BR112015000976B1

BR112015000976B1 - Sistema e método para monitoramento de respiração

Info

Publication number: BR112015000976B1
Application number: BR112015000976-0A
Authority: BR
Inventors: Doron Feldman; Jerrold Lerman; Ronen Feldman; John Moser; Uri Feldman
Original assignee: Linshom Management, Llc
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2013-07-08
Publication date: 2022-01-11
Also published as: JP6290881B2; MX2015000852A; CA2879215A1; CN104661587B; WO2014018246A1; EP2874537A1; EP2874537A4; CA2879215C; BR112015000976A2; US8911380B1; ES2817398T3; MX352501B; EP2874537B1; CN104661587A; IN2015DN00882A; JP2015524296A

Abstract

sistema e método para monitoramento de respiração. um sistema para monitoramento de respiração inclui um gerador termoeléctrico que pode ser montado dentro de um invólucro de máscara ou autossustentável, cobrindo todo ou parte do nariz e/ou boca de um indivíduo. um primeiro sensor de temperatura é afixado ao gerador termoeléctrico de medição da respiração do indivíduo. um controlador de potência desenvolve uma diferença entre uma temperatura pré-estabelecida e temperatura respiração do indivíduo que é, então, inserida em um sinal de erro de realimentação e então para um controlador de potência que regula a potência para o gerador termoelétrico para manter uma temperatura pré-estabelecida.

Description

REFERÊNCIAS CRUZADAS A PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este Pedido PCT é uma Contraparte PCT do Pedido de Patente US 13/553.070, depositado no U.S. PATENT & TRADEMARK OFFICE em 19 de julho de 2012, que é uma Continuação em Parte do 12/759.788, depositado no U.S. PATENT AND TRADEMARK OFFICE em 14 de abril de 2010, que é baseado no Pedido Provisório 61/170.594, depositado em 17 de abril de 2009.

CAMPO DA INVENÇÃO

[0002] Esta invenção refere-se a sistemas e métodos associados com o monitoramento da respiração de um sujeito ou paciente. Em particular, esta invenção refere-se a um sistema e a um método para monitoramento de respiração para monitorar a respiração de um sujeito e prover exibições e alarmes quando parâmetros de respiração do sujeito desviarem de limites predeterminados.

[0003] Adicionalmente, esta invenção refere-se a um sistema e a um método para monitoramento de respiração que proveem a medição de parâmetros de respiração de um sujeito substancialmente independente da influência de condições no ambiente externo.

[0004] Ainda adicionalmente, esta invenção refere-se a um sistema e a um método para monitoramento de respiração que é adaptável para medir parâmetros de respiração em uma área encerrada montada sobre o nariz e/ou a boca de um paciente, ou externo a ela, na natureza de uma máscara.

[0005] Esta invenção refere-se a um sistema e a um método para monitoramento de respiração com base no conceito de manutenção de uma temperatura pré-ajustada de um gerador termoelétrico ou resfriador em uma câmara da máscara, ou externo a ela, que é independente das temperaturas do ambiente externo.

[0006] Esta invenção refere-se a um sistema e a um método para monitoramento de respiração para prover um sistema para monitoramento substancialmente portátil que é particularmente adaptável para uso no local em que um trauma do paciente pode ter ocorrido e antes de levar o paciente a um hospital (como em um trauma no campo, ambulância ou campo de batalha), em procedimentos realizados em consultórios médicos ou odontológicos e em condições extremas (em uma mina, subaquático, em um incêndio), em que não é possível manter contato verbal com o sujeito em dificuldade.

[0007] Esta invenção refere-se a um sistema e a um método para monitoramento de respiração que inclui um gerador termoelétrico montado em um invólucro de máscara, ou externo ele, e que é acoplado em um processador do sinal de erro de realimentação e um controlador da potência de compensação em uma malha de realimentação para acionar o gerador termoelétrico em uma temperatura pré-ajustada.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0008] Dano e/ou morte cerebral de um sujeito são consequências diretas de apneia (ausência de respiração) prolongada, particularmente, quando combinada com hipoxia. Diagnoses de apneia e hipoventilação (uma redução na taxa de respiração) são de interesse em particular quando um paciente estiver sedado, ou quando sua respiração falhar durante o sono (como na apneia do sono obstrutiva).

[0009] A identificação de hipoventilação antes de a apneia ocorrer pelo monitoramento da frequência de respiração e/ou do volume de respiração do paciente permite tempo para intervir para estimular respiração, aliviar a obstrução da via aérea e restaurar a efetiva respiração do sujeito antes de hipoxia ocorrer. Dano cerebral hipóxico-isquêmico pode resultar a partir de respiração inadequada ou perda de respiração, que, se não revertidas logo no desenvolvimento, podem levar a dano cerebral e possível morte. Há inúmeras tragédias humanas de tais consequências provenientes de uma falha em monitorar adequadamente a respiração.

[00010] No geral, a taxa respiratória pode ser monitorada continuamente e não invasivamente pela medição da pressão parcial de dióxido de carbono na respiração exalada. Entretanto, medições de dióxido de carbono não mudam diretamente com o volume de respiração, apenas a taxa. Nos detectores de dióxido de carbono portáteis, descartáveis e econômicos são conhecidos na técnica anterior.

[00011] Ventilação também pode ser medida pelo exame do deslocamento do peito e da caixa torácica usando sofisticados monitores encontrados em salas operacionais e em laboratórios de sono. Entretanto, tais monitores não são transportáveis, não portáteis, inconvenientes de usar, no geral, onerosos e não são amplamente disponíveis.

[00012] No momento atual, não acredita-se que haja quaisquer dispositivos que proveem medidas não invasivas/portáteis de ventilação em pacientes cujas vias aéreas não são instrumentadas de alguma maneira.

[00013] Um sistema para monitoramento como este é necessário para detectar a presença de respiração, para medir a taxa respiratória e para estimar o volume de respiração tanto em pacientes quanto em hospitais e outros fora de hospitais, em consultórios médicos e na comunidade (bombeiros, mineiros e forças armadas).

[00014] Além do mais, os limites do desempenho de um monitor respiratório como este devem endereçar sua aplicação em traumas que podem ocorrer fora de instituições de cuidados com a saúde, em desertos, incêndios e minas. Portanto, o dispositivo deve ser efetivo quando aplicado interno ou externo a um invólucro ou máscara sobre a face do paciente, e quando temperaturas ambientes mais altas ou mais baixas estiverem presentes. Tais mudanças de temperatura no ambiente local podem limitar o desempenho do monitor para o qual deve haver compensação. Assim, é necessário um sistema que provê consistente e confiável monitoramento de respiração que é independente da temperatura ambiente.

TÉCNICA ANTERIOR

[00015] Em alguns sistemas para monitoramento de respiração de paciente da técnica anterior, tal como aquele provido na Patente US 5.069.222, monitoramento de respiração inclui o uso de termistores para desenvolver um sinal elétrico representativo da temperatura da respiração de um paciente. Entretanto, tais sistemas da técnica anterior não levam em conta os efeitos da temperatura ambiente no sinal elétrico que é desenvolvido e pode levar a estado de monitoramento errôneo quando a temperatura ambiente for similar à temperatura da respiração ou quando a temperatura ambiente estiver experimentando rápidas mudanças na temperatura.

[00016] Outros sistemas da técnica anterior para monitoramento da respiração de um paciente, da forma exemplificada pela Patente US 5.190.048, proveem termistores alinhados com as passagens nasais de um paciente e montados em uma montagem do sensor de fluxo de ar. Entretanto, tais sistemas da técnica anterior se baseiam exclusivamente no sinal dos termistores para monitorar a temperatura da respiração do paciente. Tais sistemas da técnica anterior não proveem uma malha de realimentação para acionar um gerador termoelétrico em uma temperatura pré-ajustada para isolar essencialmente o sistema para monitoramento das mudanças dos parâmetros externos.

[00017] Outros sistemas da técnica anterior citados na Patente US 6.165.133 proveem termistores tanto inseridos quanto posicionados na vizinhança das passagens nasais do paciente. Tais sistemas são desprovidos de quaisquer mecanismos para resolver o problema de mudança de parâmetros térmicos ambientais.

[00018] Outros sistemas para monitoramento de respiração da técnica anterior citados na Patente US 6.272.933 utilizam tecnologia de termistor no sistema de montagem. Entretanto, tais sistemas da técnica anterior não abordam, nem descrevem, sistemas e métodos direcionados ao problema de rápida mudança dos parâmetros ambientais, nem o problema de obtenção de um sinal de respiração confiável quando a temperatura ambiente estiver próxima da temperatura da respiração do paciente.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[00019] Esta invenção é direcionada a um sistema para monitoramento de respiração para monitorar a respiração de um paciente. O sensor pode ficar localizado em uma máscara facial, uma máscara nasal ou simplesmente adjacente às narinas do sujeito. Um primeiro sensor de temperatura fica localizado no sensor e o primeiro sensor de temperatura é acoplado em um gerador termoelétrico. O gerador termoelétrico gera um primeiro sinal de voltagem representativo da temperatura de respiração do paciente, dependente de uma temperatura pré-ajustada e da temperatura da respiração de um paciente durante ciclos predeterminados da respiração do paciente. O gerador termoelétrico é acionado na temperatura pré-ajustada durante ciclos predeterminados da respiração do paciente. Um processador do sinal de erro de realimentação é conectado no gerador termoelétrico através de um controlador da potência de compensação quando o processador do sinal de erro de realimentação desenvolver um sinal elétrico processado responsivo à diferença na respiração medida do paciente e na temperatura pré-ajustada.

[00020] O processador do sinal de erro de realimentação opera na diferença entre a temperatura pré-ajustada e a temperatura da respiração do paciente para prover um sinal para o controlador da potência de compensação que, então, insere uma voltagem predeterminada no gerador termoelétrico para acionar o gerador termoelétrico em uma temperatura pré-ajustada.

[00021] Um objetivo da invenção em questão é prover um sistema para monitoramento de respiração para monitorar a respiração de um sujeito em uma câmara formada por uma máscara que cobre a boca, o nariz e/ou a face do sujeito ou sem uma câmara adjacente à boca ou ao nariz.

[00022] Um objetivo adicional da invenção em questão é prover uma malha de realimentação a partir de um gerador termoelétrico para acionar o gerador termoelétrico em uma temperatura pré-ajustada durante o monitoramento da respiração do paciente durante ciclos predeterminados da respiração do sujeito.

[00023] Um objetivo adicional do sistema em questão é prover um sistema para monitoramento de respiração que opera substancialmente independente de temperaturas variáveis do ambiente externo a fim de prover um preciso monitoramento da respiração do sujeito.

[00024] Um objetivo ainda adicional da invenção em questão é prover um sistema para monitoramento de respiração que inclui um processador do controlador de temperatura para obter uma temperatura de condição ambiental e calcular uma temperatura pré-ajustada seguida por uma operação na temperatura pré-ajustada e na temperatura da respiração do sujeito para transmitir um sinal responsivo às diferenças.

[00025] Um objetivo adicional da invenção é prover um sistema e um método para monitoramento de respiração que operam em uma diferença da temperatura entre a respiração do sujeito e uma temperatura pré-ajustada para prover um sinal modelado e suavizado inserido em um controlador de potência para controlar um sinal para um gerador termoelétrico, para manter o gerador termoelétrico na temperatura pré-ajustada durante todo o período de monitoramento.

[00026] Um objetivo ainda adicional da invenção é prover um sistema de respiração que inclui uma malha de realimentação que inclui um gerador termoelétrico, um processador do controlador de temperatura e um controlador de potência para acionar a temperatura do gerador termoelétrico em uma temperatura pré-ajustada substancialmente independente de parâmetros externos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00027] A figura 1 é uma vista em perspectiva geral, parcialmente em formação em bloco, que mostra um sujeito com uma máscara facial e os elementos associados do sistema; a figura 2 é um diagrama de blocos do sistema para monitoramento de respiração para mostrar os componentes do sistema para monitoramento; a figura 3 é um diagrama de blocos do sistema para monitoramento de respiração que mostra uma massa térmica anexada em cooperação com um gerador termoelétrico; e, a figura 4 é um diagrama de blocos do método para monitoramento da respiração de um sujeito que mostra as etapas da malha de realimentação associadas com os sistemas para monitoramento de respiração.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERIDAS

[00028] Agora, em relação às figuras 1-4, é mostrado um sistema para monitoramento de respiração 10 para monitoramento da respiração de um sujeito 12 em que a respiração é monitorada em um invólucro 14. O invólucro 14 pode ser um dispositivo tipo máscara 14 que, essencialmente, cobre o nariz e a boca do paciente 12. O dispositivo de máscara ou o invólucro 14 é fixado no paciente 12 por faixas flexíveis ou algum outro elemento de fixação não importante para a invenção aqui descrita, com a exceção de que a máscara 14 seja adaptada para ficar presa firmemente contra a pele do paciente 12 para garantir que a maior parte da respiração do sujeito passe através do invólucro 14. Alternativamente, um sensor de temperatura 18, a ser adicionalmente descrito, pode ser montado adjacente às aberturas nasais do sujeito 12.

[00029] O sistema para monitoramento de respiração 10 é um sistema altamente portátil que pode ser usado em salas operacionais, mas é especialmente adaptado para uso em locais externos que não têm as completas capacidades e instrumentação de uma sala operacional em hospital para monitoramento da respiração do sujeito 12. Tais sistemas podem ser usados em diferentes ambientes encontrados pelo pessoal médico, onde o sistema 10 pode ser facilmente transportado de uma área para uma outra em uma pequena quantidade de tempo com mínimo esforço, ou fora de sistemas de cuidados com a saúde, tais como em ambulâncias, e usados por bombeiros e mineiros.

[00030] É de importância em particular que o sistema para monitoramento de respiração 10 seja adaptado para ser usado em condições variáveis de ambiente externo que podem prover temperaturas do ambiente externo que cobrem uma ampla faixa de temperatura e, possivelmente, sujeito a rápidas mudanças de temperatura ambiente.

[00031] No conceito geral, o sistema para monitoramento de respiração 10 é direcionado a um sistema de respiração que provê monitoramento substancialmente independente das temperaturas do ambiente externo e determina parâmetros de respiração durante os ciclos de respiração dos sujeitos que são altamente precisos na determinação do estado do sujeito 12.

[00032] O sistema para monitoramento de respiração 10 é configurado como uma malha de realimentação representado no bloco da malha de realimentação 60 mostrado nas figuras 2 e 3, que minimiza os possíveis efeitos das condições de temperatura do ambiente externo no processo do monitoramento de respiração. A fim de superar o problema de condições ambientais variáveis, o sistema para monitoramento 10 é formado como uma malha de realimentação da máscara 14 para o processador do sinal de erro de realimentação 98, que inclui o processador do controlador de temperatura 22 quando os sinais do parâmetro gerais são, então, realimentados em outros mecanismos operacionais na máscara 14.

[00033] Em uma modalidade em que nenhuma máscara 14 é usada, o sensor de temperatura 18 é acoplado diretamente no gerador termoelétrico 16, em consequência do que, uma malha de realimentação é provida para o sistema para monitoramento 10 para prover um sinal para o processador do sinal de erro de realimentação 98 e o controlador da potência de compensação 100 que, por sua vez, é eletricamente conectado no gerador termoelétrico 16.

[00034] No conceito geral, um ponto de definição da temperatura ou temperatura pré-ajustada (Tsp) são calculados e determinados com base na temperatura do ambiente externo e na temperatura percebida pela exalação do sujeito 12 na máscara 14 ou no sensor de temperatura 18. Operações são conduzidas na diferença entre a temperatura medida na máscara 14 ou pela temperatura percebida pelo sensor de temperatura 18 e em função da temperatura do ambiente externo. Se a temperatura do ambiente externo for relativamente próxima da temperatura da respiração do paciente 12, então, o sinal da diferença determinado entre a temperatura medida no invólucro ou na máscara 14 ou a área percebida pelo sensor de temperatura 18 e a temperatura ambiente será pequeno e, possivelmente, envolvido por ruído ou outros fatores estranhos no processo de cálculo, criando uma baixa razão de sinal por ruído.

[00035] Assim, um ponto de definição da temperatura ou temperatura pré-ajustada é calculado em função da temperatura do ambiente externo e a respiração ou o ciclo de respiração prévios do sujeito 12 e o ponto de definição da temperatura são definidos tanto com base em uma função dos cálculos prévios quanto a partir de uma tabela de busca em que o ponto de definição da temperatura pode ser calculado. A maneira na qual o ponto de definição é tomado e medido pode ser através de qualquer número de cálculos, funções ou tabelas de busca e importante apenas para o conceito da invenção aqui descrita, em que a diferença entre o cálculo do ponto de definição da temperatura é um valor em que o ponto de definição da temperatura em um ciclo de respiração em particular menos a temperatura percebida no invólucro 14 ou pelo sensor de temperatura 18 provê um sinal resultante que é facilmente lido e é substancialmente sem considerações de ruído.

[00036] Agora, em relação às figuras 1 a 4, é mostrada uma modalidade do sistema para monitoramento de respiração 10 em que o invólucro ou a máscara 14 são operativamente acoplados no sujeito 12 e encerram as áreas respiratórias dos sujeitos 12, incluindo tanto a boca quanto o nariz do paciente 12. Durante um procedimento de monitoramento, a respiração do sujeito 12 é monitorada para os ciclos de inalação e exalação.

[00037] O gerador termoelétrico 16 fica posicionado em uma câmara formada pelo invólucro ou pela máscara 14 para gerar um sinal com base na temperatura diferencial dos semicondutores que compreendem o gerador termoelétrico 16. O gerador termoelétrico 16 fica posicionado no invólucro 14 de uma maneira de acordo com a qual a respiração do sujeito colide diretamente no primeiro sensor de temperatura 18 anexado no gerador termoelétrico 16.

[00038] O gerador termoelétrico 16 usa o efeito PELTIER para criar um fluxo de calor entre a junção de dois tipos de materiais diferentes. Essencialmente, esta é uma bomba de calor ativa em estado sólido que transfere calor de um lado do dispositivo para o outro com consumo de energia elétrica dependendo da direção da corrente. Um dispositivo de PELTIER como este é uma bomba de calor e quando corrente contínua corre através dela, calor é transferido de um lado para o outro. Assim, um dispositivo como este pode ser usado para aquecimento/resfriamento e, neste caso, é usado como um mecanismo de transporte de calor que tanto aquece quanto resfria. Voltagem aplicada através do gerador termoelétrico 16 provê uma diferença na temperatura que constitui entre lados opostos. O gerador termoelétrico 16 pode ser formado em muitos contornos para diferentes aplicações e, no presente sistema descrito, é dimensionado para ser montado na máscara 14. O gerador termoelétrico 16 pode ser um de muitos sistemas comercialmente disponíveis padrões que, no sistema 10 em questão, é particularmente dimensionado para ser adaptável para inserção na câmara da máscara ou do invólucro 14 ou, alternativamente, ficar localizado adjacente às passagens nasais do sujeito 12.

[00039] Como um exemplo, o gerador termoelétrico ou o resfriador termoelétrico 16 podem ser um resfriador termoelétrico de estágio único e pode ser comercialmente obtido a partir de TEC Microsystems GmBH e, em particular, pode ter um Número de Modelo DX5100 OEM1, 0171-0172, que foi usado na fabricação do sistema para monitoramento de respiração 10.

[00040] O termistor ou o primeiro sensor de temperatura 18 é montado diretamente no gerador termoelétrico ou no resfriador termoelétrico 16 através do uso de algum tipo de epóxi térmico padrão ou por outro dispositivo condutor térmico conhecido pelos versados na técnica. O termistor ou o primeiro sensor de temperatura 18 pode ficar em contato direto com o gerador termoelétrico 16 para produzir um primeiro sinal de voltagem ou sinal elétrico de respiração do paciente responsivo à mudança na temperatura através do gerador termoelétrico 16 com sinal elétrico de respiração do sujeito sendo transmitido para o processador do sinal de erro de realimentação 98 na primeira linha de sinal 20. O processador do sinal de erro de realimentação 98 inclui o processador do controlador de temperatura 22 e o processador do sinal de realimentação 30 a ser descrito nos seguintes parágrafos.

[00041] O segundo termistor ou o segundo sensor de temperatura 24 para prover um segundo sinal de voltagem na segunda linha do sinal de voltagem 26 são montados externos ao invólucro ou à máscara 14 ou suficientemente remotos do sujeito 12 para prover uma precisa representação da temperatura do ambiente externo. Tanto o primeiro quanto o segundo sinais de voltagem são inseridos no processador do controlador de temperatura 22 do processador do sinal de erro de realimentação 98, como é visto nas figuras 1 a 3. Entretanto, como foi previamente indicado, a temperatura ambiente medida pelo segundo sensor de temperatura 24 pode ser relativamente próxima da temperatura medida pelo primeiro sensor de temperatura 18 na máscara 14 ou próximo do local de respiração do sujeito 12. Os seguintes parágrafos detalham a operação no processador do sinal de erro de realimentação 98 e no processador do controlador de temperatura 22 para obter um sinal da diferença entre o sinal que vem na primeira linha de sinal 20 e o sinal que vem na segunda linha de sinal 26 em relação às respectivas temperaturas medidas pelo primeiro sensor de temperatura 18 e pelo segundo sensor de temperatura 24.

[00042] Como foi declarado, foi descoberto que a temperatura medida pelo segundo sensor de temperatura 24 e a temperatura medida pelo primeiro sensor de temperatura 18 podem ser relativamente próximas uma da outra, ou a temperatura ambiente pode mudar rapidamente. Isto terá um efeito na tomada da diferença entre os sinais que vêm na linha 20 e na linha 26, já que a mudança no sinal de voltagem seria bastante pequena e pode ser obscurecido por qualquer ruído ou qualquer outra perturbação aleatória indesejada do sinal quando a temperatura ambiente for próxima da respiração do paciente. Quando a temperatura ambiente estiver mudando rapidamente, a diferença entre os sinais que vêm nas primeira e segunda linhas de sinal 20 e 26 pode levar a uma conclusão errônea em relação ao estado dos parâmetros de respiração do paciente.

[00043] A fim de aliviar este problema, os Requerentes descobriram que, quando a temperatura no invólucro 14 ou próximo do local da respiração do sujeito e a temperatura ambiente estiverem razoavelmente próximas uma da outra, as operações nas diferenças nos sinais do primeiro sensor de temperatura 18 e do segundo sensor de temperatura 24 devem ser ajustadas para prover um maior sinal da diferença no qual é operado. Assim, o sistema de respiração 10 do Requerente opera em um ponto de definição da temperatura (Tsp), que é tanto calculado a partir de uma tabela de busca quanto feito em função da temperatura descoberta pelo primeiro sensor de temperatura 18 e pelo segundo sensor de temperatura 24 em um ciclo de respiração. Desta maneira, a diferença do sinal entre o sinal que vem no processador do sinal de erro de realimentação 98 e, particularmente, no processador do controlador de temperatura 22 e o sinal que vem no controlador de temperatura 22 a partir do segundo sensor de temperatura 24 na linha 26 é com base na temperatura do primeiro sensor de temperatura 18 e no ponto de definição da temperatura.

[00044] Como foi previamente indicado, tanto o primeiro quanto o segundo sensores de temperatura 18 e 24 podem ser termistores, entretanto, outros tipos de sensores são comercialmente disponíveis e podem ser usados na prática do sistema 10 em questão. O primeiro sensor de temperatura 18 fica posicionado para medir a temperatura do fôlego ou da respiração (Tm) do paciente 12. O primeiro sensor de temperatura 18 fica posicionalmente localizado no invólucro 14 ou próximo do local da respiração do sujeito com o segundo sensor de temperatura 24 ficando posicionalmente localizado em um local externo para medir a temperatura do ambiente externo (Ta) das cercanias do paciente. O sistema 10 é configurado para descobrir um equilíbrio térmico entre o gerador termoelétrico 16 e a temperatura pré- ajustada Tsp. A temperatura pré-ajustada é o ponto de definição variável que pode ser ajustado para manter a temperatura da superfície do gerador termoelétrico 16 em uma temperatura perto da vizinhança do ambiente externo, mas deslocada a partir dali para prover uma diferença suficiente em |Tm - Tsp| que produzirá um sinal de voltagem proveniente do processador do sinal de erro de realimentação 98 de valor suficiente no qual será claramente operável.

[00045] O equilíbrio térmico é alcançado através de uma malha de realimentação no bloco da malha de realimentação 60 mostrado nas figuras 2 e 3, em que a temperatura que é percebida pelo gerador termoelétrico 16 é transmitida para o processador do controlador de temperatura 22 e, então, para o processador do sinal de realimentação 30, através do controlador de potência 34 e, então, de volta para o gerador termoelétrico 16. Desta maneira, a percepção e a medição da temperatura da superfície do gerador termoelétrico 16 são continuamente influenciadas pela temperatura da respiração e são monitoradas em relação ao ponto de definição da temperatura quando o gerador termoelétrico 16 for continuamente acionado no ponto de definição da temperatura calculado.

[00046] No conceito geral, o processador do sinal de erro de realimentação 98 é acoplado no controlador da potência de compensação 100 e no gerador termoelétrico 16 em uma malha de realimentação para induzir tanto resfriamento quanto aquecimento. A malha de realimentação pode ser configurada como um controlador proporcional analógico ou um controlador derivado integrado proporcional (PID) dependente das exigências ambientais específicas.

[00047] Os valores de temperatura usados para derivar os parâmetros de fôlego ou respiração do paciente 12 são intimamente relacionados à temperatura pré-ajustada (Tsp), que é um valor calculado e, no geral, ligeiramente deslocado da temperatura ambiente (Ta) na vizinhança do dispositivo de monitoramento da temperatura 10. À medida que a temperatura ambiente na vizinhança do gerador termoelétrico 16 muda, o valor da temperatura pré-ajustada (Tsp) pode ser ajustado. Entretanto, em alguns casos em que espera-se que a temperatura ambiente (Ta) seja substancialmente diferente da temperatura do gás de respiração, o valor de uma temperatura pré-ajustada (Tsp) é derivado das medições do segundo sensor de temperatura 24.

[00048] O gerador termoelétrico 16 é acoplado no primeiro sensor de temperatura 18 para gerar o primeiro sinal de voltagem na primeira linha do sinal de voltagem 20 dependente da temperatura pré-ajustada (Tsp) durante ciclos predeterminados da respiração do paciente. Os ciclos de respiração do paciente são determinados pelas inalação e exalação da respiração do paciente. O gerador termoelétrico 16 é configurado para ser continuamente acionado na temperatura pré-ajustada (Tsp) durante o ciclo de inalação do paciente. Quando o paciente exalar, o paciente respira no sensor térmico 18 e no gerador termoelétrico 16, e induz uma diferença na temperatura através do gerador termoelétrico 16 que é medida pelo primeiro sensor de temperatura 18.

[00049] Desta maneira, o processador do controlador de temperatura 22 é programado para determinar uma multiplicidade de temperaturas do gás de respiração do paciente 12 durante um tempo predeterminado através do uso do primeiro sinal na linha 20 e do segundo sinal passado na linha 26 ajustado em relação ao ponto de definição da temperatura. O processador do controlador de temperatura 22 pode ser programado para analisar uma multiplicidade de temperaturas do gás de respiração e pode ser programado para determinar uma máxima temperatura do gás de respiração durante um ciclo Tm(t)max. Similarmente, uma mínima temperatura do gás de respiração Tm(t)min pode ser calculada. Os intervalos de tempo podem ser o ciclo de inalação / exalação do paciente correspondente a um período de respiração.

[00050] Quando o processador do controlador de temperatura 22 for usado para prover máxima e mínima temperaturas do gás de respiração durante um período de respiração, o processador 22 pode calcular a diferença entre as máxima e mínima temperaturas de respiração e uma temperatura limite ΔTm, em que o limite ΔTm representa uma diferença abaixo da qual uma área de problema pode existir no ciclo de respiração do paciente 12.

[00051] Em qualquer evento, o processador do controlador de temperatura 22 gera uma voltagem de erro representativa da diferença entre a temperatura pré-ajustada Tsp e a temperatura medida pelo primeiro sensor de temperatura 18 acoplado no gerador termoelétrico 16. Essencialmente, o controlador de temperatura 22 pode ser um circuito de subtração bem conhecido na técnica anterior para subtrair a temperatura percebida pelo primeiro sensor de temperatura 18 e o ponto de definição da temperatura que emite um sinal de erro de realimentação intermediário na linha do sinal de erro de realimentação intermediária 28 que é transmitido pelo processador do controlador de temperatura 22.

[00052] O sinal de erro de realimentação intermediário é um terceiro sinal que é transmitido a partir do processador do controlador de temperatura 22 na terceira linha de sinal de saída 28 a ser alimentada no processador do sinal de realimentação 30. O processador do controlador de temperatura 22 inclui uma memória do processador que pode incluir tabelas de busca com valores de temperatura pré-ajustada para prover pontos de definição da temperatura em função da temperatura ambiente. O valor da temperatura ambiente, bem como valores de tendência da temperatura, ou ambos os valores podem ser usados como critérios de entrada para identificar um valor de temperatura pré-ajustada a partir da tabela com base nos critérios de entrada usados.

[00053] Quando o primeiro e o segundo sensores de temperatura 18 e 24 forem termistores, o sinal gerado pelo primeiro sensor de temperatura 18 será uma mudança na voltagem ou corrente através do termistor devido à mudança induzida pela temperatura na resistência do resistor contido no termistor 18. A pluralidade de temperaturas do gás de respiração pode ser determinada durante um período de tempo Tm(t), de forma que a temperatura nos pontos discretos no tempo possa ser usada para determinar a máxima temperatura do gás de respiração durante algum intervalo de tempo, da forma previamente indicada.

[00054] O processador do controlador de temperatura 22 pode ser um controlador derivado integral proporcional (controlador PID) que calcula um valor de erro como a diferença entre uma variável do processo medida e um ponto definido desejado. Na aplicação em questão, um ponto de definição da temperatura pode ser obtido a partir de uma tabela de busca com base no segundo sensor de temperatura ambiente 24 e no processador do controlador de temperatura 22. Uma diferença entre o ponto de temperatura definido e o sinal de voltagem da temperatura proveniente do primeiro sensor térmico 18 é calculada para produzir o sinal de erro de realimentação intermediário ou o terceiro sinal transmitidos a partir do processador do controlador de temperatura 22 na linha 28 representativa da diferença entre o primeiro sinal de entrada e o ponto de definição da temperatura.

[00055] A diferença da temperatura ou o sinal de erro entre o primeiro sinal proveniente do primeiro sensor de temperatura 18 e a temperatura pré- ajustada é alimentada no processador do sinal de realimentação 30 configurado para realizar modelagem do sinal de erro através de filtragem padrão e/ou modelagem de onda para controlar uma quantidade do sinal de erro a ser aplicado no controlador da potência de compensação 100 que contém o controlador de potência 34. O processador do sinal de realimentação 30 permite que parâmetros operacionais específicos sejam calculados para extrair um completo sinal de respiração temporal sem distorção. Tais circuitos de filtragem são bem conhecidos pelos versados na técnica. Um algoritmo pode estar contido no processador do sinal de realimentação 30 para adaptar sua operação de uma maneira prevista direta com base em valores previamente medidos.

[00056] Sinais que são transmitidos para o processador do controlador de temperatura 22 são, no geral, analógicos por natureza. No processador do controlador de temperatura 22, há um conversor analógico para digital (A/D) que provê um sinal digital a ser transmitido na terceira linha do sinal de erro de realimentação intermediária 28 para o processador do sinal de realimentação 30. Por sua natureza, a conversão de sinais analógicos para digitais resulta em sinais espúrios que são, então, suavizados e filtrados no processador do sinal de realimentação 30.

[00057] Alternativamente, o conversor analógico para digital pode estar no processador do sinal de realimentação 30 e sinais analógicos na terceira linha 28 são processados para sinais digitais no processador do sinal de realimentação 30. Subsequentemente, os sinais no processador do sinal de realimentação 30 são suavizados e filtrados e são transmitidos para o controlador da potência de compensação 100.

[00058] O estado da respiração do sujeito 12 é determinado pela comparação das variações na magnitude do sinal de erro gerado pelo processador do controlador de temperatura 22 que é suavizado e/ou filtrado no processador do sinal de realimentação 30 durante qualquer ciclo de respiração. Dependendo da temperatura ambiente percebida pelo segundo sensor de temperatura 24, a temperatura pré-ajustada com a qual a respiração do sujeito é comparada pode ser reparada devido às mudanças na temperatura ambiente. Quando houver mudanças na temperatura ambiente, o processador do controlador de temperatura 22, usando uma lógica embutida ou tabela de busca de referência pode compensar tais mudanças. A tabela de busca pode ser específica para um tipo em particular de máscara ou invólucro 12 que possivelmente é usado, a idade ou a categoria do tamanho do paciente 12, ou outra informação para avaliar apropriadamente o estado da respiração do sujeito.

[00059] O processador do sinal de realimentação 30 é programado para obter informação do terceiro sinal passado na linha 28 a partir do processador do controlador de temperatura 22 e pode ser usado para determinar limites na respiração normal para um paciente específico 12. Em um aspecto, o processador do sinal de realimentação 30 pode ser programado para calcular a taxa de respiração e o volume periódico usando o terceiro sinal transmitido a partir do controlador de temperatura 22 na linha 28.

[00060] O sinal suavizado e/ou filtrado resultante gerado no processador do sinal de realimentação 30 é, então, transmitido como um quarto sinal elétrico processado na quarta linha de sinal 32 para inserção no controlador de potência 34 do controlador da potência de compensação 100.

[00061] O controlador de potência 34 pode ser um controlador de potência padrão que aceita o sinal elétrico processado gerado pelos componentes do processador do sinal de erro de realimentação 98. O controlador de potência 34 é conectado em uma fonte de alimentação padrão 102 em que um sinal elétrico é inserido no controlador de potência 34 na linha 104. O controlador de potência 34 gera um quinto sinal de compensação intermediário na linha 36 usado para manter a temperatura pré-ajustada no gerador termoelétrico 16 durante ciclos predeterminados da respiração do paciente.

[00062] O sinal de compensação intermediário é transmitido a partir do controlador de potência 34 e passa na quinta linha de entrada do sinal 36 para o circuito inversor 38 que é usado para inverter o ciclo do sinal gerado pelo primeiro sensor de temperatura 18. À medida que o paciente respira no gerador termoelétrico 16, o gerador termoelétrico 16 gera calor que é medido pelo primeiro transistor de temperatura 18. O primeiro sinal é passado na linha 20 para o processador do controlador de temperatura 22 em combinação com a temperatura ambiente percebida pelo segundo sensor de temperatura 24. No processador do controlador de temperatura 22, um ponto de temperatura definido é calculado a partir das tabelas de busca com base na temperatura diferencial entre a temperatura ambiente e a temperatura medida pelo primeiro sensor de temperatura 18.

[00063] Responsivo a um quarto sinal inserido na linha 32, o controlador de potência 34 gerará corrente tanto para aquecer quanto para resfriar o gerador termoelétrico 16. Um sinal é transmitido a partir do inversor 38 na linha 40 para aquecer / resfriar o gerador termoelétrico 16.

[00064] Desta maneira, uma malha de realimentação é provida entre o gerador termoelétrico 16, o processador do controlador de temperatura 22, o processador do sinal de realimentação 30, o controlador de potência 34 e o inversor 38 para prover uma atualização contínua do estado da respiração do paciente.

[00065] Subsequente ao sinal elétrico processado ser desenvolvido no processador do sinal de realimentação 30, o sinal elétrico processado pode ser inserido no processador de recuperação do sinal de respiração 44 na linha 42. O processador de recuperação do sinal de respiração 44 é um sistema de modelagem de onda para interpretação legível do estado da respiração do paciente 12. O processador de recuperação do sinal de respiração 44 pode incluir um algoritmo de modelagem que é com base nas tabelas de busca que foram documentadas em muitos estudos clínicos. O processador de recuperação do sinal de respiração 44 produz um conjunto de formas de onda com base em respiração que pode ser analisado para comparar e calcular o estado de respiração real do paciente em algum tipo de exibição 50 bem conhecida na técnica.

[00066] A saída dos pacotes em forma de onda providos no processador de recuperação do sinal de respiração 44 é transmitida na linha 46 para a tela 50 que pode incluir um conversor digital para analógico que permite uma saída analógica direta e pode ser alimentada para um gravador de gráfico, tela de computador ou algum dispositivo de leitura similar para exibição.

[00067] A tela 50 pode incluir um alarme, outro dispositivo de aviso áudio ou visual em que o estado da respiração do paciente é publicado quando determinado como abaixo ou acima de um valor predeterminado. Armazenamento de arquivamento pode ser realizado a bordo do processador de recuperação de respiração 44 pelo uso de dispositivos de memória ou de armazenamento conhecidos disponíveis.

[00068] O controlador da potência de compensação 100 contém tanto o controlador de potência 34 quanto o circuito inversor 38, embora, em algumas instâncias, seja concebido que tanto o controlador de potência 34 quanto o inversor 38 sejam parte de um único módulo.

[00069] O inversor 38 pode ser um dispositivo ponte H, que comuta a polaridade da potência inserida no gerador termoelétrico 16 para efetuar aquecimento ou resfriamento. O inversor 38 também pode ser um amplificador operacional bipolar com uma saída que oscila através de zero cruzamentos sem introduzir ruído que seria típico de uma técnica de modulação por largura de pulso (PWM) ou comutação física da polaridade da ponte H.

[00070] Na modalidade mostrada na figura 3, massa térmica 52 é montada no gerador termoelétrico 16 para transportar calor para longe do gerador termoelétrico 16 durante intervalos de tempo predeterminados do ciclo de respiração de um paciente. A massa térmica 52 pode ser formada por um ou mais tipos de composições de condutor térmico, tais como cobre, alumínio, diamante, ouro e composições relacionadas. Na modalidade preferida, a massa térmica 52 é contiguamente montada no gerador termoelétrico 16 para prover um caminho de menor resistência ao calor que é transportado.

[00071] A massa térmica 52 pode ser, essencialmente, um bloco precisamente dimensionado ou em forma de aleta de um material condutor térmico e prover um rápido mecanismo de transporte de calor para permitir uma rápida recuperação de gerador termoelétrico para a temperatura pré- definida durante ciclos de respiração.

[00072] Agora, em relação à figura 4, é mostrado um método para monitoramento da respiração do paciente 12 no invólucro 14. O processo e método gerais de malha de realimentação são iniciados no bloco 54, em que o paciente 12 respira no gerador termoelétrico 16. O primeiro sinal previamente referido é gerado e emitido pelo primeiro sensor de temperatura 18 e a lógica flui na linha 56 para o bloco 60, em que um ponto de definição da temperatura é calculado no processador do sinal de erro de realimentação 98, que é inserido no bloco 60 pelo segundo sensor de temperatura 24 no bloco 58. O segundo sensor de temperatura 24 mede a temperatura do ambiente externo a partir do ambiente. No bloco 60, o processador do controlador de temperatura 22 no processador do sinal de erro de realimentação 98 calcula um ponto de definição da temperatura com base na temperatura ambiente medida no bloco 58 e na temperatura da respiração do paciente no bloco 54. A informação, então, passa na linha 62 para o bloco 64, em que o processador do controlador de temperatura 22 calcula a diferença na temperatura da respiração percebida no bloco 54 e no ponto de definição da temperatura calculado no bloco 60. A diferença entre a temperatura da respiração e o ponto de temperatura definido é passada na linha 66 para o bloco 68, em que há uma conversão do sinal analógico na linha 66 para um sinal digital.

[00073] Uma vez que o sinal analógico para digital que representa a diferença entre a temperatura da respiração do paciente e o ponto de definição da temperatura for convertido, a informação passa na linha 70 para o bloco 72 que pode ser incorporado no processador do sinal de realimentação 30 para suavizar e filtrar o sinal digital. Alternativamente, a conversão do sinal analógico para digital representada no bloco 68 pode ser uma parte do bloco 72 em que o sinal analógico para digital é convertido no processador do sinal de realimentação 30.

[00074] O sinal suavizado e filtrado, que passa na linha 84, é representativo da quarta linha de sinal 32 previamente descrita. A informação passa para o bloco de controle de potência 76, que gera potência com base na diferença no bloco de saída de sinal 72. Potência é inserida no bloco de ponte H 80 na linha 78. Deve-se entender que o bloco 80 pode ser incorporado no bloco de controle de potência 76 como parte de um sistema geral. Em qualquer evento, o sinal é, então, inserido na linha 82 de volta até o gerador termoelétrico 16 representado pelo bloco 54 nesta figura 4.

[00075] Desta maneira, é provido um método para monitoramento da respiração do paciente 12 em um sistema de malha de realimentação, que, essencialmente, provê parâmetros de respiração que são substancialmente independentes do ambiente externo.

[00076] Retornando para o sinal filtrado e suavizado no bloco 72, tal é adicionalmente inserido no bloco de recuperação de sinal 86 através da linha 84 para preparação da recuperação do sinal que pode ser lido. O sinal que emana a partir do bloco de recuperação de sinal 86 na linha 88 é inserido em cada exibição visual 90 que pode ser análoga ao sistema de exibição 50. Adicionalmente, o sinal recuperado a partir da linha 88 pode ser similarmente inserido em uma exibição de leitura de áudio representada pelo bloco 92 ou no evento em que ação necessária deve ser tomada, em um bloco de alarme 94. Deve-se entender que blocos de informação 90, 92 e 94 podem, todos, ser incorporados em um sistema de exibição padrão 50, como foi previamente descrito em relação às figuras 1 a 3.

[00077] Os cálculos que são usados para derivar as propriedades de respiração são intimamente relacionados ao ponto de temperatura definido Tsp, um valor que é relativamente próximo da temperatura esperada da vizinhança da temperatura do gerador termoelétrico 16, mas um tanto diferente da temperatura da respiração exalada esperada. À medida que a temperatura ambiente na vizinhança do gerador termoelétrico 16 muda, o valor de Tsp também precisará ser ajustado. Nos casos em que espera-se que a temperatura ambiente seja muito diferente da temperatura da respiração exalada, seu valor pode ser derivado a partir das medições de um termistor dedicado. Tm(T) são valores que são continuamente obtidos a partir do gerador termoelétrico 16. Estes valores são tabulados a cada tempo predeterminado Δt, que é muito mais curto que um ciclo de respiração esperado. Assim, ‘ , em que t é o tempo em segundos a partir do início da operação de monitoramento. Um típico valor de Δt será 0,1 seg. Os valores Tm(x) são armazenados em uma série chamada de Tm. Para corrigir qualquer possível "ruído" no fluxo contínuo de dados, um simples algoritmo de suavização pode ser empregado, tal como o assim denominado algoritmo BOX-CAR, em que o valor de cada leitura é ponderado com n valores prévios e n valores subsequentes, em que "n"é um número pequeno, tipicamente, 1 a 5. A série corrigida é chamado de Tmc(x).

[00078] Já que os valores do Tmc dependem dos n valores anteriores e dos n valores posteriores de Tm, ele é preenchido na mesma taxa da série Tm, mas atrasado no tempo que leva para adquirir n + 1 valores. Os máximos valores MaxTmc(T) e os mínimos valores MinTmc(T) em um ciclo de respiração são derivados por um algoritmo que busca máximos e mínimos valores, respectivamente, em "m" valores prévios e consecutivos de Tmc(x), em que "m" é, tipicamente, na ordem de 5 a 10.

[00079] Já que os valores de MaxTmc(x) e MinTmc (T) dependem dos "m" valores anteriores e dos "m" valores posteriores de Tmc(T), eles são derivados na taxa que a série Tmc é preenchida, mas com um atraso dos m+1 valores.

[00080] Os valores de MaxTmc(t) são armazenados em uma matriz MaxTmc(2,j), em que j = 1,k e k é um número muito grande. Os valores MaxTmc(t) derivados são armazenados nos locais MaxTmc(1,j) e o correspondente t nos locais MaxTmc(2,j). Similarmente, os valores de MinTmc(t) estão sendo armazenados em uma matriz MinTmc(2,j), em que j = 1,k e k é um número muito grande. Os valores MinTmc(t) derivados são armazenados nos locais MaxTmc(1,j) e os correspondentes valores t nos locais MaxTmc(2,j).

[00081] Usando os valores de MaxTmc e MinTmc, a taxa de respiração, que corresponde ao número de máximos ou mínimos valores por minuto, é derivada.

[00082] A diferença entre consecutivos MaxTmc(1,j) e MinTmc(1,j) quando ponderados durante um pequeno número de ciclos, provê uma indicação na condição de respiração do sujeito, bem como uma estimativa do volume periódico (tamanho da respiração). Em um sistema com uma capacidade de exibição de dados, as séries Tmc, MaxTmc e MinTmc podem ser exibidas na tela 50.

[00083] Em certas modalidades, em vez de uma tabela de busca, dispositivos com base em FPGA podem ser programados para operar em diversos modos. Os modos serão desenhados para indicar níveis de respiração que são considerados satisfatórios para grupos de pacientes em particular. Se o operador (médico, enfermeiro ou técnico) considerar os padrões de respiração do paciente satisfatórios, ele selecionará o modo operacional desejado e instruirá o dispositivo para usar estes dados como a referência. Por outro lado, se o operador (médico, enfermeiro ou técnico) considerar os padrões de respiração do paciente insatisfatório, ele selecionará o modo operacional desejado com base nos dados armazenados para a idade e o peso do paciente e o aparelho de respiração (A seleção do modo operacional desejado pode ser feita pelo pressionamento de um botão.). Um desvio da referência em uma quantidade predeterminada soará um alarme.

[00084] Em um dispositivo como este, o microprocessador pode ser programado para comparar o valor limite para Tmc(T) obtido a partir da tabela de referência com o atual valor calculado para Tmc(x). Se o valor limite exceder o valor calculado, o alarme audível pode ser ativado a fim de alertar o pessoal médico de um problema. Além do mais, a diferença entre o valor limite e o valor calculado pode ser usada pelo microprocessador para determinar qual combinação dos LEDs deve ser iluminada.

[00085] A invenção pode ser usada para criar um dispositivo, que é de baixo custo, portátil, contínuo e confiável. Adicionalmente, a invenção pode ser implementada como um dispositivo leve. Também, um pequeno dispositivo portátil de acordo com a invenção pode operar usando uma bateria interna, bem como um adaptador de potência de parede aprovado. Este recurso permite transporte e operação temporários, bem como estendida operação da unidade, quando necessário. Além do mais, pode ser incluído um dispositivo de memória que extrairá e armazenará informação sobre a respiração do paciente. Posteriormente, a informação na memória pode ser acessada, transferida e analisada.

[00086] Além do mais, este dispositivo pode ser equipado para transmitir os dados respiratórios adquiridos para um computador de processamento de dados que provê capacidades aprimoradas adicionais para o pessoal médico. O computador de processamento de dados pode armazenar os dados para análise posterior, prover gráficos de tendência de longo prazo dos dados brutos e processados, e auxiliar tanto em estudos de longo prazo, bem como em monitoramento em tempo real, usando poderosas exibições visuais, tais como gráficos, mapas e LEDs.

[00087] Agora, será reconhecido que um dispositivo de acordo com a invenção pode ser uma poderosa ferramenta para detecção de apneia e hipoxia.

[00088] Embora esta invenção tenha sido descrita em conexão com formas e modalidades específicas desta, será percebido que várias modificações diferentes daquelas discutidas anteriormente podem ser utilizadas sem fugir do espírito ou do escopo da invenção definidos nas reivindicações anexas. Por exemplo, elementos ou processos funcionalmente equivalentes podem ser substituídos por aqueles especificamente mostrados e descritos, certos recursos podem ser usados independentemente de outros recursos, e, em certos casos, locais em particular dos elementos ou processos podem ser revertidos ou interpostos, tudo sem fugir do espírito ou do escopo da invenção definidos nas reivindicações anexas.

Claims

1. Sistema para monitoramento de respiração para monitorar parâmetros de respiração de um indivíduo, caracterizadopelo fato de compreender: (a) um primeiro sensor de temperatura para medir a temperatura da respiração de um indivíduo; (b) um gerador termoelétrico termicamente acoplado ao dito primeiro sensor de temperatura para gerar um sinal elétrico da respiração do indivíduo que depende de uma temperatura pré-estabelecida do dito gerador termoelétrico e a respiração do indivíduo, dito gerador termoelétrico a ser acionado para uma temperatura pré-estabelecida calculada; (c) um segundo sensor de temperatura para medir uma temperatura ambiente; (d) um processador de sinal de erro de realimentação acoplado ao dito gerador termoelétrico e configurado para desenvolver e emitir um sinal elétrico processado que depende da dita temperatura ambiente, dita temperatura pré-estabelecida calculada e dita temperatura de respiração do indivíduo, e (e) um controlador de potência de compensação acoplado eletricamente ao dito processador de sinal de erro de realimentação e dito gerador termoelétrico para desenvolver uma entrada de sinal elétrico de compensação para dito gerador termoelétrico para acionar dito gerador termoelétrico para dita temperatura pré-estabelecida calculada, em que a temperatura pré-estabelecida é calculada como uma função da temperatura ambiente e uma respiração ou ciclo respiratório anterior do indivíduo, em que a temperatura pré-estabelecida é estabelecida com base em uma função dos cálculos anteriores ou a partir de uma tabela de busca onde a temperatura pré- estabelecida pode ser calculada.

2. Sistema para monitoramento de respiração de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o dito processador de sinal de erro de realimentação inclui um processador controlador de temperatura configurado para (1) desenvolver dita temperatura pré-estabelecida calculada dependendo da dita temperatura ambiente e dita temperatura de respiração do indivíduo, e (2) calcular a diferença entre a dita temperatura pré-estabelecida calculada e a dita temperatura da respiração de um indivíduo.

3. Sistema para monitoramento de respiração de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que o processador de sinal de erro de realimentação inclui um processador de sinal de realimentação configurado para filtrar e suavizar um sinal do processador controlador de temperatura e gerar sito sinal elétrico processado.

4. Sistema para monitoramento de respiração de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o dito processador de sinal elétrico é representativo da diferença entre a dita temperatura pré-estabelecida calculada e a dita temperatura de respiração do indivíduo.

5. Sistema para monitoramento de respiração de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo fato de que o processador de sinal de erro de realimentação inclui um processador de sinal de realimentação configurado para filtrar e suavizar um sinal desenvolvido dentro do processador de sinal de erro de realimentação definindo a diferença entre a dita temperatura pré- estabelecida calculada e a dita temperatura de respiração do indivíduo.

6. Sistema para monitoramento de respiração de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o dito controlador de potência de compensação inclui um controlador de potência acoplada a uma fonte de alimentação e o dito processador de sinal de erro de realimentação para compensar o desenvolvimento de dito sinal elétrico em resposta ao dito sinal elétrico processado transmitida a partir do dito processador de sinal de erro de realimentação.

7. Sistema para monitoramento de respiração de acordo com a reivindicação 6, caracterizadopelo fato de que o dito controlador de potência inclui um circuito inversor para inverter um sinal controlador de potência durante os intervalos de tempo predeterminados do ciclo respiratório de um indivíduo e transmitindo o dito sinal de controle de potência invertido para o dito gerador termoelétrico.

8. Sistema para monitoramento de respiração de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o dito controlador de potência de compensação inclui: (a) um controlador de potência acoplado a uma entrada de potência e o dito processador de sinal de erro de realimentação para desenvolver um sinal de compensação intermediário responsivo ao dito sinal elétrico processado transmitido a partir do dito processador de sinal de erro de realimentação; e, (b) um circuito inversor acoplado ao dito controlador de potência e dito gerador termoelétrico, dito circuito inversor para inverter o dito sinal de compensação intermediário e transmitir o dito sinal invertido ao dito gerador termoelétrico.

9. Sistema para monitoramento de respiração de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de que o dito circuito inversor inclui um circuito de ponte H.

10. Sistema para monitoramento de respiração de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que inclui uma massa térmica, acoplada ao dito gerador termoelétrico para transportar calor do dito gerador térmico durante períodos predeterminados durante o ciclo respiratório de um indivíduo.

11. Sistema para monitoramento de respiração de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que a dita massa térmica é um membro do bloco fixamente acoplado ao dito gerador termoelétrico e um composto de um material de condutividade térmica elevada.

12. Sistema para monitoramento de respiração de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a dita massa térmica tem uma composição selecionada a partir do grupo do cobre, alumínio e diamante.

13. Sistema para monitoramento de respiração de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui um visor visual acoplado eletricamente ao dito processador de sinal de erro de realimentação para exibir visualmente o dito sinal elétrico processado.

14. Sistema para monitoramento de respiração de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui um visor de áudio acoplado eletricamente ao dito processador de sinal de erro de realimentação para proporcionar um sinal de áudio responsivo ao dito sinal elétrico processado.

15. Sistema para monitoramento de respiração de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui um processador de recuperação de sinal de respiração conectado ao dito processador de sinal de erro de realimentação e configurado para processar os ditos sinais elétricos processado para exibição do dito sinal elétrico processado.

16. Sistema para monitoramento de respiração de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o dito processador de recuperação de sinal de respiração está eletricamente ligado a um visor visual para exibir visualmente o dito sinal elétrico processado.

17. Sistema para monitoramento de respiração de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o dito processador de recuperação de sinal de respiração é eletricamente acoplado a um visor de áudio provendo um sinal de áudio responsivo ao dito sinal elétrico processado.

18. Método para monitoramento de respiração de um indivíduo, caracterizado pelo fato de que inclui as etapas de: (a) medir uma temperatura da respiração de um indivíduo por um primeiro sensor de temperatura acoplado a um gerador termoelétrico; (b) medir uma temperatura ambiente por um segundo sensor de temperatura posicionado para medir a temperatura ambiente; (c) calcular a temperatura pré-estabelecida do gerador termoelétrico dentro de um processador de sinal de erro de realimentação, em que a temperatura pré-determinada é calculada como uma função da temperatura ambiente e uma respiração ou ciclo respiratório anterior do indivíduo, em que a temperatura pré-estabelecida é estabelecida com base em uma função dos cálculos anteriores ou a partir de uma tabela de busca onde a temperatura pré-estabelecida pode ser calculada; (d) formar um sinal elétrico processados com base na dita temperatura da respiração do indivíduo e a dita temperatura predefinida termoelétrica; (e) desenvolver um sinal elétrico de compensação dentro de um controlador de potência de compensação acoplado eletricamente ao dito processador de sinal de erro de realimentação; (f) aplicar o dito sinal elétrico de compensação para o dito gerador termoelétrico; e, (g) repetir as etapas (a) a (f) ao longo de uma pluralidade de ciclos de respiração do dito indivíduo.

19. Método para monitoramento de respiração de um indivíduo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a etapa de estabelecer a dita temperatura pré-estabelecida do gerador termoelétrico inclui a etapa de correlacionar a dita temperatura de respiração do indivíduo com a dita temperatura ambiente em uma tabela de consulta dentro de um processador de sinal de erro de realimentação acoplado ao dito gerador termoelétrico.

20. Método para monitoramento de respiração de um indivíduo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a etapa de estabelecimento da dita temperatura pré-estabelecida do gerador termoelétrico é seguida pela etapa de subtração da dita temperatura de respiração do indivíduo a partir da dita temperatura pré-estabelecida do gerador termoelétrico no interior do dito processador de sinal de erro de realimentação para formar o dito sinal elétrico processado.

21. Método para monitoramento de respiração de um indivíduo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a etapa de formação do dito sinal elétrico processado inclui a etapa de geração de um sinal de erro de realimentação intermediário calculado pela subtração da dita temperatura de respiração do indivíduo a partir da dita temperatura pré- estabelecida do gerador termoelétrico dentro de um controlador de temperatura.

22. Método para monitoramento de respiração de um indivíduo de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a etapa de geração do dito sinal de erro de realimentação intermediário é seguida pela etapa de suavização do dito sinal de erro de realimentação intermediário em um processador de sinal de realimentação.

23. Método para monitoramento de respiração de um indivíduo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a etapa de desenvolvimento do dito sinal compensação inclui a etapa de transmitir o dito sinal elétrico processado para o dito controlador de potência de compensação conectado ao dito processador de sinal de erro de realimentação e uma fonte de alimentação para o desenvolvimento de um sinal de compensação intermediário.

24. Método para monitoramento de respiração de um indivíduo de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que a etapa de desenvolvimento do dito sinal de compensação intermediário é seguida pela etapa de inversão do dito sinal de compensação intermediário em períodos predeterminados dentro do ciclo respiratório de um indivíduo.

25. Método para monitoramento de respiração de um indivíduo de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a etapa de inversão do dito sinal de compensação intermediário inclui a etapa de acoplamento de um circuito H a um controlador de potência no interior do dito controlador de potência de compensação.

26. Método para monitoramento de respiração de um indivíduo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a etapa de formação do dito sinal elétrico processado é seguida pela etapa de processamento do dito sinal elétrico processado para formar um sinal adaptado para ser visualmente sensoreado.

27. Método para monitoramento de respiração de um indivíduo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que inclui a etapa de afixação de um membro termicamente condutor ao dito gerador termoelétrico.

28. Método para monitoramento de respiração de um indivíduo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que inclui a etapa de exibir o dito sinal elétrico processado.