BR112013007768B1

BR112013007768B1 - Dispositivo nasal de pressão positiva contínua nas vias aéreas e sistema nasal de pressão positiva contínua nas vias aéreas

Info

Publication number: BR112013007768B1
Application number: BR112013007768-9A
Authority: BR
Inventors: Khalid Mansour; Eric Porteous
Original assignee: Carefusion 207, Inc
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2011-10-04
Publication date: 2020-09-29
Also published as: EP2624900A4; ES2738483T3; EP2624900B1; AU2011312229B2; CN105597209B; US20120080034A1; CA2812240A1; BR112013007768A2; MX346702B; MX2013003723A; CN105597209A; WO2012047900A3; WO2012047900A2; EP2624900A2; CA2812240C; AU2011312229A1; CN103140254B; US8567400B2; CN103140254A

Abstract

dispositivo não invasivo de auxílio à respiração com direcionador de fluxo, compreende um dispositivo de ncpap (pressão positiva contínua nasal nas vias aéreas) para auxiliar a respiração de paciente inclui um corpo gerador que constitui uma entrada, uma câmara e primeiro e segundo circuitos de fluxo; a câmara direciona gás pressurizado da entrada para os circuitos de fluxo; cada um dos circuitos de fluxo inclui primeiro e segundo jatos, um direcionador de fluxo e um conduto de escape; os jatos emitem uma corrente de jato para o direcionador de fluxo na direção do lado de um paciente; em algumas configurações, o direcionador de fluxo constitui uma primeira seção de parede cônica que direciona o ar inalado na direção do paciente e uma segunda seção de parede cônica que direciona o ar exalado na direção do conduto de escape; o corpo do gerador precisa de pressões de acionamento reduzida para atingir as metas de níveis de cpap e reduz o wob (trabalho respiratório) total imposto em comparação aos modelos convencionais.

Description

Histórico

[001] O presente pedido de patente de invenção se refere, de modo geral, a dispositivos e métodos para gerar e fornecer terapia de pressão positiva contínua nas vias aéreas ou outro auxílio respiratório não invasivo para pacientes, como bebês. Mais particularmente, o presente pedido de patente de invenção se refere a sistemas, dispositivos e métodos de pressão positiva contínua nasal e de fluxo variável nas vias aéreas com reguisitos de pressão de acionamento reduzidos e melhor trabalho respiratório.

[002] A terapia de pressão positiva contínua nas vias aéreas (CPAP) vem sendo empregada há muitos anos para tratar pacientes com dificuldade e/ou insuficiência respiratória. Além disso, a terapia CPAP pode auxiliar beneficamente os pacientes com pulmões não desenvolvidos (em particular bebês e especialmente bebês prematuros ou neonatos) impedindo o colapso pulmonar durante a exalação e auxiliando a expansão pulmonar durante a inalação.

[003] Em termos gerais, a terapia CPAP envolve a transmissão contínua de pressão positiva para os pulmões de um paciente que respira espontaneamente ao longo de todo o ciclo respiratório. A CPAP pode ser fornecida ao paciente utilizando uma variedade de dispositivos de interface com o paciente, por exemplo, um tubo endotraqueal ou cânula nasal. Com bebês, contudo, é mais desejável utilizar um dispositivo não invasivo de interface com o paciente, em particular um que realize a interface direta ou indiretamente com as vias aéreas nasais pelas narinas do paciente. Esses sistemas são comumente chamados de sistemas de pressão positiva continua nasal nas vias aéreas (nCPAP).

[004] Na teoria, o sistema de CPAP deve fornecer uma pressão constante e estável (acima da pressão atmosférica) às vias aéreas do paciente. Com os sistemas de CPAP convencionais, um fluxo de gás relativamente constante e continuo (por exemplo, ar, oxigênio, etc.) é fornecido às vias aéreas do paciente, com esse fluxo de ar criando uma pressão dentro dos pulmões do paciente por meio de restrição colocada no fluxo de saida do paciente.

[005] Infelizmente, esse fluxo continuo pode ter um efeito adverso sobre a sincronia respiratória do paciente. Mais particularmente, o paciente precisa exalar contra o gás que entra, aumentando assim o trabalho respiratório do paciente. As válvulas de controle podem ser utilizadas para melhor acomodar os estágios inspiratório e expiratório do ciclo respiratório de um paciente (por exemplo, controlando o fluxo de gás que entra no sistema e/ou modificando o alcance da restrição do fluxo de saida do sistema). Contudo, para muitos pacientes, especialmente bebês, esse método é menos do que satisfatório porque o trabalho respiratório exigido do paciente é muito grande. Ou seja, é essencialmente impossível que um sistema de válvula de controle replique precisamente os ciclos respiratórios reais do paciente, de modo que o paciente é consistentemente obrigado a exalar contra a alta força, gás de entrada, bem como contra a resistência da(s) válvula (s) de controle. Para um bebê com pulmões não desenvolvidos até mesmo um ligeiro aumento do trabalho respiratório pode inviabilizar o sistema de CPAP em questão.

[006] Mais recentemente, vêm sendo desenvolvidos sistemas de nCPAP que incorporam um conceito de fluxo variável combinado com canais separados para gás inspiratório e expiratório para e do paciente. Quando o paciente inala, o gás de entrada toma o caminho de menor resistência e é direcionado para as vias aéreas do paciente. Após a expiração, o gás toma novamente o caminho de menor resistência e sai por uma porta de escape, reduzindo assim a resistência durante a fase expiratória da respiração. Por exemplo, o sistema Infant Flow™ fornecido pela CareFusion, Inc. de San Diego, CA, inclui um dispositivo gerador de CPAP de fluxo variável (ou "gerador de CPAP") que faz com que o direcionamento do gás de abastecimento mude com os padrões respiratórios do bebê, ao mesmo tempo em que mantém a pressão constante ao longo de todo o ciclo respiratório. O gerador de CPAP Infant Flow converte o gás fornecido em correntes de jato (uma para cada narina) com a força do jato de gás criando uma pressão positiva dentro dos pulmões do paciente, de acordo com os princípios de bomba de jato conhecidos. Para acomodar o fluxo expiratório do paciente, o gerador de CPAP Infant Flow se baseia no que a literatura do fabricante relaciona como um efeito de "movimento fluidico". O fluxo de ar expiratório do paciente aplica uma pressão ao fluxo da corrente do jato de entrada. Desenvolveu-se uma teoria de que devido ao efeito coanda, o fluxo de ar expiratório faz com que o fluxo da corrente do jato desvie, ativando assim um movimento fluidico do fluxo do jato de entrada. Como consequência, a corrente do jato e o fluxo de ar expiratório seguem prontamente para a porta de escape, reduzindo desse modo o trabalho respiratório exigido do paciente. Embora promissora, a corrente de jato nesses dispositivos mantém uma força relativamente alta que pode não ser facilmente superada pela respiração expiratória do paciente, especialmente no caso de bebês. Além disso, muitas vezes é desejável reduzir a quantidade de pressão que precisa ser fornecida ao gerador de CPAP, simplificando desse modo a estrutura da bomba de jato associada, o que por sua vez pode resultar em benefícios relacionados a um tamanho reduzido, menor consumo de energia, som, complexidade e custo.

[007] À luz do acima exposto, existe a necessidade de um sistema, dispositivo e método de nCPAP aperfeiçoados.

Sumário

[008] Alguns aspectos de acordo com os princípios do presente pedido de patente de invenção se referem a um dispositivo de pressão positiva continua nasal nas vias aéreas (nCPAP) para auxiliar a respiração de pacientes. O dispositivo inclui um corpo gerador que constitui uma entrada, uma câmara e primeiro e segundo circuitos de fluxo. A entrada é configurada para conexão fluida a uma fonte de gás pressurizado. A câmara é conectada de maneira fluida com a entrada. O primeiro e segundo circuitos de fluxo são conectados de maneira fluida com a câmara e cada um inclui primeiro e segundo jatos e um direcionador de fluxo. Os jatos definem uma extremidade de entrada e uma extremidade de saida, com a extremidade de entrada sendo conectada de maneira fluida com a câmara. A extremidade de saída é adaptada para emitir uma corrente de jato de gás para o direcionador de fluxo. 0 direcionador de fluxo possui ou define um lado de jato conectado de maneira fluida com a extremidade de saída dos jatos e uma narina ou lado do paciente oposto ao lado do jato. 0 lado do paciente constitui ou é conectado a uma cânula nasal ou máscara para realizar a interface com a narina do paciente. Cada um dos direcionadores de fluxo constitui uma primeira seção de parede cônica dotada de diâmetro decrescente na direção do lado do paciente e uma segunda seção de parede cônica que define um diâmetro decrescente do lado do paciente na direção do lado do jato. A segunda seção de parede cônica facilita o desvio da corrente de jato pelo fluxo de ar exalado durante a fase expiratória da operação. Durante o uso, o gás pressurizado fornecido à câmara por meio da entrada é convertido em uma corrente fixa de jato de fluxo pelos jatos, criando CPAP em cada um dos canais. Além disso, o corpo do gerador estabelece um padrão de fluxo inspiratório durante um estágio inspiratório da respiração e um padrão de fluxo expiratório durante um estágio expiratório da respiração. Com o padrão de fluxo expiratório, o ar exalado do lado do paciente de cada um dos direcionadores de fluxo é direcionado pela segunda seção de parede cônica para fazer com que pelo menos uma parte do fluxo da corrente de jato desvie e saia pelo conduto de escape. Em uma configuração em particular, cada uma das seções de parede cônica forma um aro anular em formato de funil cujo diâmetro afunila a partir de uma extremidade de entrada até uma extremidade de saída. Os corpos do gerador do presente pedido de patente de invenção precisam de pressões de entrada ou acionamento reduzidas para atingir os niveis de CPAP terapêuticos desejados e/ou reduzir o trabalho respiratório total imposto ao paciente.

[009] Outros aspectos de acordo com os princípios do presente pedido de patente de invenção se referem a um sistema de pressão positiva continua nasal nas vias aéreas (nCPAP) incluindo um corpo do gerador, uma peça de interface com o paciente e uma fonte de gás. O corpo do gerador define uma entrada, uma câmara e primeiro e segundo circuitos de fluxo. A câmara é conectada de maneira fluida com a entrada e os circuitos de fluxo são conectados de maneira fluida com a câmara. Cada um dos circuitos de fluxo inclui primeiro e segundo jatos e um direcionador de fluxo. Em uma configuração, os jatos colidem entre si e criam uma corrente de jato combinada a partir do gás pressurizado na câmara e direcionam a corrente de jato para o lado do jato do direcionador de fluxo para o lado oposto, do paciente. A interface do paciente inclui primeira e segunda cânulas conectadas de maneira fluida com o lado do paciente dos direcionadores de fluxo, respectivamente, e é configurada para conexão fluida com as narinas de um paciente. Finalmente, a fonte de gás é conectada de maneira fluida com a entrada do corpo do gerador e fornece um fluxo continuo de gás pressurizado. Após a conexão da peça de interface nas narinas do paciente e da fonte de gás na entrada, uma quantidade fixa de fluxo de corrente de jato é estabelecida em cada um dos direcionadores de fluxo pelo jato correspondente. Um movimento das correntes do jato administra CPAP ao paciente. Em uma fase inspiratória da operação, o fluxo da corrente de jato é aplicado nas narinas do paciente por meio do direcionador de fluxo correspondente. Em uma fase expiratória, o ar exalado pelas narinas do paciente desvia o fluxo da corrente de jato dos jatos e sai por um conduto de escape correspondente.

[0010] Ainda outros aspectos de acordo com os princípios do presente pedido de patente de invenção se referem a um método para estabelecer e aplicar uma pressão positiva continua nas vias aéreas de um paciente. O método inclui conectar de maneira fluida um corpo do gerador nas narinas do paciente. O corpo do gerador constitui primeiro e segundo circuitos de fluxo, cada qual incluindo primeiro e segundo jatos, um direcionador de fluxo e um conduto de escape. O direcionador de fluxo inclui primeira e segunda seções de parede cônicas. O gás de uma fonte de gás pressurizado é forçado para uma extremidade de entrada de cada um dos jatos. Uma corrente de jato de cada um dos jatos é direcionada para as narinas do paciente por meio de um direcionador de fluxo para estabelecer uma pressão positiva continua nas vias aéreas do paciente. Durante os periodos de exalação do paciente, o ar exalado é direcionado pela segunda seção de parede cônica para desviar a corrente de jato para o conduto de escape no qual a corrente de jato é descarregada pelo corpo do gerador. Breve Descrição dos Desenhos A figura 1 é um diagrama de blocos ilustrando uma configuração do sistema de pressão positiva continua nasal nas vias aéreas incluindo um dispositivo de nCPAP de acordo com os princípios do presente pedido de patente de invenção; A figura 2 é uma vista lateral, em corte de um corpo de gerador, de acordo com os princípios do presente pedido de patente de invenção e utilizável com o dispositivo de nCPAP da figura 1; A figura 3 é uma vista em perspectiva em corte transversal do corpo do gerador da Figura 2; A figura 4 é uma vista lateral de um direcionador de fluxo do corpo do gerador da Figura 2; A figura 5 é uma vista lateral, em corte do corpo do gerador da Figura 2 mostrando as fases inspiratória e expiratória; A figura 6 é uma vista em perspectiva da peça de interface do paciente com o sistema da Figura 1; A figura 7 é uma vista lateral, em corte do corpo de um gerador, de acordo com os princípios do presente pedido de patente de invenção e utilizável com o dispositivo de nCPAP da figura 1; A figura 8 é uma vista frontal, em corte do corpo do gerador da Figura 7; e A figura 9 é uma vista lateral, em corte do corpo do gerador da Figura 7 mostrando as fases inspiratória e expiratória.

Descrição Detalhada

[0011] Uma configuração de um sistema de pressão positiva contínua nasal nas vias aéreas (nCPAP) 20 incorporando um dispositivo de nCPAP 22 de acordo com os princípios do presente pedido de patente de invenção é ilustrado em forma de blocos na Figura 1. Em termos gerais, o sistema 20 é adaptado para fornecer terapia de CPAP a um paciente 24 e inclui o dispositivo de nCPAP 22 e uma fonte de gás pressurizado 26. O sistema de nCPAP 20 pode ainda opcionalmente incluir um monitor de pressão 28. 0 dispositivo de nCPAP 22 é descrito com mais detalhes abaixo e geralmente inclui um corpo de gerador 30 e uma peça de interface do paciente 32. Opcionalmente, a tubulação de ar ambiente 34 também pode ser fornecida. O corpo do gerador 30 é conectado de maneira fluida com a interface do paciente 32 e a tubulação de ar ambiente opcional 34, com a peça de interface do paciente 32 sendo adaptada para estabelecer a comunicação fluida com as vias aéreas nasais do paciente 24. A fonte de gás pressurizado 26 fornece ao corpo do gerador 30 um fluxo continuo de gás (por exemplo, ar e/ou oxigênio). Quando incluído, o monitor de pressão 28 também é conectado de maneira fluida com o corpo do gerador 30 e colhe amostras ou mede a pressão dentro do mesmo. Durante o uso, o corpo do gerador 30 age de acordo com o gás da fonte 26 para gerar e administrar uma pressão positiva continua nas vias aéreas do paciente 24 por meio da peça de interface do paciente 32. Quando o paciente 24 exala, o ar exalado flui prontamente por meio da peça de interface do paciente 32/corpo do gerador 30 e é descarregado pelo dispositivo de nCPAP 22 como descrito abaixo.

[0012] Uma configuração do corpo do gerador 30 de acordo com os princípios do presente pedido de patente de invenção é mostrado nas Figuras 2 e 3. Em termos gerais, o corpo do gerador 30 é configurado para estabelecer CPAP por meio de canais separados para fluxo inspiratório e expiratório de gás para e do paciente 24 (Figura 1) . Com isso em mente, o corpo do gerador 30 constitui ou define uma entrada de gás de abastecimento 40, uma câmara 42 e primeiro e segundo circuitos de fluxo 44a, 44b (referidos de maneira geral na Figura 3; o primeiro circuito de fluxo 44a sendo mostrado totalmente na Figura 2). Em termos gerais, a entrada 40 é configurada para conexão fluida com a fonte de gás pressurizado 26 (Figura 1) e direciona o gás de entrada para a câmara 42. Os circuitos de fluxo 44a, 44b são conectados de maneira fluida com a câmara 42. Desse modo, o fluxo de gás provido na entrada 40 é direcionado por meio da câmara 42 e então na direção do paciente por meio de circuitos de fluxo 44a, 44b. Sob esse aspecto e como descrito com mais detalhes abaixo, os circuitos de fluxo 44a, 44b incorporam uma ou mais características que promovem o escape do gás fornecido e do ar exalado durante a fase expiratória da operação com esforço minimo no trabalho respiratório do paciente. O corpo do gerador 30 pode incorporar componentes adicionais opcionais, tais como uma porta para monitoramento de pressão 48, um flange externo 50, uma porta de escape 52, etc.

[0013] Em algumas configurações, a construção do corpo do gerador 30 pode ser por duas (ou mais) peças, incluindo uma seção de abastecimento 60 e uma seção de circuito 62. As seções 60, 62 podem ser constituídas separadamente (por exemplo, plástico moldado) e montadas uma na outra com a seção de abastecimento 60 formando a entrada 40 e a câmara 42. A seção de circuito 62 forma os circuitos de fluxo 44a, 44b. Alternativamente, outras construções também são previstas, tais como construir de maneira integral o corpo do gerador 30 na forma de um corpo único homogêneo.

[0014] A entrada 40 pode assumir várias formas (por exemplo, tamanho e formato) apropriadas para a conexão fluida com um tubo de abastecimento (não ilustrado) que se estende da fonte de gás 26 (Figura 1) . A câmara 42 é conectada de maneira fluida na entrada de abastecimento 40 e é aberta de maneira fluida para o primeiro e segundo circuitos de fluxo 44a, 44b com a Figura 3 ilustrando a conexão fluida entre a câmara 42 e o primeiro e segundo circuitos de fluxo 44a e 44b. Efetivamente, então, uma parede interna (referida de maneira geral na Figura 3) provê ou forma um tubo coletor se abre de maneira fluida para a câmara 42 e para os circuitos de fluxo 44a, 44b. Em um lado interno da parede 64, um conduto de escape 66 é constituído e transporta o ar do paciente para a porta de escape 52. Cada um dos circuitos de fluxo 44a e 44b inclui um trajeto de escape 68a e 68b que é acoplado de maneira fluida ao conduto de escape 66.

[0015] Em algumas configurações, o primeiro e o segundo circuito de fluxo 44a, 44b são idênticos de maneira que a descrição a seguir do primeiro circuito de fluxo 44a é igualmente aplicável ao segundo circuito de fluxo 44b. O primeiro circuito de fluxo 44a inclui ou define primeiro e segundo jatos 70, 72 e um direcionador de fluxo bidirecional 74. Na configuração ilustrada na Figura 3, a parede interna 64 possui formato anular e inclui porções divergentes 64a-d que acomodam jatos do primeiro e segundo circuitos de fluxo. O jato 70 inclui uma abertura que define uma extremidade de entrada 76a que é acoplada de maneira fluida na câmara 42 e uma extremidade de saida 7 6 que é acoplada de maneira fluida no direcionador de fluxo 74. De modo semelhante, o jato 72 inclui uma abertura que define uma extremidade de entrada 78a que é acoplada de maneira fluida na câmara 42 e uma extremidade de saida 78b acoplada de maneira fluida no direcionador de fluxo 74. Os jatos 70, 72 são angulados na direção um do outro e direcionam o fluido da câmara 42 para o direcionador de fluxo 74. Em uma configuração, o ângulo entre os jatos é de aproximadamente 60°, embora outros ângulos possam ser utilizados. Em qualquer caso, os jatos 70 e 72 são angulados na direção um do outro de modo que o fluxo de cada um seja concentrado em um ponto de choque de jatos P.

[0016] O direcionador de fluxo 74 inclui, em primeiro lugar, um lado de jato 80, em segundo lugar, um lado do paciente 82 e um ponto de transição 83. O lado do jato 80 define uma primeira seção de parede cônica 84 que direciona o fluxo dos jatos 70 e 72 para o paciente. Em particular, a seção de parede cônica do lado do jato 84 concentra um trajeto de fluido dos jatos 70 e 72 na direção do paciente (por exemplo, as narinas do paciente) para atingir um fluxo desejado ao paciente. A seção de parede cônica do lado de jato 84 fornece uma transição suave de fluxo dos jatos 70 e 72. Em particular, a seção de parede cônica 84 afunila em diâmetro na direção do ponto de transição 83. Por sua vez, o lado do paciente 83 define uma segunda seção de parede cônica 86 que direciona o ar exalado do paciente para o conduto de escape 66 por meio do trajeto de escape correspondente 68a. Essa concentração da seção de parede do lado do paciente 86 muda o fluxo de gás dos jatos 70 e 72 de volta na direção do conduto de escape 66.

[0017] O ponto de transição 83 define uma abertura reduzida, dimensionada para permitir a passagem de cada fluxo de jato dos jatos 70 e 72, enquanto cada fluxo de jato fica inalterado e organizado durante a fase inspiratória. Durante a fase expiratória, a respiração do paciente age de acordo com cada fluxo de jato, fazendo com que cada fluxo de jato desvie e, assim, cada fluxo de jato é redirecionado pelo ponto de transição 83 ao longo da seção de parede 84 para o conduto de escape 66.

[0018] Com referência em particular à Figura 4, a seção de parede cônica 84 inclui uma extremidade de entrada 84a de um primeiro diâmetro (ou largura em corte transversal) W1 e uma extremidade de saida 84b de um segundo diâmetro (ou largura em corte transversal) W2. A seção de parede cônica 84 é aqui incorporada como um aro anular continuo em formato de funil, embora outras configurações para a seção de parede 84 sejam contempladas. Por exemplo, a seção de parede 84 pode ser não continua e/ou incluir seções lineares, como desejado. Em qualquer caso, um diâmetro de seção de parede cônica 84 diminui a partir da extremidade de entrada 84a (lado oposto do paciente 82) para a extremidade de saida 84b (lado próximo do paciente 82 no ponto de transição 83) ao longo de um comprimento L1 da seção de parede cônica 84. Como aqui ilustrado, a seção de parede 84 é curvada ao longo do comprimento L1 para criar o formato de funil da seção de parede 84. Em uma configuração, W1 é de aproximadamente 5,08 mm (0,20 polegada), W2 é de aproximadamente 4,06 mm (0,16 polegada) e L1 é de aproximadamente 1,91 mm (0,075 polegada) . Como tal, uma relação de W1 para L1 é de aproximadamente 2,7 e uma relação de W2 para L1 é de aproximadamente 2,1. Além disso, uma relação de W1 para W2 é de aproximadamente 1,25. Outras dimensões para Wl, W2 e LI podem ser utilizadas na faixa de 3,81 ~ 6,35 mm (0,15 - 0,25 polegada), W2 pode estar na faixa de 3,05 ~ 5,08 mm (0,12 - 0,2 polegada) e L1 pode estar na faixa de 1,27 mm a 2,54 mm (0,05 polegada a 0,10 polegada) . A relação de SI para L1 pode estar na faixa de 2,0 a 3,5, a relação de W2 para L1 pode estar na faixa de 1,5 a 2,75 e a relação de W1 para W2 pode estar na faixa de 1,10 a 1,60.

[0019] De maneira semelhante, a seção de parede cônica 86 inclui uma extremidade de entrada 86a dotada de um primeiro diâmetro (ou largura em corte transversal) W3 e uma extremidade de saida 86b dotada de um segundo diâmetro (ou largura em corte transversal) W2 no ponto de transição 83. A seção de parede cônica 86 também é configurada aqui como um aro anular continuo em formato de funil, embora outras configurações sejam contempladas. Por exemplo, a seção de parede 86 pode ser não continua e/ou incluir seções lineares, como desejado. A seção de parede 86 diminui de diâmetro a partir da extremidade de entrada 86a (lado oposto do jato 80) para a extremidade de saida 86b (lado próximo do jato 80 no ponto de transição 83) ao longo de um comprimento L2 da seção de parede cônica 86. Como aqui ilustrado, a seção de parede 86 é curvada ao longo do comprimento L2 para criar o formato de funil da seção de parede 86. Em uma configuração, W3 é de aproximadamente 3,81 mm (0,15 polegada), W4 é de aproximadamente 2,79 mm (0,11 polegada) e L2 é de aproximadamente 3,56 mm (0,14 polegada). Como tal, uma relação de W3 para L2 é de aproximadamente 1,1 e uma relação de W4 para L2 é de aproximadamente 0,79. Além disso, a relação de W3 para W4 é de aproximadamente 1,36. Outras dimensões para W3, W4 e L2 podem ser utilizadas. Por exemplo, W3 pode estar na faixa de 2,54 mm a 5,08 mm (0,10 polegada a 0,20 polegada), W4 pode estar na faixa de 2,03 mm a 3,81 mm (0,08 polegada a 0,15 polegada) e L2 pode estar na faixa de 2,54 mm a 5,08 mm (0,10 polegada a 0,20 polegada). A relação de W3 para L2 pode estar na faixa de 0, 825 a 1,375, uma relação de W4 para L2 pode estar na faixa de 0,60 até 1,0 e uma relação de W3 para W4 pode estar na faixa de 1,1 até 1,5. Além disso, W2 tem uma dimensão maior do que W4. Em outras configurações, W2 pode ter uma dimensão menor do que W4 ou W2 e W4 podem ser substancialmente iguais.

[0020] Com referência novamente à Figura 2, o direcionador de fluxo 74 termina em um tubo 90 que direciona o fluxo para uma interface do paciente. O tubo 90 define uma linha central axial C. Como ilustrado, os jatos 70 e 72 são abertos de maneira fluida para o tubo 90 no lado do jato 80 e são dispostos de modo não paralelo em relação à linha central axial C, bem como um em relação ao outro. Cada um dos jatos 70 e 72 define um eixo de direção de fluxo Di, Ü2. Os eixos de direção de fluxo Di, D2 correspondem ao eixo central definido pelos respectivos jatos 70 e 72 e definem a direção na qual o fluido sai da respectiva extremidade de saida 76b, 78b do mesmo. Com isso em mente, em uma configuração, os jatos 70 e 72 são dispostos de modo que os eixos de direção de fluxo Di, D2 se cruzam ou se chocam aproximadamente na linha central axial C. Ou seja, os jatos 70 e 72 são dispostos simetricamente ao redor da linha central axial C após o ponto de transição 83. Para essa finalidade e em uma configuração, os jatos 70 e 72 são orientados de forma angular em relação à linha central axial C de modo que os eixos de direção de fluxo Di, D2 combinam- se para definir um ângulo compreendido θ na faixa de 40o- 80°, de preferência 50°-70°, mais preferivelmente de aproximadamente 60° (±1°) . Além disso, cada um dos jatos 70 e 72 é configurado para gerar fluxo fluido de corrente de jato por meio de trajeto de fluxo fluido constrito da extremidade de entrada 7 6a, 78a para a extremidade de saida 78a, 78b. Não obstante, as correntes de jato fluido produzidas pelos jatos 70 e 72 se chocam entre si e combinam-se aproximadamente na linha central axial C.

[0021] Durante a operação, o gás pressurizado (por exemplo, a partir da fonte de gás 26 (figura 1)) é provido à câmara 42 por meio da entrada de abastecimento 40. O gás fornecido é forçado aos circuitos de fluxo 44a e 44b. Como ilustrado para o primeiro circuito de fluxo 44a na figura 5, os jatos 70, 72 convertem o fluxo de gás em correntes de jato J que são direcionadas ao direcionador de fluxo 74. O gás pressurizado é fornecido à câmara 42 por meio da entrada de abastecimento 40 e é direcionado aos circuitos de fluxo 44. As correntes de jato J combinam-se para formar uma corrente de jato N, a qual estabelece uma pressão positiva continua nas vias aéreas dentro do direcionador de fluxo 74 (por exemplo, o movimento da corrente de jato N é convertido em pressão) que é aplicada ao lado do paciente 82 e, assim, ao paciente. Pelo menos uma parte do fluxo de corrente de jato N é direcionada por meio do direcionador de fluxo 74 e administrada ao/inalada pelo paciente no lado do paciente 82. Em relação à corrente de jato N, a primeira seção de parede cônica 84 define um diâmetro que afunila até o ponto de transição 83. Como consequência do afunilamento, uma parte da corrente de jato N sofre um fluxo de recirculação R ao longo da primeira seção de parede cônica 84. 0 fluxo de recirculação R, por sua vez, desvia uma parte em excesso (representada pela seta E na Figura 5) da corrente de jato N para o trajeto de escape 68a e conduto de escape 66 como fluxo de escape.

[0022] Durante a fase expiratória da operação ilustrada na Figura 5, a corrente de jato N continua a ser gerada e emitida pelos jatos 70 e 72 no direcionador de fluxo 74, mantendo a pressão positiva continua administrada nas vias aéreas do paciente devido ao movimento da corrente de jato N. O ar exalado (representado pelas setas X na Figura 5) entra no direcionador de fluxo 84 no lado do paciente 82 e age de acordo com o fluxo da corrente de jato N. Sob esse aspecto, com relação à direção do fluxo do ar exalado X, a segunda seção de parede cônica 86 define um diâmetro de afunilamento que aumenta a magnitude da velocidade do ar exalado X no ponto de transição 83. Além disso, a segunda seção de parede cônica 86 "foca" efetivamente uma parte do ar exalado X na direção do fluxo da corrente de jato N. Esse fluxo focado desvia ou "vira" a corrente de jato N na direção do trajeto de escape 68a e do conduto de escape 66. A corrente de jato N, bem como uma parte substancial do ar exalado X escapa do corpo do gerador 30 por meio do conduto de escape 66 e como mostrado pela seta E. Desse modo, o conduto de escape 66, as seções de parede cônicas 84, 86 e a geometria da corrente de jato N combinam-se para estabelecer padrões de fluxo que minimizam a resistência ao ar exalado X e o correspondente trabalho respiratório do paciente.

[0023] Observou-se surpreendentemente que as seções de parede descritas acima na combinação com uma ou mais caracteristicas de geometria tornam o corpo do gerador 30 capaz de estabelecer niveis desejados de CPAP com baixas pressões de acionamento e trabalho respiratório minimo por parte do paciente. Por exemplo, em algumas configurações, os jatos 70 e 72 possuem um diâmetro (e, desse modo, um diâmetro da corrente de jato resultante N) na ordem de 1,13 mm (0,0445 polegada), opcionalmente na faixa de 1,02 ~ 1,27 mm (0,04 - 0,05 polegada). Em outras configurações, dimensões alternativas podem ser utilizadas com base em outros fatores, tais como ângulo para os jatos 70 e 72, comprimento dos jatos 70 e 72, distância dos jatos 70 e 72 ao direcionador de fluxo 74, etc.

[0024] Retornando às Figuras 2 e 3, a porta opcional para monitoramento de pressão 48 localiza-se de modo a obter ou colher amostra de pressão de ar dentro do corpo do gerador 30. A porta para monitoramento de pressão 48 pode ser conectada de maneira fluida a um ou ambos os circuitos de fluxo 44a, 44b e fornecer uma superfície apropriada para conexão com a tubulação de monitoramento (não ilustrado) que se estende até o monitor de pressão 28 (Figura 1) . Em outras configurações, a porta para monitoramento de pressão 48 pode ser omitida.

[0025] O flange externo opcional 50 fornece uma superfície para montagem de vários outros componentes, tais como a interface do paciente 32 descrita abaixo. Em outras configurações, o flange 50 pode ser omitido.

[0026] O corpo do gerador 30 pode incorporar características adicionais facilitando a conexão com outros componentes do sistema de nCPAP 20 (Figura 1) e/ou funcionamento desejado. Por exemplo, os corpos de tubo 90 associados aos circuitos de fluxo 44a, 44b podem constituir ou definir aros externos adaptados para promover uma fixação segura e vedada com a peça de interface do paciente 32 (Figura 1).

[0027] Retornado à Figura 1, a interface do paciente 32 utilizável com os corpos do gerador do presente pedido de patente de invenção pode assumir várias formas. Por exemplo, a Figura 6 geralmente ilustra uma configuração exemplar da peça de interface do paciente 32 que inclui um par de cânulas nasais 150a, 150b que se projetam a partir de uma base 152. A base 152 pode incorporar características adicionais, tais como um flange de vedação 154. Com referência às Figuras 2 e 6, a base 152 geralmente possui dimensões e formato para montagem no corpo do gerador 30, por exemplo, por meio do formato de perímetro incluindo o formato do flange 50. A base 152 forma um par de aberturas 156 dimensionadas para serem acopladas de maneira fluida nas respectivas aberturas dos corpos tubulares do circuito de fluido 90. As cânulas nasais 150a, 150b podem ter qualquer tamanho e formato, pois são adequadas para realizar a interface com as narinas do paciente e são abertas de maneira fluida para as aberturas 156. A montagem da peça de interface do paciente 32 no corpo do gerador 30 geralmente exige que se estabeleça uma conexão fluida entre as cânulas nasais 150a, 150b e o lado do paciente 82 do lado de um dos respectivos circuitos de fluxo 44a, 44b. Em outras configurações, a interface do paciente 32 pode ser uma máscara nasal.

[0028] Outra configuração do corpo do gerador (tal como o corpo do gerador 30 da Figura 12) de acordo com os princípios do presente pedido de patente de invenção é mostrado nas Figuras 7 e 8 como corpo do gerador 100. Em termos gerais, o corpo do gerador 100 é configurado para estabelecer CPAP por meio de canais separados para fluxo inspiratório e expiratório de gás para e do paciente 24 (Figura 1) . Com isso em mente, o corpo do gerador 100 constitui ou define uma entrada de gás de abastecimento 110, uma câmara 112 e primeiro e segundo circuitos de fluxo 114a, 114b (referidos de maneira geral). Em termos gerais, a entrada 110 é configurada para conexão fluida com a fonte de gás pressurizado 26 (Figura 1) e direciona o gás de entrada para a câmara 112. Os circuitos de fluxo 114a, 114b são conectados de maneira fluida com a câmara 112. Assim sendo, o fluxo de gás provido na entrada 110 é direcionado por meio da câmara 112 e então na direção do paciente por meio de circuitos de fluxo 114a, 114b. Sob esse aspecto e como descrito com mais detalhes abaixo, os circuitos de fluxo 114a, 114b incorporam uma ou mais características que promovem o escape do gás fornecido e do ar exalado durante a fase expiratória da operação com esforço mínimo no trabalho respiratório do paciente. O corpo do gerador 100 pode incorporar componentes adicionais opcionais, tais como porta para monitoramento de pressão, flange externo, etc., como discutido acima.

[0029] A entrada 110 pode assumir várias formas (por exemplo, tamanho e formato) apropriadas à conexão fluida com um tubo de abastecimento (não ilustrado) que se estende da fonte de gás 26 (Figura 1). A câmara 112 é conectada de maneira fluida com a entrada de abastecimento 110 e é aberta de maneira fluida para primeiro e segundo circuitos de fluxo 114a, 114b com a Figura 8 ilustrando a conexão fluida entre a câmara 112 e o primeiro e segundo circuito de fluxo 114a e 114b.

[0030] O primeiro e o segundo circuitos de fluxo 114a, 114b são, em algumas configurações, idênticos de modo que a descrição a seguir do primeiro circuito de fluxo 114a é igualmente aplicável ao segundo circuito de fluxo 114b. O primeiro circuito de fluxo 114a inclui ou define o primeiro e o segundo jatos 120, 122 e um direcionador de fluxo bidirecional 124. O jato 120 inclui uma abertura que define uma extremidade de entrada 126a que é acoplada de maneira fluida na câmara 112 e uma extremidade de saida 126b que é acoplada de maneira fluida no direcionador de fluxo 124. De modo semelhante, o jato 122 inclui uma abertura que define uma extremidade de entrada 128a que é acoplada de maneira fluida na câmara 112 e uma extremidade de saida 128b acoplada de maneira fluida no direcionador de fluxo 124. Os jatos 120, 122 são paralelos entre si e direcionam o fluido da câmara 112 ao direcionador de fluxo 124. As extremidades de entrada 126a, 128a têm um diâmetro maior do que as extremidades de saida 128a, 128b de modo a concentrar o fluxo da câmara 112 ao direcionador de fluxo 124.

[0031] O direcionador de fluxo 124 inclui, em primeiro lugar, um lado de jato 130 e, em segundo lugar, um lado do paciente 132. O lado do jato 130 define uma primeira seção de parede cônica 134 que direciona o fluxo dos jatos 120 e 122 para o paciente. Em particular, a seção de parede cônica do lado do jato 134 concentra um trajeto de fluido dos jatos 120 e 122 na direção do paciente (por exemplo, as narinas do paciente) para atingir um fluxo desejado ao paciente. A seção de parede cônica do lado de jato 134 fornece uma transição suave de fluxo dos jatos 120 e 122. Por sua vez, o lado do paciente 132 define uma segunda seção de parede cônica 136 que direciona o ar exalado do paciente para as portas de escape superior e inferior 140 e 142. Em particular, o ar exalado a partir da seção de parede cônica do lado do paciente 136 é concentrado nas saldas de jato 126b, 128b. Essa concentração a partir da seção de parede cônica do lado do paciente 136 jogará o fluxo de gás dos jatos 120 e 122 na direção das portas de escape 140 e 142.

[0032] Durante a operação, o gás pressurizado (por exemplo, a partir da fonte de gás 26 (figura 1)) é fornecido à câmara 112 por meio da entrada de abastecimento 110. O gás fornecido é forçado aos circuitos de fluxo 114a e 114b. Como ilustrado para o primeiro circuito de fluxo 114a na Figura 9, os jatos 120, 122 convertem o fluxo de gás em correntes de jato J que são direcionadas ao direcionador de fluxo 124. As correntes de jato J combinam-se para formar uma corrente de jato N, a qual estabelece uma pressão positiva continua nas vias aéreas dentro do direcionador de fluxo 124 (por exemplo, o movimento da corrente de jato N é convertido em pressão) que é aplicada ao lado do paciente 132 e, assim, ao paciente. Pelo menos uma parte do fluxo da corrente de jato N é direcionada por meio do direcionador de fluxo 124 e administrada ao/inalada pelo paciente no lado do paciente 132. Em relação à corrente de jato N, a primeira seção de parede cônica 84 define um diâmetro afunilado. Uma parte da corrente de jato N passa por um fluxo de recirculação R ao longo da primeira seção de parede cônica 134. 0 fluxo de recirculação R, por sua vez, desvia a parte em excesso (representada pela seta E na Figura 9) da corrente de jato N para as portas de escape 140 e 142 como fluxo de escape.

[0033] Durante a fase expiratória da operação ilustrada na Figura 9, a corrente de jato N continua a ser gerada e emitida pelos jatos 120 e 122 no direcionador de fluxo 124, mantendo a pressão positiva continua administrada nas vias aéreas do paciente devido ao movimento da corrente de jato N. O ar exalado (representado pelas setas X na Figura 9) entra no direcionador de fluxo 124 no lado do paciente 130 e age de acordo com o fluxo da corrente de jato N. Sob esse aspecto, com relação à direção do fluxo do ar exalado X, a segunda seção de parede cônica 136 define um diâmetro de afunilamento que aumenta a magnitude da velocidade do ar exalado X. Além disso, a segunda seção de parede cônica 136 "foca" efetivamente uma parte do ar exalado X na direção do fluxo da corrente de jato N. Esse fluxo focado desvia ou "vira" a corrente de jato N na direção das portas de escape 140 e 142. A corrente de jato N, bem como uma parte substancial do ar exalado X escapa do corpo do gerador 100 por meio de portas de escape 140 e 142. Desse modo, as portas de escape 140, 142 e 134, 136 e a geometria da corrente de jato N combinam-se para estabelecer padrões de fluxo que minimizam a resistência ao ar exalado X e o correspondente trabalho respiratório do paciente.

[0034] Os dispositivos de CPAP e sistemas e métodos relacionados do presente pedido de patente de invenção oferecem um marcante aperfeiçoamento em relação aos modelos anteriores. Em particular, os corpos do gerador previstos pelo presente pedido de patente de invenção reduziram os requisitos de pressão de acionamento necessária para atingir os niveis de CPAP desejados bem como reduziram as propriedades de trabalho respiratório (WOB) total imposto. Além disso, incorporando características tais como portas de baixo perfil e corrente de jato condensado, os corpos do gerador do presente pedido de patente de invenção podem ser relativamente pequenos se comparados aos modelos existentes.

[0035] Embora o presente pedido de patente de invenção tenha sido descrito com referência às configurações preferidas, aqueles com experiência na técnica reconhecerão que podem ser feitas modificações na forma e detalhe sem fugir da essência e do escopo do presente pedido de patente de invenção.

Claims

1. "DISPOSITIVO NASAL DE PRESSÃO POSITIVA CONTÍNUA NAS VIAS AÉREAS" para uso em um sistema de CPAP para auxiliar a respiração de pacientes, o dispositivo caracterizado por ter: um corpo gerador (30, 100) que constitui: uma entrada (40, 110) para conexão fluida com uma fonte de gás pressurizado (26), uma câmara (42, 112) conectada de maneira fluida à entrada, um primeiro e segundo circuitos de fluxo (44a, 44b, 114a, 114b) conectados de maneira fluida à câmara, cada circuito de fluxo incluindo: um primeiro e segundo jatos (70, 72, 120, 122), cada um definindo uma extremidade de entrada (76a, 78a, 126a, 128a) e uma extremidade de saida (76b, 78b, 126b, 128b), a extremidade de entrada conectada de maneira fluida à câmara, um direcionador de fluxo (74, 124) definindo: um lado do jato (80, 130) conectado de maneira fluida às extremidades de saida dos jatos, um lado do paciente (82, 132) oposto ao lado do jato para direcionar gás das narinas do paciente, uma primeira seção de parede (84, 134) entre os jatos (70, 72, 120, 122) e o lado do paciente, a primeira seção de parede tendo uma extremidade de entrada (84a) e uma extremidade de saida (84b), a primeira seção de parede afunilando em diâmetro na direção do lado do paciente (82, 132), uma segunda seção de parede (86, 136) entre a primeira seção de parede e o lado do paciente, a segunda seção de parede tendo uma extremidade de entrada (86a) e uma extremidade de saida (86b), a segunda seção de parede afunilando em diâmetro na direção do lado do jato (80, 130), a extremidade de saida da segunda seção de parede (86, 136) substancialmente projetando a extremidade de saida da primeira seção de parede (84, 134)

2. "DISPOSITIVO NASAL DE PRESSÃO POSITIVA CONTÍNUA NAS VIAS AÉREAS", de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por a primeira seção de parede (84, 134) ser curvada em uma direção do lado do jato (80, 130) ao lado do paciente (82, 132).

3. "DISPOSITIVO NASAL DE PRESSÃO POSITIVA CONTÍNUA NAS VIAS AÉREAS", de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por a segunda seção de parede (86, 136) ser curvada em uma direção do lado do paciente (82, 132) ao lado do jato (80, 130).

4. "DISPOSITIVO NASAL DE PRESSÃO POSITIVA CONTÍNUA NAS VIAS AÉREAS", de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por a primeira seção de parede (84, 134) ser um aro anular em formato de funil.

5. DISPOSITIVO NASAL DE PRESSÃO POSITIVA CONTÍNUA NAS VIAS AÉREAS, de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por a segunda seção de parede (86, 136) ser um aro anular em formato de funil.

6. "DISPOSITIVO NASAL DE PRESSÃO POSITIVA CONTÍNUA NAS VIAS AÉREAS", de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por a extremidade de entrada da primeira seção de parede (84, 134) definir um primeiro diâmetro e a extremidade de saida da primeira seção de parede (84, 134) definir um segundo diâmetro, a extremidade de entrada da segunda seção de parede (86, 136) definir um terceiro diâmetro e a extremidade de saida da segunda seção de parede (86, 136) definir um quarto diâmetro, em que o segundo diâmetro é maior do que o quarto diâmetro.

7. "DISPOSITIVO NASAL DE PRESSÃO POSITIVA CONTÍNUA NAS VIAS AÉREAS", de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por cada circuito de fluxo (44a, 44b, 114a, 114b) definir, ainda, um trajeto de escape (68).

8. "DISPOSITIVO NASAL DE PRESSÃO POSITIVA CONTÍNUA NAS VIAS AÉREAS", de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por a câmara ser anular (42).

9. "DISPOSITIVO NASAL DE PRESSÃO POSITIVA CONTÍNUA NAS VIAS AÉREAS", de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por, para cada circuito de fluxo (44a, 44b), os jatos (70, 72) serem não paralelos entre si.

10. "SISTEMA NASAL DE PRESSÃO POSITIVA CONTÍNUA NAS VIAS AÉREAS" para auxiliar a respiração de pacientes, o sistema compreendendo: um corpo gerador (30, 100) que constitui: uma entrada (40, 110), uma câmara (42, 112) conectada de maneira fluida à entrada, um primeiro e segundo circuitos de fluxo (44a, 44b, 114a, 114b) conectados de maneira fluida à câmara, cada circuito de fluxo incluindo: um primeiro e segundo jatos (70, 72, 120, 122) definindo uma extremidade de entrada (76a, 78a, 126a, 128a)e uma extremidade de saida (76b, 78b, 126b, 128b), a extremidade de entrada conectada de maneira fluida à câmara, um direcionador de fluxo (74, 124) tendo: um lado do jato (80, 130) conectado de maneira fluida à extremidade de saida dos jatos e um lado do paciente (82, 132) oposto ao lado do jato, uma primeira seção de parede (84, 134) entre o lado do jato (70, 72, 120, 122) e o lado do paciente, a primeira seção de parede tendo uma extremidade de entrada (84a) e uma extremidade de saida (84b), a primeira seção de parede afunilando em diâmetro na direção do lado do paciente (82, 132), uma segunda seção de parede (86, 136) entre a primeira seção de parede e o lado do paciente, a segunda seção de parede tendo uma extremidade de entrada (86a) e uma extremidade de saida (86b), a segunda seção de parede afunilando em diâmetro na direção do lado do jato (80, 130), a extremidade de saida da segunda seção de parede (86, 136) substancialmente projetando a extremidade de saida da primeira seção de parede (84, 134); e uma peça de interface do paciente (32) conectada de maneira fluida ao lado do paciente (82, 132) dos direcionadores de fluxo (74, 124), respectivamente; e uma fonte de gás pressurizado (26) conectada de maneira fluida à entrada (40, 110); caracterizado por, após fixar a peça de interface do paciente (32) nas narinas do paciente, o sistema ser configurado para gerar uma pressão positiva continua nas vias aéreas do paciente, liberando gás da fonte de gás pressurizado (26) para os jatos (70, 72, 120, 122) que, por sua vez, emitem uma corrente de jato de gás dentro do direcionador de fluxo correspondente em uma direção da peça de interface do paciente.

11. "SISTEMA NASAL DE PRESSÃO POSITIVA CONTÍNUA NAS VIAS AÉREAS", de acordo com a reivindicação número 10, caracterizado por a primeira seção de parede (84, 134) ser curvada em uma direção do lado do jato (80, 130) ao lado do paciente (82, 132).

12. "SISTEMA NASAL DE PRESSÃO POSITIVA CONTÍNUA NAS VIAS AÉREAS", de acordo com a reivindicação número 10, caracterizado por a primeira seção de parede (84, 134) ser um aro anular em formato de funil.

13. "SISTEMA NASAL DE PRESSÃO POSITIVA CONTÍNUA NAS VIAS AÉREAS", de acordo com a reivindicação número 10, caracterizado por a extremidade de entrada da primeira seção de parede (84, 134) definir um primeiro diâmetro e a extremidade de saida da primeira seção de parede (84, 134) definir um segundo diâmetro, a extremidade de entrada da segunda seção de parede (86, 136) definir um terceiro diâmetro e a extremidade de saida da segunda seção de parede (86, 136) definir um quarto diâmetro, em que o segundo diâmetro é maior do que o quarto diâmetro.

14. "SISTEMA NASAL DE PRESSÃO POSITIVA CONTÍNUA NAS VIAS AÉREAS", de acordo com a reivindicação número 10, caracterizado por, para cada circuito de fluxo (44a, 44b), os jatos (70, 72) serem não paralelos entre si.