamento respiratório do paciente e pela consideração dos dados antigos da umidificação, o nível de umidificação desejado para o paciente pode ser previsto/antecipado e o sistema de suporte de pressão 50 pode ser controlado para chegar a este nível.

Assim, a presente invenção provê um sistema e método de umidificação automática e variável que provê uma quantidade consistente de umidificação ao fluxo de gás e, portanto, ao usuário. Uma vantagem do sistema e método da presente invenção é que otimiza a quantidade de umidificação no fluxo de gás dependente do nível de umidificação desejado e um ou mais da demanda do usuário, condições ambientais, condições do fluxo de gás e parâmetros operacionais atuais do sistema de suporte de pressão. Por meio da otimização da quantidade de umidificação no fluxo de gás, a água utilizada para umidificação pode ser conservada. Além disso, quantidades desnecessárias de vapor de água no fluxo de gás que pode condensar dentro do circuito do paciente podem ser

20/20 reduzidas e/ou eliminadas.

Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes para finalidade de ilustração com base no que é atualmente considerado como sendo as realizações mais práticas e 5 preferidas, deve ser entendido que tal detalhe é apenas para esta finalidade e que a invenção não está limitada às realizações reveladas, mas, ao contrário, é direcionada para abranger as modificações e disposições equivalentes que estarão dentro do espírito e escopo das reivindicações 10 anexas. Por exemplo, deve-se entender que a presente invenção observa que, na possível extensão, uma ou mais funções de qualquer realização pode ser combinada com uma ou mais funções de qualquer outra realização.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. SISTEMA DE SUPORTE DE PRESSÃO (50), que compreende:

um sistema gerador de pressão (52) estruturado para

gerar um fluxo de gás pressurizado; um umidificador (68) estruturado para umidificar o fluxo de gás pressurizado; um circuito de fluxo de gás (56, 58) operavelmente acoplado ao umidificador (68); e

um controlador (64) operavelmente acoplado ao sistema gerador de pressão (52) e ao umidificador (68), o controlador (64) sendo adaptado para:

receber um sinal indicativo de um primeiro nível de umidificação, em que o primeiro nível de umidificação tem um nível desejado para ser administrado a uma via aérea de uso final através do circuito de fluxo de gás (56, 58); e determinar:

(i) pelo menos um parâmetro indicando uma demanda atual para gás respiratório durante um ciclo respiratório do uso final, (ii) uma temperatura ambiente, e (iii) uma umidade ambiente, em que o pelo menos um parâmetro inclui parâmetros do gás respiratório real recebido pelo uso final;

caracterizado por o pelo menos um parâmetro indicando a demanda atual de gás respiratório durante o ciclo respiratório do uso final incluir um volume corrente do uso final durante o ciclo respiratório e uma taxa respiratória do uso final durante o ciclo respiratório, e o controlador (64) ser adicionalmente adaptado para determinar um segundo nível de umidificação de um gás umidificado a ser emitido pelo umidificador (68), em que a determinação do segundo nível de umidificação é baseada no

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2/4 primeiro nível de umidificação, uma propriedade do circuito de fluxo de gás, a temperatura ambiente, a umidade ambiente e o pelo menos um parâmetro que indica a demanda atual de gás respiratório do uso final, e em que o segundo nível de umidificação é um nível que fará com que o gás umidificado tenha uma umidade substancialmente igual a o primeiro nível de umidificação após o gás umidificado passar pelo circuito de fluxo de gás e ser administrado às vias aéreas do uso final; e controle da operação do umidificador fazer com que ele libere o gás respiratório com uma umidade igual ao segundo nível de umidificação.

2. SISTEMA DE SUPORTE DE PRESSÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo controlador (64) ser adaptado para controlar a operação do umidificador (68) por meio da determinação de uma quantidade de energia a ser fornecida ao umidificador com base na temperatura ambiente e na umidade ambiente, e fornecer a quantidade de energia ao umidificador.
3. SISTEMA DE SUPORTE DE PRESSÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos um parâmetro que indica a demanda atual para o gás respiratório do uso final ser medido seja utilizando (i) pelo menos um sensor (62, 65, 67, 76, 78) ou (ii) estimados pelo controlador (64).
4. MÉTODO PARA CONTROLAR AUTOMATICAMENTE UMA

UMIDADE DE UM FLUXO DE GÁS DE UM SISTEMA DE SUPORTEDE

PRESSÃO (50) DURANTE O USO DO SISTEMA DE SUPORTE DE PRESSÃO, em que o sistema de suporte de pressão (50) compreendeum circuito de fluxo de gás (56, 58) um umidificador (68), eum controlador (64), o método compreendendo:

o recebimento, por meio de um controlador (64), de um sinal indicativo de um primeiro nível de umidificação, sendo o primeiro nível de umidificação um nível de

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3/4 umidificação desejado para ser administrado através do circuito de fluxo de gás (56, 58);

determinação, por meio do controlador (64):

(i) de pelo menos um parâmetro indicando uma demanda atual para gás respiratório durante um ciclo respiratório do uso final, e (ii) uma umidade ambiente, em que o pelo menos um parâmetro inclui parâmetros do gás respiratório real recebido pelo uso final;

caracterizado por o pelo menos um parâmetro indicando a demanda atual de gás respiratório durante o ciclo respiratório do uso final incluir um volume corrente do uso final durante o ciclo respiratório e uma taxa respiratória do uso final durante o ciclo respiratório, e determinar ainda por meio do controlador (64) um segundo nível de umidificação de um gás umidificado a ser emitido pelo umidificador (68), em que a determinação do segundo nível de umidificação é baseada no primeiro nível de umidificação, uma propriedade do circuito de fluxo de gás (56, 58), a temperatura ambiente, a umidade ambiente e o pelo menos um parâmetro que indica a demanda atual de gás respiratório do uso final, e em que o segundo nível de umidificação é um nível que fará com que o gás umidificado tenha uma umidade substancialmente igual a o primeiro nível de umidificação após o gás umidificado passar pelo circuito da corrente de gás e ser administrado às vias aéreas do uso final; e controle, por meio do controlador (64), da operação do umidificador para fazer com que ele libere o gás respiratório com uma umidade igual ao segundo nível de umidificação.
5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo controle incluir:

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4/4 controle da operação do umidificador (68) por meio da determinação de uma quantidade de energia a ser fornecida ao umidificador (68) com base na temperatura ambiente e na umidade ambiente, e fornecer a quantidade de energia ao 5 umidificador (68) .
6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pela determinação de pelo menos um parâmetro compreender a medição ou estimativa de pelo menos um parâmetro indicando a demanda atual para gás respiratório do

10 uso final.
7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo controle da operação do umidificador (68) ser baseado em pelo menos um parâmetro de operação do sistema de suporte de pressão (50) que afeta uma taxa de fluxo que é

15 gerada por um sistema gerador de pressão (52) do sistema de suporte de pressão (50).