BR112015024570B1 - Sistema de compressão oscilante portátil - Google Patents
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Abstract
SISTEMA DE COMPRESSÃO OSCILANTE PORTÁTIL, E CONJUNTO DE CORPO DE VÁLVULA Um sistema de compressão oscilante portátil que inclui um compressor de ar para comprimir o ar; um tanque acumulador para receber e armazenar o ar comprimido a partir do compressor de ar; um módulo de ajuste de pressão de ar para modular a pressão do ar comprimido quando o ar comprimido sai do tanque acumulador; um conjunto de corpo de válvula ligado ao tanque acumulador, uma pluralidade de manguitos infláveis conectados ao conjunto de corpo de válvula para receber o ar comprimido do conjunto de corpo de válvula; um controlador para controlar o conjunto de corpo de válvula; uma fonte de alimentação; e um alojamento para conter o dito sistema.
Description
[001] Em geral, a presente invenção refere-se a dispositivos para uso na melhoria da circulação sanguínea. Mais especificamente, a presente invenção refere-se a um dispositivo de contrapulsação externa portátil.
[002] A terapia de contrapulsação externa clínica (ECP) foi desenvolvida para melhorar um sistema cardiovascular humano (sob o controle operacional de um profissional da saúde). O sistema de ECP clínica é muito amplo, não muito portátil e também é proibitivamente caro para uso doméstico, com sistemas vendendo a varejo por milhares de dólares. Mesmo se um tal sistema for acessível, a sua dimensão torna o uso em um ambiente doméstico muito difícil.
[003] A contrapulsação externa (ECP) foi introduzida durante as últimas 3 décadas como uma abordagem alternativa não invasiva ao exercício físico ativo em pacientes que sofrem de doença arterial coronariana grave (CAD). Vários ensaios clínicos prospectivos têm demonstrado um benefício terapêutico claro que inclui a melhoria do estado clínico e do desempenho do exercício bem como uma melhoria da qualidade de vida. Durante a ECP, as médias aórtica e intracoronária e o fluxo sanguíneo diastólico e a pressão aumentam enquanto a pressão sistólica diminui. Este aumento no fluxo sanguíneo resulta no aumento da tensão de cisalhamento no sistema arterial que sugere também uma melhoria da tensão de cisalhamento no leito da artéria coronária. O mecanismo através do qual a ECP alivia a angina inclui a melhoria da função endotelial periférica e coronária, a melhoria da função ventricular, os efeitos periféricos favoráveis similares àqueles do treinamento físico e do recrutamento e a proliferação de artérias colaterais. O último processo, denominado arteriogênese, pode ser inicialmente desencadeado por forças físicas: na presença de uma estenose, o fluxo sanguíneo e consequentemente a tensão de cisalhamento endotelial aumentam entre os lúmens das artérias anastômicas preexistentes. A tensão de cisalhamento é um importante gatilho da arteriogênese. Os estudos clínicos demonstraram uma clara correlação positiva entre a formação colateral e a atividade física. Um sistema colateral coronário bem desenvolvido minimiza a perda de miocárdio no caso de infarto do miocárdio e reduz a mortalidade cardíaca a longo prazo. Entretanto, apenas um terço dos pacientes com CAD e estenose residual ou oclusões possui redes colaterais adequadas. A ECP é, no entanto, uma opção terapêutica atrativa para a estimulação não invasiva de crescimento colateral.
[004] Nos programas de terapia de ECP clínica, um paciente deve ser submetido à terapia durante 35 sessões de uma hora, geralmente regular durante uma semana de trabalho de 5 dias por um período de sete semanas. Este regime pode ser rigoroso e impõe exigências com relação ao agendamento do paciente. Se um paciente perder as sessões, pode ter um efeito adverso no tratamento.
[005] Os únicos sistemas de ECP atualmente disponíveis são do tipo clínico e alguns receberam aprovação da FDA. Estes sistemas, enquanto divulgando a sua portabilidade, permanecem volumosos e no funcionamento prático não são muito móveis. Os sistemas em geral incluem um leito reclinável personalizado e um carrinho de controle, que inclui um display, um dispositivo de entrada, bem como os componentes de fornecimento de ar e de vácuo. Uma série de bolsas de ar (ou manguitos) são providas para o paciente usar enquanto reclina-se no leito para o tratamento. Estas bolsas são conectadas ao carrinho de controle com uma série de mangueiras e fios do sensor que monitoram o batimento cardíaco do paciente bem como o desempenho das bolsas de ar.
[006] Existe, no entanto, uma necessidade de um sistema de compressão oscilante portátil que provê o tratamento similar a um sistema de ECP no nível adequado para uso sem supervisão o que permite para opções de tratamento mais flexíveis, poder ser usado para tratar ou melhorar uma variedade de pacientes, e poder prover aos usuários uma medida de melhoria em seu sistema cardiovascular para aliviar a dor, melhorar a circulação e a qualidade de vida.
[007] Outras vantagens da presente invenção serão facilmente apreciadas à medida que a mesma se torna melhor compreendida por referência à descrição detalhada a seguir quando considerada em conexão com os desenhos em anexo em que:
[008] a Figura 1 é uma vista lateral do sistema de compressão oscilante portátil da presente invenção;
[009] a Figura 2 é uma vista lateral explodida do sistema de compressão oscilante portátil da presente invenção;
[010] as Figuras 3A e 3B são vistas em corte do sistema de compressão oscilante portátil da presente invenção; a Figura 3A é uma vista frontal e a Figura 3B é uma vista traseira;
[011] a Figura 4 é uma vista lateral explodida do filtro, um compressor de ar, um tanque acumulador, um módulo de ajuste de pressão de ar, e um conjunto de corpo de válvula conectado através de mangueiras do sistema de compressão oscilante portátil da presente invenção;
[012] a Figura 5 é uma vista explodida de um módulo de ajuste de pressão de ar do sistema de compressão oscilante portátil da presente invenção;
[013] a Figura 6 é uma vista explodida de um conjunto de corpo de válvula do sistema de compressão oscilante portátil da presente invenção;
[014] a Figura 7 é uma vista em seção transversal do VBA como mostrado na Figura 5;
[015] a Figura 8 é uma vista em seção transversal de um VBA como mostrado na Figura 5, em que as setas são usadas para descrever o fluxo de ar através do VBA durante o modo de exaustão do manguito, no final da diástole;
[016] a Figura 9 é uma vista em seção transversal de um VBA como mostrado na Figura 5, em que as setas são usadas para descrever o fluxo de ar através do VBA no final do tratamento, quando o sistema é liberado para a atmosfera;
[017] a Figura 10 é uma vista superior de manguitos de panturrilha e mangueira do sistema de compressão oscilante portátil da presente invenção;
[018] a Figura 11 é uma vista superior de manguitos de coxa e mangueira do sistema de compressão oscilante portátil da presente invenção;
[019] a Figura 12 é vista superior de um manguito de nádegas e mangueira do sistema de compressão oscilante portátil da presente invenção; e
[020] as Figuras 13A e 13B são vistas laterais de um eletrodo com condutor (Figura 13A) e um oxímetro de pulso do tipo ponta de dedo (Figura 13B).
[021] Em geral, a presente invenção provê um sistema de compressão oscilante portátil. O sistema pode incluir um compressor de ar, um tanque acumulador, um módulo de ajuste de pressão de ar, um conjunto de corpo de válvula, mangueiras, manguitos infláveis, um controlador, uma fonte de alimentação e um alojamento. O compressor de ar aspira o ar e comprime-o a uma pressão predeterminada, após o que é depositado no tanque acumulador. O tanque acumulador armazena o ar comprimido a partir do compressor de ar até que o ar comprimido seja necessitado pelo sistema. O tanque acumulador também é conectado a um módulo de ajuste de pressão de ar. O módulo de ajuste de pressão de ar permite o compressor de ar operar a uma velocidade constante, provendo pressão de ar constante ao tanque acumulador. À medida que o ar comprimido é removido do tanque acumulador pelo sistema, o módulo de ajuste de pressão de ar regula o ar comprimido no tanque acumulador, liberando o ar acima de uma pressão predeterminada. O conjunto de corpo de válvula é conectado ao tanque acumulador. O conjunto de corpo de válvula aspira o ar comprimido do tanque acumulador e distribui-o quando direcionado pelo sistema. As mangueiras recebem ar comprimido do conjunto de corpo de válvula. As mangueiras são conectadas aos manguitos infláveis que incluem bolsas e podem ser presos em um paciente. Os manguitos infláveis são inflados pelo ar comprimido a partir do conjunto de corpo de válvula e desinflam quando o ar comprimido é detido pelo conjunto de corpo de válvula. O controlador do sistema inclui software para o processamento e o funcionamento do sistema que inclui detectar os sinais elétricos do coração do paciente e o nível de oxigênio no sangue do paciente. O controlador também opera o conjunto de corpo de válvula, conduzindo a inflação e a deflação dos manguitos. O controlador também inclui um computador e dispositivos de entrada/saída. A fonte de alimentação provê energia para os componentes do sistema. Todos os componentes do sistema estão localizados no alojamento do sistema, que pode incluir rodas para portabilidade e mobilidade.
[022] Os sistemas e os métodos descritos no presente pedido não são limitados na sua aplicação aos detalhes de construção e à disposição de componentes apresentados na descrição ou ilustrados nos desenhos. A presente invenção é capaz de outras realizações e de ser praticada ou de ser realizada de várias maneiras. Também, a fraseologia e a terminologia usadas no presente pedido são para fins de descrição e não devem ser consideradas como limitativas. O uso de “incluindo”, “compreendendo”, “tendo”, “contendo”, “envolvendo” e variações dos mesmos no presente pedido, pretende englobar os itens listados posteriormente, os equivalentes dos mesmos, e os itens adicionais, bem como as realizações alternativas consistindo nos itens listados posterior e exclusivamente.
[023] Geralmente, a presente invenção provê um sistema de compressão oscilante portátil para uso na provisão de um tratamento de contrapulsação externa a um paciente. Mais geralmente, o sistema 10 da presente invenção inclui uma estrutura de alojamento 12 e painéis 14, 16, 18, 20, 22, 24, um compressor de ar 32, um tanque acumulador 34, um módulo de ajuste de pressão de ar 42 (APAM), um conjunto de corpo de válvula 44, um dispositivo de controle 48, uma fonte de alimentação 49, mangueiras 150, 170 190 e manguitos infláveis 160,162,180,182,200.
[024] O termo “oscilação” ou “oscilante” quando usado no presente pedido é usado para descrever um evento recorrente ou periódico, isto é, que ocorre em intervalos. O sistema de compressão oscilante portátil 10 da presente invenção provê compressão oscilante nas extremidades de um paciente que usa o ar comprimido distribuído para os manguitos infláveis 160,162,180,182,200 presos nas extremidades do paciente em uma configuração que é conhecida por aqueles técnicos no assunto. A compressão oscilante ocorre em coordenação com o batimento cardíaco do paciente, por isso o termo “contrapulsação externa” de uma maneira conhecida por aquele técnico no assunto como discutido no Histórico. Os manguitos 160,162,180,182,200 são inflados no início da parte de diástole de um batimento cardíaco, quando o coração está recebendo o sangue a partir do resto do corpo. Os manguitos 160,162, 180,182,200 são desinflados no final da diástole, pouco antes da parte da sístole do batimento cardíaco, quando o coração empurra o sangue para o resto do corpo.
[025] O termo “eletrocardiograma” ou “ECG” como usado no presente pedido significa o registro de uma interpretação transtorácica da atividade elétrica do coração durante um período de tempo, quando detectado pelos eletrodos 220 ligados à superfície da pele e comunicados ao sistema 10 pelos condutores 222. O ECG mede a condutividade elétrica do coração. O ECG captura impulsos elétricos gerados pela polarização e pela despolarização de tecido cardíaco e os traduz em uma forma de onda. A forma de onda é então usada para medir a taxa e a regularidade de batimentos cardíacos, bem como outras informações sobre o coração...
[026] O termo “mangueira” como usado no presente pedido pretende incluir uma mangueira ou outro conduto similar. As mangueiras são usadas para transportar ar comprimido. As mangueiras podem ser formadas de um material que pode suportar a pressão, tais materiais são conhecidos por aqueles técnicos no assunto. Alguns exemplos de materiais incluem polímeros, compósitos ou ligas.
[027] Os termos “sístole” e “diástole” como usados no presente pedido referem-se, respectivamente, à coleta de sangue com contração do coração e ao período de tempo quando o coração enche novamente com sangue após a contração. O sistema de compressão oscilante portátil da presente invenção usa um ECG de um paciente para determinar quando inflar e desinflar os manguitos 160,162,180,182,200 presos nas extremidades do paciente. A inflação dos manguitos 160,162, 180,182,200 começa no início da diástole, quando o coração é enchido novamente com sangue. Os manguitos inflados 160,162,180,182,200 comprimem as extremidades do paciente, forçando o sangue em direção ao coração. A pressão é liberada no final da diástole, antes da sístole começar.
[028] Mais especificamente, o sistema 10 da presente invenção é um sistema de compressão oscilante portátil para uso na provisão de um tratamento de contrapulsação externa para um paciente. O sistema 10 inclui uma estrutura de alojamento 12 que é suficientemente dimensionada para conter todos os componentes do sistema 10. Ainda, a estrutura de alojamento 12 é em geral formada como uma caixa com aberturas laterais. Na realização preferida, a estrutura de alojamento 12 é de aproximadamente 92 cm de altura com uma largura de 60 cm e uma profundidade de 45 cm. Quando a estrutura de alojamento 12 é feita de alumínio envolvido por painéis ABS, então o sistema 10 com dimensão anterior pesa aproximadamente 65 kg. A estrutura de alojamento 12 é formada de um material que é resistente, mas leve, tais materiais são conhecidos por aqueles técnicos no assunto. Alguns exemplos dos materiais incluem, mas não são limitados a metais e ligas de metais, tais como alumínio ou titânio.
[029] Adicionalmente, a estrutura de alojamento 12 é envolvida por um conjunto de painéis que inclui o painel superior 14, o painel inferior 16, o painel frontal 18, o painel do lado direito 20, o painel do lado esquerdo 22 e o painel traseiro 24. Os painéis 14,16,18,20, (painel do lado esquerdo e painel do lado direito não mostrados) que são dimensionados para se encaixar dentro da estrutura. Os painéis 14,16,18,20,22,24 incluem orifícios 13 através dos quais os fixadores 29 passam e prendem os painéis 14,16,18,20,22,24 na estrutura de alojamento 12. Alternativamente, a estrutura de alojamento 12 pode incluir canais nos quais os painéis 14,16,18,20,22,24 podem ser colocados para manter os painéis 14,16,18,20,22,24 no alinhamento adequado. Os painéis 14,16,18,20,22,24 são em geral facilmente removíveis para o funcionamento do sistema 10. Os painéis 14,16,18,20,22,24 também podem incluir gráficos e etiquetas que proveem instruções ou marcação de controles que passam através das superfícies do painel 15,17,19,21 (superfície do painel do lado esquerdo e superfície do painel traseiro não mostradas). Os painéis 14,16,18,20,22,24 são formados de um material que é resiliente e pouco resistente ao entalhe, tais materiais são conhecidos por aqueles técnicos no assunto. Alguns exemplos dos materiais incluem, mas não são limitados a polímeros, tais como Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS) ou metais leves tais como alumínio ou outros compostos que têm as características descritas no presente pedido.
[030] Adicionalmente, o sistema 10 pode incluir dispositivos de movimento 26 montados no painel inferior 16 da estrutura de alojamento 12. Exemplos de tais dispositivos de movimento 26 incluem, mas não são limitados a, rodas, rolamentos, casters e outros dispositivos similares conhecidos por aqueles técnicos no assunto. Preferencialmente, os dispositivos de movimento 26 também podem incluir mecanismos de travamento 27 para impedir que o sistema 10 se desloque inesperadamente. O mecanismo de travamento 27 pode incluir uma posição travada e uma posição destravada para prover maior facilidade no uso, tal que a posição travada evite o movimento indesejado do sistema 10, enquanto a posição destravada permite o sistema 10 mover-se livremente. Em uso, o sistema 10 pode ser posicionado próximo a uma cadeira, a um leito ou a outro local desejado. A mobilidade do sistema 10 permite que um operador conduza facilmente o sistema 10 a um paciente, em vez de exigir que o paciente dirija-se ao sistema 10, como é o caso com sistemas tradicionais, volumosos.
[031] A estrutura de alojamento 12 também pode incluir um cabo 28 que pode ser montado na superfície exterior 11 quer no painel superior 14 ou em um dos quatro painéis laterais 18, 20, 22 ou 24. O cabo 28 pode ser formado de qualquer formato conhecido por aqueles técnicos no assunto para ser capaz de ser usado como um cabo. O cabo 28 é preferencialmente dimensionado para ser capaz de ser apreendido pelo usuário. O cabo 28 é preferencialmente feito do mesmo material que a estrutura de alojamento 12, mas pode ser formado de um material diferente. O cabo 28 pode ser fixado ou montado na superfície exterior 11 da estrutura de alojamento 12 ou conectado a uma superfície exterior 11 de um dos painéis laterais 14, 18, 22 ou 24 após o alojamento ter sido formado usando um dispositivo de fixação, tal como um parafuso ou outro dispositivo similar conhecido por aqueles técnicos no assunto. Alternativamente, o cabo 28 pode ser formado como uma única unidade com a estrutura de alojamento 12.
[032] A estrutura de alojamento 12 e os painéis 14,16,18,20,22,24 incluem o sistema 10 da presente invenção. O sistema 10 inclui um compressor de ar 32, preso no painel inferior 16 com manguitos 312, que aspiram o ar através do filtro 300 e da mangueira 302. O filtro 300 pode ser qualquer tipo de filtro conhecido por aqueles técnicos no assunto capaz de filtrar o ar. Os exemplos incluem, mas não são limitados a filtros de espuma ou de papel. A mangueira 302 é presa no compressor de ar 32 com grampo 304. O compressor de ar 32 comprime o ar a uma pressão predeterminada, após o que o ar é depositado no tanque acumulador 34. A pressão predeterminada fornecida pelo compressor de ar 32 está em geral entre aproximadamente 3,5 kPa e 55,2 kPa, como é facilmente conhecido por aqueles técnicos no assunto de contrapulsação externa. O compressor de ar 32 pode ser um único compressor ou múltiplos compressores. O compressor de ar 32 pode ser qualquer compressor de ar conhecido por aqueles técnicos no assunto para ser capaz de ser usado da maneira descrita no presente pedido. Os exemplos incluem, mas não são limitados a, compressor rotativo, compressor de rolo e outros compressores similares. O compressor de ar 32 pode operar em uma variedade de modos, tal como contínuo ou periódico. O compressor de ar 32 também pode incluir um monitor de pressão que provê informações ao sistema 10 em relação à pressão de saída fornecida pelo compressor de ar 32.
[033] O tanque acumulador 34 armazena o ar comprimido a partir do compressor de ar 32 até o ar comprimido ser necessitado pelo sistema 10. O tanque acumulador 34 pode ser qualquer tanque conhecido por aqueles técnicos no assunto para ser capaz de prender e manter o ar comprimido. O tanque acumulador 34 é dimensionado para ser grande o suficiente para manter um volume de ar comprimido necessário para inflar os manguitos 160,162,180,182,200 da presente invenção a uma pressão suficiente para provisão do tratamento de contrapulsação externa. O tanque acumulador 34 pode ser um único tanque ou múltiplos tanques. Os tanques 34 devem ser, em geral, capazes de prender pelo menos 12 litros de ar. Na realização preferida, o tanque 34 é em geral de 22 cm de altura com uma largura de 40 cm e uma profundidade de 35 cm. Os tanques 34 podem ser formados de uma variedade de materiais como são conhecidos por aqueles técnicos no assunto para ser capaz de conter ar pressurizado. Os exemplos de tais materiais incluem, mas não são limitados a, alumínio, titânio ou polímeros. Os tanques 34 podem ser formados usando uma variedade de técnicas, tais como mas não limitadas a moldar os tanques 34 com polímeros reforçados por fibra. Os tanques 34 podem ser formados de uma variedade de maneiras, que incluem, mas não são limitadas a, esferas ou cilindros. Se múltiplos tanques são utilizados, os tanques 34 podem ser unidos juntos para receber o ar comprimido a partir do compressor de ar 32. Os tanques 34 podem ser montados na estrutura de alojamento do sistema 12 usando fixadores 29 para prender os tanques 34 na estrutura de alojamento 12. Na realização preferida, o tanque 34 é montado na estrutura de alojamento 12 como mostrado nas Figuras 3A e 3B. O tanque 34 pode ser de outro modo fixado/montado dentro do sistema 10 sem se afastar do espírito da invenção.
[034] O tanque acumulador 34 pode incluir pelo menos um orifício de entrada 36 através do qual o tanque 34 recebe o ar comprimido do compressor de ar 32. O tanque 34 também inclui pelo menos um orifício de saída 38 através do qual o ar comprimido sai do tanque acumulador 34 através de uma mangueira 306 para o conjunto de corpo de válvula 44 e pelo menos um orifício de saída 40 através do qual o ar comprimido sai do tanque 34 para o módulo de ajuste de pressão de ar (APAM) 42. O compressor de ar 32 é conectado ao tanque acumulador 34 através de uma mangueira 306 que é fixada a ambos o orifício de entrada 36 e o orifício de saída 40. A mangueira 306 é ligada ao compressor de ar 32 que usa um grampo 304 e a um orifício de entrada no tanque 34 que usa um grampo 304 tal que o ar possa apenas fluir do compressor de ar 32 para o tanque 34. O grampo 304 pode ser de uma variedade de tipos conhecidos por aqueles técnicos no assunto, tais como, mas não limitados a, um grampo de unidade sem-fim de aço inoxidável.
[035] O APAM 42 regula a pressão de ar armazenada dentro do tanque 34, mantendo uma pressão predeterminada ao liberar o excesso de pressão na atmosfera. O APAM 42 é conectado ao tanque 3 usando uma mangueira 308. A mangueira 308 é presa no tanque 34. O grampo 304 pode ser de uma variedade de tipos conhecidos por aqueles técnicos no assunto, tais como mas não limitados a, um grampo de unidade sem-fim de aço inoxidável.
[036] Em outras palavras, o ar comprimido entra no corpo de válvula de pressão de APAM 66 através de uma mangueira 308 ligada ao tanque acumulador 34. O ar comprimido age sobre o êmbolo de válvula 64, aplicando uma força axial no êmbolo 64 movendo-o em direção a um motor de APAM 52. O êmbolo 64 exerce uma força resistiva no ar comprimido através de uma mola de compressão de APAM 62. A posição do êmbolo de válvula 64 estabiliza quando as forças opostas são iguais. Dependendo da posição de equilíbrio do êmbolo 64, o ar comprimido pode fluir através do corpo de válvula de pressão de APAM 66 e sair para a atmosfera através de um silenciador 108. A posição de equilíbrio é variável e pode ser controlada pelo operador que usa os interruptores de APAM 43 do dispositivo de controle 46 ou pode ser automaticamente controlada. O APAM 42 também pode incluir um interruptor de limite 78 no corpo de válvula de pressão 66 que é ativado por um parafuso de ajuste 80 ligado ao mancal 60 que provê restrição para o deslocamento linear mínimo e máximo do êmbolo 64. Na realização preferida, o ar comprimido do tanque acumulador 34 pode ser regulado de aproximadamente 3,5 kPa a 55,2 kPa que é usado para inflar os manguitos 160,162,180,182,200 do sistema 10. Esta regulação pelo APAM 42 permite o compressor de ar 32 operar a uma velocidade constante ao prover a pressão de ar constante para o tanque acumulador 34. O APAM 42 regula a pressão de ar no tanque acumulador 34 por meio da posição do êmbolo 64 que restringe seletivamente o fluxo de ar através do corpo de válvula de pressão 66 para a atmosfera. O APAM 42 pode ser modulado quando necessário antes do início do uso do sistema 10 ou durante o funcionamento do sistema 10. A modulação do sistema 10 pode ser realizada manualmente usando os controles 8 localizados na superfície exterior 15 do painel superior 14. Os controles 8 podem incluir, mas não são limitados a, teclas, botões, mostradores, sliders, interruptores de parada de emergência, teclados e outros dispositivos de entrada de computador. Alternativamente, a modulação do sistema 10 pode ser realizada usando um dispositivo de controle 46.
[037] Na realização preferida, o APAM 42 é de aproximadamente 20 cm de comprimento, 8 cm de largura e 8 cm de altura. Os componentes de APAM 42 são formados de materiais resilientes capazes de serem executados sob as condições nas quais eles pretendem ser usados, os exemplos incluem, mas não são limitados a, alumínio, ligas de alumínio, titânio, nitrila e borracha. Na realização preferida, o APAM 42 é montado na estrutura de alojamento 12 como mostrado nas Figuras 3A e 3B. O APAM 42 pode ser de outro modo fixado/montado dentro do sistema 10 sem se afastar do espírito da invenção...
[038] Em uma realização preferida, o motor de CC 52 pode ter uma saída de 120 rpm em 115 VAC. O motor de CC 52 pode ser um motor síncrono redutor, mas outros motores também podem ser usados sem se afastar do espírito da invenção. O APAM 42 regula a liberação do ar comprimido no tanque acumulador 34, liberando o ar impuro acima de uma pressão predeterminada. A pressão predeterminada pode ser definida por um dos técnicos no assunto, mas em geral é de aproximadamente acima de 56 kPa.
[039] Em funcionamento, a pressão de ar do sistema 10 pode oscilar devido às exigências do controlador 46 e/ou os ajustes do operador de sistema 10. O APAM 42 regula a pressão de ar do sistema 10, o que permite o compressor 32 operar a uma velocidade contínua ou pressão contínua. Mais especificamente, o APAM 42 inclui um motor 52 para ajustar a pressão do ar comprimido armazenado no tanque acumulador 34. O motor 52 pode ser um motor síncrono redutor de CA ou CC. O motor 52 aciona o eixo 58 que é preso no eixo de saída do motor 52 com um acoplamento de eixo flexível helicoidal 56. O acoplamento 56 permite o motor 52 ajustar suavemente a posição do mancal de válvula de pressão 60 dentro do corpo de válvula de pressão 66. O motor é preso no corpo de válvula 66 por um par de manguitos 54. O eixo 58 é preso em um mancal de válvula de pressão 60 através de um conjunto de parafuso 69. Quando o eixo 58 gira, o mancal de válvula de pressão 60 move-se linearmente ao longo do eixo de acionamento do eixo 58, alterando dessa forma a posição do mancal 60 dentro do corpo de válvula 66. O mancal 60 inclui uma vedação 70 que evita o ar comprimido escapar entre o mancal 60 e o corpo de válvula 66 quando o mancal 60 é movido linearmente. A mola de compressão 62 é disposta dentro da cavidade 68 e do êmbolo 64 e provê uma força de compressão contra o mancal 60 para prover a pressão contra o êmbolo de válvula 64. Um êmbolo 64 é colocado dentro do corpo de válvula 66 e da cavidade 68 e se move linearmente ao longo do mancal 60 acionado pelo eixo 58. O ar comprimido entra no corpo de válvula 66 por meio da entrada de ar 72 através de uma mangueira 310 conectada ao tanque 34. A mangueira 310 é presa no tanque 34 e no corpo de válvula 66 com grampos 304. O ar comprimido do tanque 34 exerce uma força sobre o êmbolo 64. A mola de compressão 62 exerce uma força oposta no êmbolo 64. A posição de equilíbrio do êmbolo 64 é determinada pela soma das duas forças. Se a força do ar comprimido excede a força da mola de compressão, então o êmbolo 64 será forçado para dentro da cavidade 68 resultando em ar comprimido que se move além do êmbolo 64 e sai do corpo de válvula 66 através do orifício de saída de ar 74 para a atmosfera. Se a força do ar comprimido é menor do que a força da mola de compressão, então o êmbolo 64 não será deslocado pelo ar comprimido do tanque 34 e nenhum ar comprimido passará pelo êmbolo 64. As posições mínima e máxima do êmbolo 64 são determinadas pelo interruptor de limite 76 que é preso no corpo de válvula 66 pela placa de interruptor de limite 78. A posição do interruptor de limite 76 é presa pelo parafuso de ajuste de interruptor de limite 80.
[040] O conjunto de corpo de válvula (VBA) 44 é de aproximadamente 23 cm de largura por 20 cm de altura por 20 cm de profundidade e é montado na estrutura de alojamento 12 com uma pluralidade de fixadores. O VBA 44 e os componentes podem ser formados de materiais que podem suportar o ar comprimido. Alguns exemplos incluem, mas não são limitados a, alumínio, liga de aço, titânio e polímeros, compósitos, e ligas dos mesmos. Na realização preferida, o VBA 44 é montado na estrutura de alojamento 12 como mostrado nas Figuras 3A e 3B. O VBA 44 pode ser de outro modo fixado/montado dentro do sistema 10 sem se afastar do espírito da invenção.
[041] O ar comprimido do tanque 34 entra no VBA 44 através de uma mangueira 310 por meio de um orifício de entrada de ar 104. O ar comprimido primeiro encontra as válvulas solenoides de admissão 86 que seletivamente se abrem permitindo o ar comprimido prosseguir pelo VBA 44 no orifício de saída 106. Quando os solenoides 86 fecham, os solenoides de exaustão 88 abrem, permitindo o ar comprimido fluir de volta para o VBA 44 através de orifícios de saída 106 e através de orifícios do silenciador 102 e silenciadores 108 para a atmosfera. O ciclo repete-se até o tratamento terminar, momento no qual ambos a entrada 86 e os solenoides de exaustão 88 são fechados, e as válvulas solenoides de respiro 110 são abertas, permitindo o ar comprimido fluir de volta para o VBA através dos orifícios de saída de ar 106. O ar comprimido é então liberado através dos orifícios de ventilação 100 na atmosfera.
[042] Mais especificamente, durante a parte de entrada de um ciclo, o ar comprimido (fluxo como indicado pelas setas nas Figuras 6 a 8) entra em uma segunda parte do corpo de válvula 98 do VBA 46 através de um orifício de entrada de ar 104 e passa pela placa de transferência 96 na primeira parte do corpo de válvula 82. As cabeças do pino (“pintle heads”) de válvula solenoide de admissão 92 são mantidas no lugar (fechado), através de vedações de entrada 94, contra uma placa de transferência 96 devido à pressão do ar comprimido contra as cabeças do pino 92. Pelo menos três solenoides de entrada 86 são energizados em sequência, permitindo o ar comprimido fluir além das cabeças do pino 92 e sair através dos orifícios de saída 106 para as mangueiras 150,170,190. As mangueiras 150,170,190 são conectadas aos manguitos infláveis 160,162,180,182,200. As válvulas solenoides de exaustão 88 permanecem desenergizadas (fechadas), e as três válvulas solenoides de respiro 110 permanecem energizadas (fechadas). Após a terceira das válvulas solenoides de admissão 86 abrir, as três válvulas solenoides de entrada 86 se fecham simultaneamente.
[043] Em seguida, as válvulas solenoides de exaustão 88 são energizadas simultaneamente, fazendo as cabeças do pino de válvula de exaustão 93 retraírem e o ar comprimido retornar das mangueiras 150,170,190 e dos manguitos 160,162,180,182,200 através dos orifícios de saída 106 e da placa de transferência 96 além das vedações 95 e sair através dos três orifícios do silenciador 102 e dos silenciadores 108 para a atmosfera. As três válvulas solenoides de admissão 86 permanecem desenergizadas (fechadas) e as três válvulas solenoides de respiro 110 permanecem energizadas (fechadas). As três válvulas solenoides de exaustão 88 então se fecham simultaneamente, após o que a primeira das válvulas solenoides de admissão 86 é energizada e a primeira das cabeças do pino de entrada 92 retrai, iniciando outro ciclo. No último ciclo, as três válvulas solenoides de admissão 86 e as três válvulas solenoides de exaustão 88 são desenergizadas (fechadas). As três válvulas solenoides de respiro 110 são simultaneamente desenergizadas (abertas), retraindo os três pinos de válvula de respiro 116 que liberam o ar comprimido que retorna das mangueiras 150,170,190 e dos manguitos 160,162,180,182,200 através dos orifícios de saída 106 e sai do VBA 44 através dos três orifícios de ventilação 100 simultaneamente para a atmosfera. Os três orifícios de ventilação 100 funcionam em uníssono e juntos permitem o ar comprimido ser liberado de forma eficaz.
[044] Uma mangueira de panturrilha 150 é usada para conectar o sistema 10 aos manguitos de panturrilha 160,162. A mangueira de panturrilha 150 é de um comprimento suficiente como para permitir a fixação dos manguitos de panturrilha 160,162 no sistema 10 sem fazer o sistema mover- se involuntariamente, preferencialmente a mangueira de panturrilha é de pelo menos 1,9 cm de diâmetro e 1,5 m de comprimento. A mangueira de panturrilha 150 inclui um conector 152 para se conectar ao conjunto de corpo de válvula 44, um conector do lado direito 154 para se conectar ao encaixe 164 do manguito de panturrilha do lado direito 160, um conector do lado esquerdo 155 para se conectar ao encaixe 166 do manguito de panturrilha do lado esquerdo 162. A mangueira de panturrilha 150 divide-se em duas unidades de mangueira laterais independentes, mas iguais, uma mangueira de panturrilha do lado direito 156 e uma mangueira de panturrilha do lado esquerdo 157. A mangueira de panturrilha 150 é presa nos conectores 152, 154, 155. O conector pode ser de uma variedade de tipos conhecidos por aqueles técnicos no assunto, tais como mas não limitados a um conector de conexão rápida ao polímero. O manguito de panturrilha do lado direito 160 e o manguito de panturrilha do lado esquerdo 162 podem ser quaisquer manguitos conhecidos por aqueles técnicos no assunto para uso em um sistema de contrapulsação externa. Por exemplo, os manguitos de panturrilha 160,162 podem ser de aproximadamente 40 cm de comprimento por 30 cm de largura. Os manguitos de panturrilha 160, 162 incluem o conector de bolsa do lado direito 164 e o conector de bolsa do lado esquerdo 166 que são cada um conectado à bolsa inflável 167 contida dentro dos manguitos de panturrilha 160, 162. Os manguitos de panturrilha 160, 162 podem ser formados de um material que pode suportar a pressão, tais materiais são conhecidos por aqueles técnicos no assunto. Alguns exemplos incluem tecidos sintéticos tais como nylon. Os manguitos de panturrilha 160, 162 incluem almofadas de fixação de gancho 168 e almofadas de fixação de circuito 169 para prender e manter os manguitos de panturrilha 160,162 no lugar sobre as panturrilhas de um paciente. As almofadas de fixação de gancho 168 e as almofadas de fixação de circuito 169 podem ser formadas de materiais que podem suportar a pressão, tais materiais são conhecidos por aqueles técnicos no assunto. Exemplos de tais materiais incluem materiais sintéticos tais como nylon.
[045] Uma mangueira de coxa 170 é usada para conectar o sistema 10 aos manguitos de coxa 180,181. A mangueira de coxa 170 é de um comprimento suficiente à medida que permite a fixação dos manguitos de coxa 180,181 ao sistema 10 sem fazer o sistema mover-se involuntariamente, preferencialmente a mangueira de coxa 170 é de aproximadamente 3,8 cm de diâmetro e de aproximadamente 1,5 m de comprimento. A mangueira de coxa 170 inclui um conector 172 para se conectar ao conjunto de corpo de válvula 44, um conector do lado direito 174 para se conectar ao encaixe 184 do manguito de coxa do lado direito 180, um conector do lado esquerdo 175 para se conectar ao encaixe 186 do manguito de coxa do lado esquerdo 181. A mangueira de coxa 170 divide-se em duas unidades de mangueira laterais independentes, mas iguais, a mangueira de coxa do lado direito 176 e a mangueira de coxa do lado esquerdo 177. A mangueira 170 é presa nos conectores 172,174,175. Os conectores podem ser de uma variedade de tipos conhecidos por aqueles técnicos no assunto, tais como mas não limitados a um conector de conexão rápida ao polímero. O manguito de coxa do lado direito 180 e o manguito de coxa do lado esquerdo 181 podem ser quaisquer manguitos conhecidos por aqueles técnicos no assunto para uso em um sistema de contrapulsação externa. Por exemplo, os manguitos de coxa 180,181 podem ser de aproximadamente 55 cm de comprimento por 30 cm de largura. Os manguitos de coxa 180,181 podem ser formados de um material que pode suportar a pressão, tais materiais são conhecidos por aqueles técnicos no assunto. Alguns exemplos incluem tecidos sintéticos tais como nylon. Os manguitos de coxa 180,181 incluem o conector de bolsa do lado direito 182 e o conector de bolsa do lado esquerdo 183. Os manguitos de coxa 180,181 incluem tiras 184 que são costuradas nos manguitos de coxa 180, 181. As tiras 184 podem ser formadas do mesmo material que os manguitos de coxa 180, 181. Os manguitos de coxa 180,181 incluem uma bolsa inflável 185 conectada ao conector de bolsa do lado direito 182 e ao conector de bolsa do lado esquerdo 183. Os manguitos de coxa 180,181 incluem almofadas de fixação de gancho 186 e almofadas de fixação de circuito 187 para prender e manter os manguitos de coxa 180,182 sobre as coxas de um paciente. As almofadas de fixação de gancho 186 e as almofadas de fixação de circuito 187 podem ser formadas de um material que pode suportar a pressão, tais materiais são conhecidos por aqueles técnicos no assunto. Exemplos de tais materiais incluem materiais sintéticos tais como nylon.
[046] Uma mangueira de nádegas 190 é usada para conectar o sistema 10 ao manguito de nádegas 200. A mangueira de nádegas 190 é de um comprimento suficiente à medida que permite a fixação do manguito de nádegas 200 no sistema 10 sem fazer o sistema mover-se involuntariamente, preferencialmente de pelo menos 3,8 cm de diâmetro e de aproximadamente 1,5 m de comprimento. A mangueira de nádegas 190 inclui um conector 192 para se conectar ao conjunto de corpo de válvula 44, um conector do lado direito 194 para se conectar ao encaixe do lado direito 201 da bolsa 203 e um conector do lado esquerdo 195 para se conectar ao encaixe do lado esquerdo 202 da bolsa 203. A mangueira de nádegas 190 divide-se em duas unidades de mangueira laterais independentes, mas iguais, uma mangueira de nádega do lado direito 196 e uma mangueira de nádegas do lado esquerdo 197. A mangueira de nádegas 190 pode ser formada de um material que pode suportar a pressão, tais materiais são conhecidos por aqueles técnicos no assunto. Alguns exemplos de materiais incluem polímeros. A mangueira 190 é presa nos conectores 192,194,195. Os conectores 192,194,195 podem ser de uma variedade de tipos conhecidos por aqueles técnicos no assunto, tais como mas não limitados a um conector de conexão rápida ao polímero. O manguito de nádegas 200 inclui um conector de bolsa do lado direito 201 e um conector de bolsa do lado esquerdo 202 que são cada um conectado a uma bolsa inflável 203 contida dentro do manguito de nádegas 200. Os manguitos de nádegas 200 podem ser formados de um material que pode suportar a pressão, tais materiais são conhecidos por aqueles técnicos no assunto. Alguns exemplos incluem tecidos sintéticos tais como nylon. O manguito de nádegas 200 inclui um par de tiras 204 com almofadas de fixação de gancho 205 e almofadas de fixação de circuito 206 para prender e manter os manguitos de nádegas 200 sobre as nádegas de um paciente. As almofadas de fixação de gancho 205 e as almofadas de fixação de circuito 206 podem ser formadas de um material que pode suportar a pressão, tais materiais são conhecidos por aqueles técnicos no assunto. As almofadas de fixação de gancho 205 e as almofadas de fixação de circuito 206 podem ser formadas de um material que pode suportar a pressão, tais materiais são conhecidos por aqueles técnicos no assunto. Exemplos de tais materiais incluem materiais sintéticos tais como nylon...
[047] O sistema 10 da presente invenção permite um operador conformar rapidamente o sistema 10 para o tratamento do paciente. Os dispositivos de entrada do sistema 10, tais como um display 30 com capacidade de tela de toque ou um teclado 31 facilmente permitem um operador inserir informações do paciente e ajustar e personalizar o sistema de tratamento. O sistema 10 inclui uma série de dispositivos de saída, tais como um display 30 com capacidade de tela de toque, alto-falante integrado ao controlador 46, ou controles iluminados 47 permitem um operador receber informações sobre o funcionamento do sistema e as condições do paciente. O sistema 10 permite que as informações do paciente sejam armazenadas eletronicamente para futuros tratamentos ou propósitos ou análises.
[048] O sistema 10 da presente invenção também inclui um controlador 46 para controlar o funcionamento do sistema 10. O controlador 46 inclui um computador 45 e um display 30. O controlador 46 é montado usando fixadores tais como parafusos no interior da estrutura de alojamento 12 e display 30 é montado para exibir o suporte 33 na estrutura de alojamento 12. O controlador 46 recebe os dados a partir do sistema 10 e usa o software para interpretar e exibir os dados do paciente no display 30. O software inclui algoritmos para processar os dados recebidos a partir de vários componentes do sistema 10 e do paciente. Mais especificamente, o controlador 46 recebe os sinais elétricos de ECG do paciente ao medir a condutividade elétrica do coração e capturar os impulsos elétricos gerados pela polarização e pela despolarização do tecido cardíaco que usa o eletrodo 220 e o condutor 222. O controlador 46 traduz as informações de condutividade elétrica em uma forma de onda. A forma de onda é então usada pelo sistema 10 para medir a taxa e a regularidade do batimento cardíaco do paciente. Uma série de eletrodos 220 tais como Kendall BioTac™ Ag/AgCI, Ref. 22733 (Covidien Ltd., Mansfield, MA USA), eletrodos pré- geleificados de espuma em forma de lágrima ou similares podem ser usados e colocados sobre o peito próximo ao coração do paciente. Os eletrodos 220 são conectados aos condutores 222 que são também conectados ao controlador 46 dentro do sistema 10. O ECG do paciente é medido e o controlador 46 de sistema 10 usa estas informações para coordenar a inflação e a deflação dos manguitos 160,162,180,182,200 presos no paciente.
[049] O controlador 46 usa um sensor de pletismógrafo do tipo ponta do dedo (oxímetro de pulso) 240 para gerar um sinal elétrico que se correlaciona com a onda de pulso de pressão sanguínea arterial do paciente. O sinal é enviado através do condutor 242 para o controlador 46. O controlador 46 também controla o funcionamento do módulo de ajuste de pressão de ar (APAM) 42 e do conjunto de corpo de válvula (VBA) 46. O controlador 46 ajusta a posição do êmbolo 64 do APAM 42 para regular a pressão fornecida do tanque 34 para os manguitos 160,162,180,182,200. O controlador 46 também ajusta o APAM 42 em resposta à entrada do usuário. O controlador 46 interpreta os dados obtidos pelos eletrodos 220 e pelo oxímetro de pulso 240 ligado ao paciente e envia sinais às válvulas solenoides de entrada 86, de exaustão 88 e de respiro 110 coordenando seu funcionamento. O controlador 46 direciona cada válvula solenoide de admissão 86 para abrir em sequência, inflando os manguitos 160,162,180,182,200 presos no paciente durante a diástole do batimento cardíaco. No final da diástole, o controlador 46 direciona cada válvula solenoide de admissão 86 para fechar simultaneamente e cada válvula solenoide de exaustão 88 para abrir simultaneamente, com liberação para a atmosfera. Após a pressão ser liberada a partir dos manguitos 160,162,180,182,200 e das mangueiras 150,170,190, o controlador 46 direciona cada válvula solenoide de exaustão 88 para fechar e um ciclo de tratamento é completado. As válvulas solenoides de respiro 110 são abertas pelo controlador 46 no término do tratamento.
[050] O sistema 10 também inclui a fonte de alimentação 48 eletricamente conectada ao sistema 10. A fonte de alimentação 48 provê energia elétrica aos componentes do sistema 10 durante o funcionamento. A fonte de alimentação 48 pode ser de uma variedade de tipos tais como uma fonte de alimentação de grau médico em geral usada em dispositivos médicos como são conhecidos por aqueles técnicos no assunto. A fonte de alimentação 48 pode aceitar uma variedade de entrada ou rede elétrica, tais como 60 Hz a 120 VAC ou 50 Hz a 230 VAC. A fonte de alimentação 48 pode ainda incluir um transformador para converter rede elétrica em potência de saída tais como 24V ou 48V.
[051] Outros aspectos, realizações e vantagens destes aspectos exemplares e realizações são discutidos em detalhes abaixo. Esta descrição provê exemplos ilustrativos de vários aspectos e realizações da presente invenção, e pretende prover uma visão geral ou estrutura para entendimento da natureza e do caráter dos aspectos reivindicados e das realizações. Os desenhos em anexo são incluídos para prover a ilustração e um entendimento adicional dos vários aspectos e realizações, e são incorporados em e constituem uma parte deste relatório descrito. Os desenhos, com o relatório descrito, servem para explicar os aspectos e as realizações descritos e reivindicados.
[052] A invenção foi descrita de uma maneira ilustrativa, e é para ser entendido que a terminologia, que foi usada no presente pedido, pretende estar na natureza das palavras de descrição em vez de limitação.
[053] Obviamente, muitas modificações e variações da presente invenção são possíveis à luz dos ensinamentos acima. É, no entanto, para ser entendido que dentro do escopo da invenção descrita, a invenção pode ser praticada de outra forma do que a especificamente descrita.
Claims (5)
1. SISTEMA DE COMPRESSÃO OSCILANTE PORTÁTIL, caracterizado por compreender: um compressor de ar (32) para comprimir o ar; um tanque acumulador (34) para receber e armazenar o ar comprimido a partir do dito compressor de ar; um módulo de ajuste de pressão de ar (42) para modular a pressão do ar comprimido quando o ar comprimido sai do dito tanque acumulador (34); um conjunto de corpo de válvula (44) ligado ao dito tanque acumulador (34), o dito conjunto de corpo de válvula (44) compreendendo: uma primeira parte do corpo de válvula (82) que inclui: pelo menos um orifício (104) para receber pelo menos uma válvula solenoide de admissão (86), a dita válvula solenoide de admissão que ainda inclui: pelo menos uma mola (90); e pelo menos uma cabeça do pino (92) de válvula solenoide de admissão; pelo menos um orifício (106) para receber pelo menos uma válvula solenoide de exaustão (88), a dita válvula solenoide de admissão ainda incluindo: pelo menos uma mola (90); e pelo menos uma cabeça do pino de válvula solenoide de exaustão (93); uma segunda parte do corpo de válvula (98) que inclui: pelo menos um orifício (100) para receber pelo menos uma válvula solenoide de respiro (110), o dito solenoide ainda incluindo: pelo menos uma mola; pelo menos uma cabeça do pino (112) de válvula solenoide de respiro; uma placa de transferência de válvula (96) que conecta a dita primeira parte do corpo de válvula (82) e a dita segunda parte do corpo de válvula (98), a dita placa de transferência de válvula tendo uma superfície de vedação para engatar as ditas pelo menos uma válvula solenoide de admissão e pelo menos uma cabeça do pino (92, 93) de válvula solenoide de exaustão; uma pluralidade de manguitos infláveis (160, 162, 180, 182, 200) conectados ao dito conjunto de corpo de válvula (44) para receber o ar comprimido a partir do dito conjunto de corpo de válvula (44); controlador (46) para controlar o dito conjunto de corpo de válvula (44); uma fonte de alimentação (48) para alimentar o dito sistema de compressão oscilante portátil; e um alojamento (12) para conter o dito sistema de compressão oscilante portátil.
2. SISTEMA DE COMPRESSÃO OSCILANTE PORTÁTIL (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela dita primeira parte do corpo de válvula ainda incluir três pares de solenoides de admissão eletricamente conectados ao dito controlador (46).
3. SISTEMA DE COMPRESSÃO OSCILANTE PORTÁTIL (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela dita segunda parte do corpo de válvula ainda incluir três solenoides de respiro eletricamente conectados ao dito controlador (46).
4. SISTEMA DE COMPRESSÃO OSCILANTE PORTÁTIL (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo dito conjunto de corpo de válvula (44) ainda incluir pelo menos um silenciador (108) conectado de forma fluida à dita segunda parte do corpo de válvula (98).
5. SISTEMA DE COMPRESSÃO OSCILANTE PORTÁTIL (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo dito módulo de ajuste de pressão de ar (42) compreender: um eixo motorizado (58); um êmbolo de válvula (64); um mancal de válvula de pressão (60); uma mola (62); e um alojamento de válvula de pressão (66).
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