BR112019008578B1 - Aparelho de ventilador com rastreamento de componente de circuito de ventilação - Google Patents

Abstract

A presente invenção se refere a um sistema de ventilador (10) que inclui uma fonte de ventilador (12), uma câmera (14), uma base de dados (16) e um controlador (16). Uma primeira pluralidade de componentes de ventilação em um circuito de ventilação (34) é acoplada entre a fonte de ventilador e um paciente. A câmera captura imagens do circuito de ventilação. A base de dados inclui imagens de múltiplas vistas de uma segunda pluralidade de componentes de ventilação pré-aprovados para uso com a fonte de ventilador. O controlador (16) inclui (i) um módulo de controle (22), (ii) um módulo de reconhecimento e identificação de componente (24), (iii) um módulo de rastreamento de componente (26) configurado para rastrear alvos e para detectar pelo menos uma alteração nos alvos rastreados e (iv) um módulo de compensação de ventilação (28). Uma operação da fonte de ventilador (12) é controlada com parâmetros operacionais determinados como função de pelo menos (i) um algoritmo de composição de gás, (ii) uma saída do módulo de reconhecimento e identificação de componente (24) e (iii) uma saída do módulo de compensação de ventilação (28) determinada como função de uma saída do módulo de rastreamento de componente (26).

Description

[001] As modalidades da presente invenção se referem geralmente a ventiladores mecânicos e, mais particularmente, a um método que incorpora um sistema de imageamento para facilitar o controle e o monitoramento de sistemas do ventilador.

[002] Os ventiladores mecânicos geram um fluxo e uma pressão de gás e medem essas variáveis para fornecer assistência respiratória a um paciente sob a forma de uma terapia prescrita. Essa terapia é aplicada através de uma variedade de interfaces que são invasivamente fixadas ao paciente, como um tubo endotraqueal ou um tubo de traqueostomia, ou não invasivamente conectadas, como uma máscara nasal, uma máscara facial completa ou uma cânula nasal. A medição das variáveis pneumáticas pode ser feita perto do paciente ou no próprio ventilador, distalmente do paciente. Muitas vezes é vantajoso medir as variáveis no ventilador que está distal do paciente porque esta região não é exposta a qualquer expectoração do paciente como água, muco e outros metabólitos gasosos vindos das vias respiratórias do doente. A exposição a esses contaminantes torna as medições menos confiáveis na prática clínica.

[003] Quando as propriedades de ventilação são medidas com sensores distais do paciente, uma compensação precisa ser aplicada às medições para levar em consideração as perdas associadas às propriedades pneumáticas do circuito de ventilação e da interface de paciente entre o local (ou locais) de medição e o paciente ao qual a terapia é aplicada. As regras para essa compensação são frequentemente embutidas nos algoritmos de dispositivo do ventilador ou aprendidas através de uma calibração manual do circuito de ventilação e da interface de paciente. Frequentemente, é responsabilidade de um cuidador adaptar o programa ao dispositivo de ventilador para aplicar a compensação correta para o circuito de ventilação e a interface de paciente. Por exemplo, o cuidador pode inserir o comprimento da tubulação, o diâmetro do tubo endotraqueal ou as configurações de umidificação no ventilador para permitir que o ventilador ajuste a terapia. Esses métodos são falhos em várias circunstâncias, incluindo, mas não se limitando a, quando o cuidador não insere no sistema os componentes adequados ou programa o ventilador com componentes incorretos. Outros métodos são falhos sempre que as suposições de compensação do ventilador diferirem da realidade. A calibração manual também não é à prova de enganos, porque a memória do controlador de ventilador pode ter armazenado uma calibração anterior não relevante para o circuito de ventilação e a interface de paciente existentes.

[004] Consequentemente, um método melhorado e um aparelho para resolver os problemas da técnica atual são desejáveis.

[005] De acordo com uma modalidade, um aparelho de sistema de ventilador com rastreamento de componente de circuito de ventilação configurado para fornecer ventilação durante uma aplicação de ventilação compreende uma fonte de ventilador, uma câmera, uma base de dados e um controlador acoplado de modo operacional à fonte de ventilador, à câmera e à base de dados. A fonte de ventilador tem uma porta de saída configurada para fornecer um gás de ventilação, sendo que a porta de saída é configurada para ser acoplada através de uma primeira pluralidade de componentes de ventilação em um circuito de ventilação entre a fonte de ventilador e um paciente. A câmera é configurada para capturar imagens de pelo menos dois ou mais dentre: (i) a fonte de ventilador, (ii) um ou mais componentes da primeira pluralidade de componentes de ventilação e (iii) o paciente. A base de dados inclui imagens de múltiplas vistas de ao menos uma segunda pluralidade de componentes de ventilação pré-aprovados para o uso com pelo menos a fonte de ventilador. O controlador inclui ao menos: (i) um módulo de controle, (ii) um módulo de reconhecimento e identificação de componente, (iii) um módulo de rastreamento de componente configurado para rastrear alvos de uma pluralidade de imagens em tempo real capturadas pela câmera e para detectar ao menos uma alteração nos alvos rastreados e (iv) um módulo de compensação de ventilação. O módulo de controle é configurado para controlar uma operação da fonte de ventilador com parâmetros operacionais determinados como função de pelo menos: (i) um algoritmo de composição de gás, (ii) uma saída do módulo de reconhecimento e identificação de componente e (iii) uma saída do módulo de compensação de ventilação determinada como função de uma saída do módulo de rastreamento de componente, sendo que em resposta aos parâmetros operacionais, a fonte de ventilador emite o gás de ventilação com uma ou mais propriedades de ventilação.

[006] Em outra modalidade, o módulo de reconhecimento e identificação de componente é configurado para reconhecer ou identificar, em uma imagem capturada, por meio ao menos do teste de igualdade com modelo com as imagens de múltiplas vistas da base de dados, pelo menos dois ou mais dentre (i) a fonte do ventilador, (ii) um ou mais componentes da primeira pluralidade de componentes de ventilador, e (iii) uma ou mais características do paciente, em que a saída do componente de módulo de reconhecimento e identificação de componente inclui dados indicativos dos pelos menos dois ou mais dentre (i) a fonte do ventilador, (ii) um ou mais componentes da primeira pluralidade de componentes de ventilador e (iii) uma ou mais características do paciente.

[007] Em outra modalidade, os alvos rastreados incluem dois ou mais dentre: (a) a fonte de ventilador reconhecida ou identificada, (b) o um ou mais componentes reconhecidos ou identificados da primeira pluralidade de componentes de ventilador, (c) a uma ou mais características reconhecidas ou identificadas do paciente e (d) um ou mais inter-relacionamentos, conexões ou condições físicas dos mesmos. Além disso, o módulo de rastreamento de componente é adicionalmente configurado para detectar pelo menos uma alteração no um ou mais inter-relacionamentos, conexões ou condições físicas dos alvos rastreados. Além disso, a saída do módulo de rastreamento de componentes inclui dados indicativos da pelo menos uma alteração detectada no um ou mais inter- relacionamentos, conexões ou condições físicas dos alvos rastreados.

[008] O aparelho de sistema de ventilador inclui adicionalmente o recurso em que o módulo de compensação de ventilação é configurado para executar ao menos uma ação selecionada do grupo que consiste em: (i) modificar ao menos uma entrada para o algoritmo de composição de gás em resposta a pelo menos uma alteração detectada no um ou mais inter- relacionamentos, conexões ou condições físicas dos alvos rastreados, sendo que a saída do módulo de compensação de ventilação (28) inclui dados indicativos da pelo menos uma entrada modificada para o algoritmo de composição de gás e (ii) gerar um alarme interno, sendo que o módulo de controle (22) é adicionalmente configurado para implementar um algoritmo de diagnóstico de ventilador em resposta ao alarme interno. O sistema de ventilador ainda inclui adicionalmente o recurso de que a saída do módulo de compensação de ventilação é uma entrada direta para o algoritmo de composição de gás para modificar uma densidade do gás de ventilação emitido para o circuito de ventilação.

[009] Em ainda outra modalidade, os alvos rastreados incluem ao menos uma mangueira de ventilador, e sendo que a ao menos uma alteração detectada compreende uma alteração no raio de flexão da mangueira de ventilador. A alteração no raio de flexão da mangueira de ventilação inclui uma transição entre (i) um primeiro raio de flexão que corresponde à mangueira de ventilador que é reta e (ii) um segundo raio de flexão que corresponde à mangueira de ventilador que é diferente de reta ou curva. Em uma outra modalidade, o algoritmo de composição do gás inclui uma entrada para fator de atrito baseada no raio de flexão, para fornecer compensação dentro do circuito de ventilação em resposta a uma alteração na orientação da mangueira de ventilador.

[010] Em outra modalidade, os alvos rastreados compreendem uma ou mais conexões no circuito de ventilação entre uma porta de saída da fonte de ventilador acoplada a uma braçadeira de mangueira da tubulação de ventilador, sendo que a tubulação de ventilador é acoplada a uma interface de paciente, e a interface de paciente é acoplada ao paciente. A pelo menos uma alteração detectada compreende adicionalmente uma desconexão de ao menos uma dentre a uma ou mais conexões. Em uma outra modalidade, os alvos rastreados compreendem uma ou mais características do paciente, sendo que a uma ou mais características incluem ao menos um dentre cor do paciente e movimento da parede torácica do paciente, sendo adicionalmente que a pelo menos uma alteração detectada inclui ao menos uma dentre uma alteração na cor do paciente além de uma quantidade limite e uma alteração nos movimentos da parede torácica do paciente além de outra quantidade limite.

[011] De acordo com outra modalidade, um método para fornecer ventilação a um paciente com o uso de um aparelho de sistema de ventilador com componente de rastreamento de circuito de ventilação compreende: fornecer uma fonte de ventilador que tem uma porta de saída para emitir um gás de ventilação, sendo que a porta de saída é configurada para ser acoplada através de uma primeira pluralidade de componentes de ventilação em um circuito de ventilação entre a fonte de ventilador e um paciente; capturar imagens, por meio de uma câmera, de pelo menos dois ou mais dentre: (i) a fonte de ventilador (12), (ii) um ou mais dentre a primeira pluralidade de componentes de ventilação e (iii) o paciente; fornecer uma base de dados que compreende imagens de múltiplas vistas de uma segunda pluralidade de componentes de ventilação pré- aprovados para o uso com pelo menos a fonte de ventilador; e controlar, por meio de um controlador, uma operação da fonte de ventilador com parâmetros operacionais para emitir o gás de ventilação com uma ou mais propriedades de ventilação, sendo que o controlador é acoplado de modo operacional à fonte de ventilador, à câmera e à base de dados, sendo que o controlador inclui pelo menos (i) um módulo de controle, (ii) um módulo de reconhecimento e identificação de componente, (iii) um módulo de rastreamento de componente configurado para rastrear alvos dentro de uma pluralidade de imagens em tempo real capturadas através da câmera e para detectar pelo menos uma alteração nos alvos rastreados e (iv) um módulo de compensação de ventilação, e sendo adicionalmente que os parâmetros operacionais são determinados como função de pelo menos (i) um algoritmo de composição de gás, (ii) uma saída do módulo de reconhecimento e identificação de componente e (iii) uma saída do módulo de compensação de ventilação determinada como função de uma saída do módulo de rastreamento de componente.

[012] Em uma modalidade, o método compreende adicionalmente analisar, através do módulo de reconhecimento e identificação de componente, ao menos uma imagem capturada para reconhecer ou identificar pelo menos dois ou mais dentre (i) a fonte de ventilador, (ii) um ou mais componentes da primeira pluralidade de componentes de ventilação e (iii) uma ou mais características do paciente, sendo que a saída do módulo de reconhecimento e identificação de componente inclui dados indicativos de pelo menos dois ou mais dentre (i) a fonte de ventilador, (ii) um ou mais componentes da primeira pluralidade de componentes de ventilador e (iii) uma ou mais características do paciente reconhecidas ou identificadas.

[013] Em uma outra modalidade, o método compreende adicionalmente rastrear alvos, através do módulo de rastreamento de componente, sendo que os alvos rastreados incluem pelo menos dois ou mais dentre (a) a fonte de ventilador reconhecida ou identificada, (b) um ou mais componentes reconhecidos ou identificados dentre a primeira pluralidade de componentes de ventilador, (c) a uma ou mais características reconhecidas ou identificadas do paciente e (d) um ou mais dentre inter-relacionamentos, conexões ou condições físicas dos mesmos, em que a saída do módulo de rastreamento de componente inclui dados indicativos da pelo menos uma alteração detectada no um ou mais inter- relacionamentos, conexões ou condições físicas dos alvos rastreados.

[014] Em ainda outra modalidade, o método compreende adicionalmente executar, através do módulo de alarme e compensação de ventilação, em resposta a pelo menos uma alteração detectada no inter-relacionamento, na conexão ou na condição física dos alvos rastreados, pelo menos uma ação selecionada do grupo que consiste em (i) modificar pelo menos uma entrada para o algoritmo de composição do gás em resposta a pelo menos uma alteração detectada no um ou mais inter- relacionamentos, conexões ou condições físicas dos alvos rastreados e (ii) gerar um alarme interno para implementar um algoritmo de diagnóstico de ventilador. O método inclui adicionalmente o recurso em que a saída do módulo de compensação de ventilação é uma entrada direta para o algoritmo de composição de gás para modificar uma densidade do gás de ventilação enviado ao circuito de ventilação.

[015] Em uma outra modalidade, uma mídia não transitória legível por computador é incorporada com um programa de computador de instruções executáveis por um processador para fazer com que o processador, quando acionado, execute o método para fornecer ventilação a um paciente com rastreamento de componente de circuito de ventilação.

[016] De acordo com um aspecto, é revelado um aparelho de sistema de ventilador que soluciona os problemas anteriormente mencionados de maneira fácil e automática com o uso de um algoritmo de reconhecimento de imagem em tempo real configurado para identificar componentes de circuito de ventilação que estão realmente em uso. O algoritmo de reconhecimento de imagem pode combinar padrões e recursos aprendidos do objeto, reconhecimento de palavras, varreduras de códigos de barras e teste de igualdade com um modelo para auxiliar o aparelho de sistema de ventilador a selecionar as entradas mais precisas para um algoritmo de compensação de gás de ventilação. Por exemplo, em uma modalidade, o aparelho de sistema inclui uma câmera de baixo custo situada no painel do dispositivo ou próximo às portas de tubulação pneumática, sendo que a câmera é usada para coletar imagens para uso no algoritmo de reconhecimento de imagem. O pacote de itens do circuito de ventilação pode também ser mantido perto da câmera para varredura dos componentes de ventilação e/ou de códigos de barras dos fabricantes de interface de paciente antes que um respectivo componente seja colocado no circuito de ventilação para pré-carregar o algoritmo de reconhecimento/processamento de imagem com os componentes varridos.

[017] De acordo com um outro aspecto, o aparelho e o método de sistema de ventilador eliminam vantajosamente a necessidade de calibrar manualmente o ventilador para um circuito de ventilação e a interface de paciente enquanto ainda fornecem terapia precisa ao paciente com sensores distais. O sistema e o método permitem vantajosamente também que um ventilador aceite universalmente uma variedade maior de componentes de circuito no circuito de ventilação e na interface de paciente, mantendo uma precisão especificada.

[018] Ainda outras vantagens adicionais ficarão evidentes aos versados na técnica mediante a leitura e o entendimento da descrição detalhada a seguir.

[019] As modalidades da presente revelação podem assumir a forma de vários componentes e várias disposições de componentes, e de várias etapas e disposições de etapas. Consequentemente, os desenhos servem apenas para propósitos ilustrativos das várias modalidades e não devem ser interpretados como limitadores das modalidades. Nas figuras, números de referência iguais se referem a elementos iguais.

[020] A Figura 1 é um diagrama de blocos esquemático do sistema de ventilador, de acordo com uma modalidade da presente revelação.

[021] A Figura 2 é um diagrama de fluxo de um método para fornecer ventilação com o uso de um aparelho de sistema de ventilador de acordo com uma outra modalidade da presente revelação.

[022] A Figura 3 é uma vista de imagem de uma aplicação de ventilação e teste de igualdade com um modelo para reconhecimento e identificação de componente, de acordo com uma modalidade da presente revelação.

[023] A Figura 4 é outra vista de imagem de uma aplicação de ventilação e teste de igualdade com modelo para reconhecimento e identificação de componente, de acordo com uma modalidade da presente revelação.

[024] A Figura 5 é uma vista de diagrama de fluxo de uma sub-rotina de identificação de componente do aparelho e método de sistema de ventilador, de acordo com uma outra modalidade da presente revelação.

[025] A Figura 6 é um diagrama de um exemplo de alvos rastreados, mostrados (A) conectados e (B) desconectados, de acordo com uma modalidade da presente revelação.

[026] A Figura 7 é uma vista de diagrama de um exemplo de um alvo rastreado ilustrado como tendo uma porção do mesmo que é reta (A) com um raio de flexão igual ao infinito e (B) curva ou diferente de reta, com um raio de flexão menor que o infinito, de acordo com uma outra modalidade da presente revelação.

[027] A Figura 8 é um diagrama de fluxo de um método para fornecer ventilação a um paciente com o uso de um aparelho de sistema de ventilador com rastreamento de componente de circuito de ventilação, de acordo com outra modalidade da presente revelação.

[028] As modalidades da presente revelação e seus vários recursos e detalhes vantajosos são explicados mais completamente com referência aos exemplos não limitadores que são descritos e/ou ilustrados nos desenhos e detalhados na descrição a seguir. Deve-se notar que os recursos ilustrados nos desenhos não estão necessariamente em escala, e os recursos de uma modalidade podem ser empregados com outras modalidades como o versado na técnica reconhecerá, mesmo se isso não estiver explicitamente expresso no presente documento. As descrições de aparelhos e métodos bem conhecidos poderão ser omitidas para não obscurecer desnecessariamente as modalidades ilustradas. Os exemplos usados aqui têm por objetivo meramente facilitar um entendimento dos meios nos quais as modalidades da presente invenção podem ser praticadas e ainda possibilitar que os versados na técnica as pratiquem. Consequentemente, os exemplos descritos no presente documento não devem ser considerados como limitadores do escopo das modalidades da presente revelação, o qual é definido somente pelas reivindicações anexas e pela lei aplicável.

[029] Deve-se compreender que as modalidades da presente revelação não estão limitadas a uma metodologia específica, protocolos, dispositivos, aparelhos, materiais, aplicações etc., descritos neste documento, na medida em que eles podem variar. Deve-se compreender ainda que a terminologia usada na presente revelação tem o propósito de descrever modalidades específicas apenas, e não tem por objetivo limitar o escopo das modalidades conforme reivindicadas. Deve-se observar que, como usado aqui e nas reivindicações em anexo, as formas singulares “um”, “uma”, “o” e “a” incluem referências no plural, a menos que o contexto claramente indique de outro modo.

[030] Exceto onde definido em contrário, todos os termos técnicos e científicos usados neste documento têm o mesmo significado, conforme comumente compreendido pelo versado na técnica, aos quais as modalidades da presente revelação se referem. Métodos, dispositivos e materiais preferenciais são descritos, embora quaisquer métodos e materiais similares ou equivalentes àqueles descritos neste documento possam ser usados na prática ou teste das modalidades.

[031] O controle de pressão aplicada ao paciente no ventilador mecânico é frequentemente realizado por meio do controle da pressão distalmente dentro do ventilador mecânico e aplicação de compensação para componentes conhecidos ou calibrados no circuito de ventilação e interface de paciente. O consumidor de serviços de saúde de hoje tem uma grande variedade de componentes de circuito de um grande número de fabricantes para melhor adaptar as necessidades do paciente quando o consumidor/usuário faz interface com o ventilador. É um fardo para o ventilador antecipar todas essas variedades e fornecer terapia precisa em todo o espectro. De acordo com uma modalidade, uma câmera colocada em um ventilador médico é programada para reconhecer quais componentes de circuito estão no circuito de ventilação e na interface de paciente. Com o uso de software de reconhecimento de imagem, um controlador é configurado para comandar o ventilador e fazer a compensação adequada para levar em consideração a variedade de componentes no circuito de ventilação e na interface de paciente. Como resultado, o ventilador fornece terapia precisa automaticamente sem a necessidade de calibração ou programação pelo usuário do ventilador para compensar o circuito de ventilação e a interface de paciente.

[032] Com Referência agora à Figura 1, é mostrada uma vista de diagrama de blocos esquemática do aparelho de sistema de ventilador 10, de acordo com uma modalidade da presente revelação. O aparelho de sistema de ventilador 10 inclui uma fonte de ventilador 12, uma câmera 14, uma base de dados 16, uma interface de usuário 18 e um controlador 20 operacionalmente acoplado com a fonte de ventilador 12, a câmera 14, o banco de dados 16 e a interface de usuário 18. A fonte de ventilador 12 compreende qualquer ventilador adequado que tem uma porta de saída 52 configurada para fornecer um gás de ventilação. A porta de saída 52 é configurada para ser acoplada através de uma primeira pluralidade de componentes de ventilação em um circuito de ventilação 34 entre a fonte de ventilador 12 e um paciente 40. A câmera 14 pode compreender qualquer câmera configurada para capturar imagens de pelo menos dois ou mais dentre (i) a fonte de ventilador 12, (ii) um ou mais componentes da primeira pluralidade de componentes de ventilação no circuito de ventilação 34 e (iii) o paciente 40. Em uma modalidade, a câmera 14 compreende uma câmera de vídeo.

[033] O aparelho de sistema de ventilador 10 é adaptado para uso com um circuito de ventilação 34 que pode compreender vários componentes de circuito de ventilação. Os vários componentes do circuito de ventilação incluem ao menos um ou mais dentre uma mangueira ou conduto de ventilação 36 e uma interface de paciente 38. A interface de paciente 38 pode compreender qualquer uma dentre uma variedade de interfaces de paciente a serem fixadas a um paciente 40 que recebe terapia de ventilação. A interface de paciente 38 pode ser tanto invasivamente fixada ao paciente, por exemplo um tubo endotraqueal ou do tubo de traqueotomia, como não invasivamente conectada como uma máscara nasal, uma máscara facial completa ou uma cânula nasal. Um cuidador ou operador 42 pode estar presente durante uma configuração inicial do aparelho de sistema de ventilador 10 e/ou para ajudar se necessário durante a administração da terapia de ventilação ao paciente 40. Os componentes do circuito de ventilação podem também incluir um ou mais componentes de ventilação 44 (por exemplo, um umidificador, um aquecedor, um nebulizador, etc.), um ou mais sensores 46 (por exemplo, sensor de temperatura, sensor de fluxo, etc.) e uma ou mais válvulas 48. Em uma modalidade, a mangueira de ventilação 36 inclui uma braçadeira de mangueira 50 em uma extremidade da mesma que é configurada para ser acoplada a uma porta de saída 52 da fonte de ventilador 12.

[034] Ainda com referência à Figura 1, a base de dados ou armazenamento 16 compreende uma mídia de armazenamento eletrônico que armazena informações eletronicamente. As mídias de armazenamento eletrônico de armazenamento de base de dados 16 podem incluir um ou ambos dentre o armazenamento de sistema que é integralmente fornecido (isto é, substancialmente não removível) com o sistema 10 e/ou um armazenamento removível que é conectável de maneira removível ao sistema 10 através de, por exemplo, uma porta (por exemplo uma porta USB, uma porta FireWire etc.) ou uma unidade (por exemplo uma unidade de disco etc.). A base de dados ou armazenamento 16 pode incluir uma ou mais dentre mídias de armazenamento opticamente legíveis (por exemplo, discos ópticos etc.), mídias de armazenamento magneticamente legíveis (por exemplo fita magnética, unidade de disco rígido magnético, unidade de disco flexível etc.), mídias de armazenamento baseadas em carga elétrica (por exemplo, EPROM, EEPROM, RAM, etc.), mídias de armazenamento em estado sólido (por exemplo, pen drive etc.) e/ou outras mídias de armazenamento eletronicamente legíveis. A base de dados ou armazenamento 16 pode armazenar algoritmos de software, informações determinadas pelo controlador 20, informações recebidas através da interface de usuário 18 e/ou outras informações que permitem que o sistema 10 funcione adequadamente. Por exemplo, a base de dados ou armazenamento 16 pode registrar ou armazenar imagens de múltiplas vistas de ao menos uma segunda pluralidade de componentes de ventilação pré-aprovados para uso com pelo menos a fonte de ventilador 12 (conforme discutido em outros pontos deste documento) e/ou outras informações. A base de dados ou armazenamento 16 pode ser um componente separado no sistema 10, ou o armazenamento de base de dados 16 pode ser integrado em um ou mais outros componentes do sistema 10 (por exemplo, o controlador 20). Além disso, a base de dados ou armazenamento 16 pode ser idealmente contida e mantida (isto é, atualizada) em um servidor de rede, um computador compartilhado, ser baseada na internet ou contida em um centro de dados de terceiros e o sistema 10 pode acessar esses dados através de um protocolo de telecomunicações (por exemplo, através de uma conexão de comunicação com fio ou sem fio com o centro de dados de terceiros).

[035] A interface de usuário 18 é configurada para fornecer uma interface entre o sistema 10 e um usuário (por exemplo, um operador 42, o paciente ou indivíduo 40, um cuidador, um tomador de decisão da terapia etc.) através da qual o usuário pode fornecer informações ao sistema 10 e receber informações do sistema. A interface de usuário 18 permite que um ou mais dentre dados, resultados e/ou instruções e quaisquer outros itens comunicáveis, coletivamente chamados de “informações”, sejam comunicados entre o usuário e o sistema 10. Um exemplo de informações que podem ser transmitidas ao paciente 40 ou ao usuário 42 é um relatório que detalha as tendências nos padrões respiratórios do paciente como frequência respiratória, volume periódico e pressões aplicadas ao longo de um período durante o qual o paciente está recebendo terapia (respiratória). Outro exemplo de informações que podem ser transmitidas pelo paciente 40 e/ou pelo usuário 42 é um alarme ou uma condição insegura detectada pelo sistema 10. Exemplos de dispositivos de interface adequados para inclusão na interface de usuário 18 incluem um teclado numérico, botões, chaves, um teclado, seletores, alavancas, uma tela de exibição, uma tela sensível ao toque, alto-falantes, um microfone, uma luz indicadora, um alarme sonoro e uma impressora. As informações podem ser fornecidas ao paciente 40 pela interface de usuário 18, sob a forma de sinais sonoros, sinais visuais, sinais táteis e/ou outros sinais sensoriais. Em uma modalidade, a interface de usuário 18 pode ser integrada a uma interface de armazenamento removível fornecida pela base de dados ou armazenamento 16. Em tal exemplo, as informações são carregadas no sistema 10 a partir do armazenamento removível (por exemplo, um cartão inteligente (smart card), um pen drive, um disco removível, etc.) que permite que o usuário personalize a implementação do sistema 10. Outras técnicas para comunicação de informações com o sistema 10 são contempladas como interface de usuário 18.

[036] Conforme mencionado anteriormente neste documento, o controlador 20 é operacionalmente acoplado à fonte de ventilador 12, à câmera 14, à base de dados 16 e à interface de usuário 18. O controlador 20 compreende um ou mais módulos que incluem ao menos um módulo de controle 22, um módulo de reconhecimento e identificação de componente 24, um módulo de rastreamento de componente 26 configurado para rastrear alvos de uma pluralidade de imagens em tempo real capturadas pela câmera e para detectar pelo menos uma alteração nos alvos rastreados, e um módulo de alarme e de compensação de ventilação 28, conforme será discutido adicionalmente na presente invenção. Em uma modalidade, o módulo 28 é configurado como um módulo de compensação de ventilação, sem um alarme. Além disso, o controlador 20 pode ser configurado para conexão de comunicação com fio ou sem fio com um dispositivo remoto ou uma rede, por exemplo, conforme indicado pelo número de referência 32.

[037] Em uma modalidade, o controlador 20 compreende um ou mais dentre um microprocessador, um microcontrolador, uma matriz de portas programável em campo (FPGA), um circuito integrado, componentes distintos de circuitos analógicos ou digitais, hardware, software, firmware, ou qualquer combinação dos mesmos, para executar várias funções, conforme aqui discutido com mais detalhes de acordo com os requisitos de uma dada implementação e/ou aplicação de um aparelho de sistema de ventilador. O controlador 20 pode compreender adicionalmente um ou mais dos vários módulos conforme aqui discutido. Outros detalhes relacionados ao controlador 20 serão fornecidos abaixo com referência às Figuras. Além disso, os módulos 22 a 28 podem compreender um ou mais de um circuito integrado, componentes de circuito analógicos ou digitais distintos, hardware, software, firmware, ou qualquer combinação dos mesmos, para executar várias funções, conforme discutido na presente invenção, adicionalmente de acordo com os requisitos de uma dada implementação e/ou aplicação de aparelho de sistema de ventilador. Além disso, um ou mais dos módulos 22 a 28 podem compreender adicionalmente várias combinações de um ou mais dos vários módulos.

[038] O módulo de controle 22 do controlador 20 é configurado para controlar uma operação da fonte de ventilador 12 com parâmetros operacionais determinados como função de ao menos (i) um algoritmo de composição de gás, (ii) uma saída do módulo de reconhecimento e identificação de componente 24 e (iii) uma saída do módulo de compensação de ventilação 28 determinada como função de uma saída do módulo de rastreamento de componente 26. Além disso, as saídas dos vários módulos podem ser vantajosamente usadas para estimar a conformidade do circuito de ventilação e, dessa forma, facilitar a precisão da compensação do circuito. A precisão aprimorada de conformidade de circuito leva à estimativa aprimorada de parâmetros do paciente, como fluxo, volume periódico e parâmetros respiratórios como trabalho respiratório (WOB), pressão muscular (Pmus), produto tempo X pressão (PTP), pressão expiratória final positiva intrínseca (PEEPi). Esses parâmetros são frequentemente usados para avaliar a condição do paciente ou são empregados como entrada para um controle de ventilador de circuito fechado. Cada componente pode ter uma conformidade catalogada ou a conformidade pode ser estimada pelo volume (isto é, espaço) de gás no interior do componente, de acordo com a compressibilidade do gás e uma estimativa do tamanho do componente. A conformidade de circuito é usada para corrigir medições distais aos seus respectivos valores proximais relacionados ao paciente. As medições distais são mais precisas quando são corrigidas para perdas devido ao circuito, incluindo perdas de conformidade. Em conexão com a conformidade de circuito, a frase “compensação do circuito”, conforme geralmente usada aqui, se refere ao uso de conformidade de circuito para medidas corretivas. Em outras palavras, a fonte de ventilador 12 é configurada para fornecer gás de ventilação com uma ou mais propriedades de ventilação em resposta a um ou mais parâmetros operacionais fornecidos através do módulo de controle 22, fornecendo assim monitoramento aprimorado de parâmetros de paciente e retroinformação em um controle de ventilador de circuito fechado aprimorado. O controle de ventilador de circuito fechado aprimorado pode incluir também o uso de dados da câmera 14 (e/ou dados derivados dos mesmos) como um parâmetro para estimar o fluxo e a pressão do paciente.

[039] O módulo de reconhecimento e identificação de componente 24 é configurado para reconhecer ou identificar dentro de uma imagem capturada, pelo menos através do teste de igualdade de um modelo com imagens de múltiplas vistas da base de dados, pelo menos dois ou mais dentre (i) a fonte de ventilador 12, (ii) um ou mais componentes da primeira pluralidade de componentes de ventilador no circuito de ventilação 34 entre a fonte de ventilador 12 e o paciente 40 e (iii) uma ou mais características do paciente 40. Em uma modalidade, o módulo de reconhecimento e identificação de componente é configurado para executar várias etapas do teste de igualdade com um modelo e/ou uma imagem da seguinte forma, sendo que técnicas de teste de igualdade com um modelo e/ou uma imagem são conhecidas na técnica e, dessa forma, apenas brevemente discutidas na presente invenção. Primeiro, o módulo 24 usa um método de proposta de qualidade de objeto para mostrar a lista de todas as regiões de componente potenciais na imagem capturada. A detecção de objeto se baseia principalmente na riqueza das bordas da imagem capturada. Em torno das regiões que têm bordas de objeto ricas, o módulo pode colocar aleatoriamente muitas janelas deslizantes como potenciais regiões de componente. Então, cada região de componente potencial é normalizada para um tamanho fixo e correlacionada com todas as imagens de múltiplas vistas de todos os componentes na base de dados 16. O componente que tiver a maior similaridade com a região de componente potencial é designado como sendo a identidade da região detectada. Depois disso, o módulo desloca ligeiramente a região detectada e faz o mesmo teste de correlacionamento de imagem para refinar sua localização. Para aumentar a velocidade de processamento, o correlacionamento é baseado na correlação de todos os pixels de cada par de imagens. Se um recurso de computação poderoso estiver disponível, cada imagem será primeiro convertida em um vetor de recurso robusto, como representação baseada em aprendizado profundo, e, então, o módulo executa o teste de correlacionamento no espaço de recurso convertido. O módulo 24 pode também implementar uma ou mais etapas diferentes ou adicionais àquelas apresentadas acima para reconhecimento e identificação de componente. A saída do módulo de reconhecimento e identificação de componente 24 inclui dados indicativos de pelo menos dois ou mais dos itens reconhecidos ou identificados dentre (i) a fonte de ventilador, (ii) um ou mais componentes da primeira pluralidade de componentes de ventilação e (iii) uma ou mais características do paciente.

[040] Conforme indicado acima, o módulo de rastreamento de componente 26 é configurado para rastrear alvos dentro de uma pluralidade de imagens em tempo real capturadas pela câmera 14 e para detectar pelo menos uma alteração nos alvos rastreados. Em uma modalidade, os alvos rastreados incluem dois ou mais dentre (a) a fonte de ventilador reconhecida ou identificada 12, (b) o um ou mais componentes reconhecidos ou identificados da primeira pluralidade de componentes de ventilador no circuito de ventilação 34, (c) a uma ou mais características reconhecidas ou identificadas do paciente 40 e (d) um ou mais inter-relacionamentos, conexões ou condições físicas dos mesmos. Vários exemplos de um inter- relacionamento podem incluir o seguinte: Em relação à localização da máscara do paciente, ele está no nariz? A máscara cobre a boca e o nariz? A máscara está conectada ao estoma? Inter-relacionamentos adicionais também são contemplados. Em uma modalidade, o módulo de rastreamento de componentes 26 é configurado para executar várias etapas da seguinte forma. Para cada componente reconhecido, o módulo 26 rastreia continuamente sua aparência ao longo do tempo. O rastreamento é feito por meio de: (1) deslocar ligeiramente o alvo ao redor de sua posição anterior e (2) medir a similaridade entre a aparência na posição deslocada e uma ou mais das aparências anteriores. A posição deslocada que corresponder à maior similaridade será considerada como a posição atual do alvo rastreado. Por uma questão de simplicidade, a similaridade se baseia na correlação de aparência da imagem diretamente. Se estiverem disponíveis recursos de computação poderosos, uma métrica de similaridade baseada nas características mais robustas de aparência da imagem pode ser usada. No caso de uma súbita alteração de iluminação ou do ambiente, o rastreamento pode se tornar impraticável. Se isso acontecer, então a operação do módulo 26 termina e o módulo de reconhecimento/identificação 24 é reiniciado. O módulo de rastreamento de componente 26 é adicionalmente configurado para detectar pelo menos uma alteração no um ou mais inter-relacionamentos, conexões ou condições físicas dos alvos rastreados. Vários exemplos de alteração de um inter-relacionamento podem incluir o seguinte: A máscara de paciente se separou da face do paciente para indicar uma desconexão? O tubo de traqueostomia aparece na cena indicando uma extubação? Outras mudanças nos inter- relacionamentos também são possíveis. Em uma modalidade, durante o rastreamento contínuo de cada alvo ou alvos rastreados do módulo, o módulo compara continuamente a diferença entre a aparência atual dos alvos rastreados e pelo menos uma aparência anterior. Se em dado momento a diferença de aparência se torna grande (isto é, além de uma quantidade limite), é muito provável que uma certa alteração tenha ocorrido. O sistema pode, então, enviar um alerta indicativo de que uma alteração foi detectada. Entretanto, pode haver falsos alarmes no caso de uma alteração de iluminação ou de ambiente causar a grande diferença de aparência. Isso pode ser aliviado comparando-se o histograma de cores da imagem capturada atual com aquele de uma ou mais imagens capturadas anteriores. Se os histogramas permanecerem similares (por exemplo, dentro de uma dada tolerância limite), isso indica que a iluminação ou o ambiente permanecem inalterados. Dessa forma, é seguro enviar um alerta indicando que a alteração nos alvos rastreados ocorreu. O módulo 26 pode também implementar uma ou mais etapas além das, ou em adição às, apresentadas acima para rastreamento de componente e detecção de uma alteração nos alvos rastreados. A saída do módulo de rastreamento de componente 26 inclui dados indicativos da pelo menos uma alteração detectada no um ou mais inter- relacionamentos, conexões ou condições físicas dos alvos rastreados.

[041] O módulo de compensação de ventilação 28 é configurado para modificar ao menos uma entrada para o algoritmo de composição de gás em resposta a pelo menos uma alteração detectada no um ou mais inter-relacionamentos, conexões ou condições físicas dos alvos rastreados. Por exemplo, a detecção de um umidificador conectado no circuito implica que o algoritmo de compensação de gás deve incluir vapor d' água. A detecção de um nebulizador indica que um medicamento aerossolizado seria adicionado no circuito e reduziria o vazamento líquido de um algoritmo de compensação de vazamento. Neste último caso, quando o fluxo nebulizado é adicionado ao circuito, ele aparece como um vazamento negativo. O conhecimento de que há vazamento negativo introduzido no circuito possibilita que uma compensação adequada seja aplicada. A saída do módulo de compensação de ventilação 28 inclui dados indicativos da pelo menos uma entrada modificada para o algoritmo de composição de gás. Em uma modalidade, a saída do módulo de compensação de ventilação 28 é uma entrada direta para o algoritmo de composição de gás para modificar a densidade do gás de ventilação enviado ao circuito de ventilação 34. Em outra modalidade, a saída do módulo de compensação 28 é uma entrada para um algoritmo de compensação de vazamento que possibilita que o módulo de controle seja sincronizado com o paciente juntamente com outras necessidades de ventilação mecânica como aplicação de fluxo e compensação de pressão que são familiares em ventilação mecânica. O módulo de compensação de ventilação 28 pode ser configurado também para gerar um alarme interno, sendo que o módulo de controle 22 é adicionalmente configurado para implementar um algoritmo de diagnóstico do ventilador em resposta ao alarme interno. Por exemplo, a detecção da falta de movimentos da parede torácica do paciente poderia indicar uma obstrução ou uma desconexão. Em outro exemplo, uma cor do paciente poderia ser monitorada e se o paciente ficar azul (isto é, cianótico), então o módulo de compensação de ventilação 28 poderia gerar um alarme de baixa saturação de oxigênio no sangue.

[042] Agora com referência à Figura 2, é mostrada uma vista de diagrama de fluxo 100 de um método para fornecer ventilação com o uso de um aparelho de sistema de ventilador, de acordo com uma outra modalidade da presente revelação. Após a configuração do sistema de ventilador com o paciente no início, uma imagem é capturada, através da câmera 14, de uma cena inicial do sistema de ventilador na Etapa 102. A imagem inicial da cena capturada é analisada, através do módulo de reconhecimento e identificação de componente 24, contra uma base de dados de imagens de múltiplas vistas na Etapa 104, fazendo uso de uma base de dados (por exemplo, a base de dados 16) de todos os componentes de ventilação pré-aprovados para uso com a fonte de ventilador 12 (indicado pelo número de referência 106). Na Etapa 108, os componentes de ventilação e os relacionamentos entre os mesmos são identificados através do módulo de reconhecimento e identificação de componente 24, na imagem de cena inicial. Em uma modalidade, a identificação de componentes de ventilação é feita por meio de teste de igualdade com um modelo ou de outros algoritmos adequados, por exemplo, conforme indicado pelo número de referência 110. Após o reconhecimento ou identificação da fonte de ventilador, dos componentes de ventilação e da interface de paciente do circuito de ventilação, e do paciente dentro da cena, o processo vai para a próxima etapa. Na Etapa 112, um ou mais dos componentes identificados da imagem são alvos rastreados, juntamente com o seu relacionamento ou relacionamentos na cena com um ou mais outros componentes, incluindo posições e orientações, em uma série temporal de imagens capturadas com a câmera. O rastreamento de alvo é executado através do módulo de rastreamento de componente 26. Na Etapa 114, é feita uma consulta sobre a ocorrência de um alarme e/ou de uma condição de intervenção, com base em ao menos uma alteração detectada em um inter-relacionamento, uma conexão ou uma condição física de um ou mais alvos rastreados. Se nenhum alarme e/ou condição de intervenção ocorrer, então o processo retorna à etapa de rastreamento de alvos (Etapa 112). Por outro lado, se um alarme e/ou uma condição de intervenção ocorrer, então o processo vai para a Etapa 116. Na Etapa 116, o método inclui gerar um alarme, por exemplo na interface de usuário 18, e/ou fazer a compensação e/ou a correção de ventilação com base na pelo menos uma alteração detectada no inter-relacionamento, na conexão ou na condição física do um ou mais alvos rastreados.

[043] Com referência agora à Figura 3, é mostrada uma vista de imagem 120 de uma aplicação de ventilação e teste de igualdade com um modelo para reconhecimento e identificação de componente, de acordo com uma modalidade da presente revelação. Na cena da vista de imagem 120, o paciente 40 está recebendo terapia de ventilação enquanto o cuidador 42 observa o paciente. Conforme discutido neste documento, o módulo de reconhecimento e identificação de componente 24 (Figura 1) é configurado para reconhecer ou identificar dentro da imagem capturada 120, através pelo menos do teste de igualdade com um modelo das imagens de múltiplas vistas da base de dados 16 (Figura 1), pelo menos duas ou mais dentre (i) a fonte de ventilador 12, (ii) um ou mais componentes de uma primeira pluralidade de componentes de ventilador e (iii) uma ou mais características do paciente 40. Na vista de imagem 120, são incluídos a fonte de ventilador 12, uma conexão de tubulação de sensor de pressão 122 (que deve estar próxima à fonte de ventilador), uma conexão de membro de inalação 124 à fonte de ventilador, um membro de exalação 126, o paciente 40, um adaptador de tubo endotraqueal 128 (que deve estar próximo ao paciente) e a parede torácica do paciente 130 para um cálculo da taxa de respiração. Embora não mostrado na vista de imagem 120, um tubo endotraqueal, se mostrado, seria indicativo de uma extubação involuntária ou acidental, condição de desconexão, de modo que o aparelho de sistema de ventilação emitiria um alarme, por exemplo na interface de usuário 18. Uma saída do módulo de reconhecimento e identificação de componente 24 inclui dados indicativos do pelo menos dois ou mais dentre (i) a fonte de ventilador, (ii) um ou mais componentes da primeira pluralidade de componentes de ventilação e (iii) uma ou mais características do paciente.

[044] De modo similar, com referência agora à Figura 4, é mostrada uma outra vista de imagem 132 de uma aplicação de ventilação e teste de igualdade com modelo para reconhecimento e identificação de componente, de acordo com uma modalidade da presente revelação. Na vista de imagem 132, são incluídos a fonte de ventilador 12, um filtro de bactérias 134 que conecta o ventilador 12 a um membro de inalação, uma conexão de linha de sensor de pressão 136, a parede torácica do paciente 130 (por exemplo, para um cálculo de frequência respiratória), a face do paciente 40 (por exemplo, para um cálculo de frequência cardíaca), uma máscara facial completa aprovada 138, uma linha de sensor de pressão proximal à conexão de paciente 140 e uma tubulação corrugada transparente de diâmetro interno (ID) de 22 mm 142. Consequentemente, em uma outra modalidade, os alvos rastreados compreendem uma ou mais características do paciente, em que a uma ou mais características incluem ao menos um dentre cor do paciente e movimento da parede torácica do paciente, sendo adicionalmente que a pelo menos uma alteração detectada inclui ao menos um dentre uma alteração na cor do paciente além de uma quantidade limite e uma alteração nos movimentos da parede torácica do paciente além de outra quantidade limite.

[045] Com Referência agora à Figura 5, é mostrada uma vista de diagrama de fluxo de uma sub-rotina de dentificação de componente 150 do aparelho e método de sistema de ventilador, de acordo com uma outra modalidade da presente revelação. A Etapa 152 é o início da identificação da sub- rotina de componentes. Uma consulta é realizada para determinar se o componente identificado é um componente aprovado para uso com a fonte de ventilador específica 12 (Etapa 154). Em resposta ao componente não ser aprovado para o uso com a fonte de ventilador específica, a sub-rotina prossegue para a Etapa 156. Na Etapa 156, o componente identificado é marcado como não aprovado. A marcação dos componentes identificados como não aprovados pode ser usada no processamento posterior, por exemplo, para realizar um ajuste de configuração padrão em relação aos componentes identificados não aprovados, ou alguma outra ação padrão, de acordo com os requisitos para uma dada aplicação de terapia de ventilação. Em resposta ao componente ser aprovado para o uso com a fonte de ventilador específica, a sub-rotina prossegue para a Etapa 158 e retorna a um processamento principal a partir do qual a sub-rotina foi chamada.

[046] Com referência agora à Figura 6 é mostrada uma vista de diagrama de um exemplo de alvos rastreados, mostrados (a) conectados e (b) desconectados, de acordo com uma modalidade da presente revelação. Neste exemplo, os alvos rastreados representam uma conexão entre (i) a porta de saída 52 da fonte de ventilador 12 e (ii) a braçadeira 50 da mangueira ou conduto de ventilação 36 do circuito de ventilação 34. O módulo de rastreamento de componente 26 (Figura 1) é configurado para detectar ao menos uma alteração na conexão dos alvos rastreados. A saída do módulo de rastreamento de componentes inclui dados indicativos da ao menos uma alteração detectada na conexão dos alvos rastreados. Para a ilustração da Figura 6 (A), a saída do módulo de rastreamento de componente compreenderia dados indicativos de uma conexão, enquanto que para a ilustração da Figura 6 (b), a saída do módulo de rastreamento de componente compreenderia dados indicativos de uma desconexão, isto é, uma alteração nos alvos rastreados de uma conexão para uma desconexão. Consequentemente, em uma modalidade, os alvos rastreados compreendem uma ou mais conexões no circuito de ventilação (34) entre uma porta de saída (52) da fonte de ventilador (12) acoplada a uma braçadeira de mangueira (50) da tubulação de ventilador (36), sendo que a tubulação de ventilador é acoplada a uma interface de paciente (38), e a interface de paciente acoplada ao paciente (40), e sendo que a pelo menos uma alteração detectada compreende uma desconexão de ao menos uma dentre a uma ou mais conexões.

[047] Voltando-se a atenção agora à Figura 7, é mostrada uma vista de diagrama de um exemplo de um alvo rastreado ilustrado como tendo uma porção do mesmo que é reta (a) com um raio de flexão igual ao infinito e (b) curva ou diferente de reta, com um raio de flexão menor que o infinito, de acordo com uma outra modalidade da presente revelação. Neste exemplo, os alvos rastreados representam uma condição física de uma porção selecionada da mangueira ou conduto de ventilação 36 do circuito de ventilação 34, por exemplo, entre duas braçadeiras 50 em extremidades opostas do mesmo. O módulo de rastreamento de componente 26 (Figura 1) é configurado para detectar ao menos uma alteração na condição física dos alvos rastreados. A saída do módulo de rastreamento de componentes inclui dados indicativos da ao menos uma alteração detectada na condição física dos alvos rastreados. Para a ilustração da Figura 7 (A), a saída do módulo de rastreamento de componente compreenderia dados indicativos de uma condição reta (isto é, raio de flexão = “), enquanto que para a ilustração da Figura 7 (B), a saída do módulo de rastreamento de componente compreenderia dados indicativos de uma condição curva, isto é, uma alteração nos alvos rastreados de reta para curva. A alteração dos alvos rastreados também poderia incluir curva para reta, etc.

[048] Consequentemente, em uma modalidade, os alvos rastreados incluem pelo menos uma mangueira de ventilador 36, e em que a pelo menos uma alteração detectada compreende uma alteração no raio de flexão da mangueira de ventilador 36. A alteração no raio de flexão da mangueira de ventilador 36 inclui uma transição entre (i) um primeiro raio de flexão que corresponde à mangueira de ventilador que é reta (Figura 7 (A)) e (ii) um segundo raio de flexão que corresponde à mangueira de ventilador que é diferente de reta ou curva (Figura 7 (B)). A alteração detectada no raio de flexão da mangueira de ventilador pode incluir de reta para curva ou de curva para reta, etc. Além disso, o algoritmo de composição do gás pode incluir adicionalmente uma entrada para fator de atrito, baseado no raio de flexão, para fornecer compensação dentro do circuito de ventilação em resposta à alteração na orientação da mangueira de ventilador.

[049] De acordo com outra modalidade, um método 160, mostrado na Figura 8, para fornecer ventilação a um paciente com o uso de um aparelho de sistema de ventilador com rastreamento de componente de circuito de ventilação inclui fornecer, na Etapa 162, uma fonte de ventilador que tem uma porta de saída para emitir um gás de ventilação. A porta de saída é configurada para ser acoplada através de uma primeira pluralidade de componentes de ventilação em um circuito de ventilação 34 entre a fonte de ventilador e um paciente. O método inclui adicionalmente capturar imagens, na etapa 164, por meio de uma câmera, de pelo menos dois ou mais dentre (i) a fonte de ventilador (12), (ii) um ou mais dentre a primeira pluralidade de componentes e (iii) o paciente (40); fornecer, na etapa 166, uma base de dados que compreende imagens de múltiplas vistas de uma segunda pluralidade de componentes de ventilação pré-aprovados para o uso com pelo menos a fonte de ventilador; e controlar, na etapa 168, através de um controlador, uma operação da fonte de ventilador com parâmetros operacionais para fornecer o gás de ventilação com uma ou mais propriedades de ventilação, sendo que o controlador é acoplado de modo operacional à fonte de ventilador, à câmera e à base de dados.

[050] Na implementação do método, o controlador inclui ao menos (i) um módulo de controle, (ii) um módulo de reconhecimento e identificação de componente, (iii) um módulo de rastreamento de componente configurado para rastrear alvos dentro de uma pluralidade de imagens em tempo real capturadas através da câmera e para detectar ao menos uma alteração nos alvos rastreados e (iv) um módulo de compensação de ventilação. Os parâmetros operacionais são determinados como função de pelo menos (i) um algoritmo de composição de gás, (ii) uma saída do módulo de reconhecimento e identificação de componente, e (iii) uma saída do módulo de compensação de ventilação determinada como função de uma saída do módulo de rastreamento de componente.

[051] O método compreende adicionalmente analisar, na Etapa 170, através do módulo de reconhecimento e identificação de componente, ao menos uma imagem capturada para reconhecer ou identificar pelo menos dois ou mais dentre (i) a fonte de ventilador, (ii) um ou mais componentes da primeira pluralidade de componentes de ventilador, e (iii) uma ou mais características do paciente. A saída do módulo de reconhecimento e identificação de componente inclui dados indicativos do pelo menos dois ou mais dentre (i) a fonte de ventilador, (ii) um ou mais componentes da primeira pluralidade de componentes de ventilação e (iii) uma ou mais características do paciente.

[052] O método compreende adicionalmente rastrear alvos, na etapa 172, através do módulo de rastreamento de componente, sendo que os alvos rastreados incluem ao menos dois ou mais dentre (a) a fonte de ventilador reconhecida ou identificada, (b) o um ou mais componentes reconhecidos ou identificados da primeira pluralidade de componentes de ventilador, (c) a uma ou mais características reconhecidas ou identificadas do paciente, e (d) um ou mais inter- relacionamentos, conexões ou condições físicas dos mesmos. Além disso, o método inclui adicionalmente detectar, através do módulo de rastreamento de componente, pelo menos uma alteração no um ou mais inter-relacionamentos, conexões ou condições físicas dos alvos rastreados. A saída do módulo de rastreamento de componentes inclui dados indicativos da pelo menos uma alteração detectada no um ou mais inter- relacionamentos, conexões ou condições físicas dos alvos rastreados.

[053] Ainda adicionalmente, o método compreende executar, na etapa 174, através do módulo de alarme e compensação de ventilação, em resposta a pelo menos uma alteração detectada no inter-relacionamento, na conexão ou na condição física dos alvos rastreados, pelo menos uma ação selecionada do grupo que consiste em: (i) modificar pelo menos uma entrada para o algoritmo de composição do gás em resposta a pelo menos uma alteração detectada no um ou mais inter- relacionamentos, conexões ou condições físicas dos alvos rastreados e (ii) gerar um alarme interno para implementar um algoritmo de diagnóstico de ventilador. Em uma modalidade, a saída do módulo de compensação de ventilação inclui dados indicativos da pelo menos uma entrada modificada para o algoritmo de composição de gás. Em uma outra modalidade, a saída do módulo de compensação de ventilação é uma entrada direta para o algoritmo de composição de gás para modificar uma densidade de gás do gás de ventilação emitido no circuito de ventilação.

[054] Em uma outra modalidade, os alvos rastreados incluem ao menos uma mangueira de ventilador, e sendo que a ao menos uma alteração detectada compreende uma alteração no raio de flexão da mangueira de ventilador. A alteração no raio de flexão da mangueira de ventilação inclui uma transição entre (i) um primeiro raio de flexão que corresponde à mangueira de ventilador que é reta e (ii) um segundo raio de flexão que corresponde à mangueira de ventilador que é diferente de reta ou curva. Em outra modalidade, o algoritmo de composição do gás inclui adicionalmente uma entrada para compensação de fator de atrito dentro do circuito de ventilação em resposta à alteração detectada no raio de flexão da mangueira de ventilador.

[055] De acordo com ainda outra modalidade, o método inclui, em que os alvos rastreados compreendem uma ou mais conexões no circuito de ventilação entre uma porta de saída da fonte de ventilador acoplada a uma braçadeira de mangueira da tubulação de ventilador, sendo que a tubulação de ventilador é acoplada a uma interface de paciente, e a interface de paciente é acoplada ao paciente. Além disso, as alterações detectadas compreendem uma desconexão de ao menos uma dentre a uma ou mais conexões, ou (ii) uma ou mais características do paciente. A uma ou mais características podem incluir pelo menos uma cor do paciente e movimentos da parede torácica do paciente. Além disso, a pelo menos uma alteração detectada pode incluir pelo menos um dentre uma alteração na cor do paciente além de uma quantidade limite e uma alteração nos movimentos de parede torácica do paciente além de outra quantidade limite.

[056] Deve-se compreender que os módulos descritos no presente documento também podem ser módulos de programa de computador que são renderizados em uma mídia não transitória legível por computador. Em outras palavras, uma outra modalidade da presente revelação compreende uma mídia não transitória legível por computador incorporada com um programa de computador de instruções executáveis por um processador, para fazer com que o processador, quando executado, realize o método para fornecer ventilação a um paciente com rastreamento de componente de circuito de ventilação, conforme discutido na presente invenção.

[057] Embora apenas umas poucas modalidades exemplificadoras tenham sido descritas acima com detalhes, os versados na técnica compreenderão prontamente que muitas modificações são possíveis às modalidades exemplificadoras sem que se desvie substancialmente dos ensinamentos inovadores e das vantagens das modalidades da presente revelação. Por exemplo, as modalidades da presente revelação podem ser vantajosamente usadas em aplicações de dispositivo de apneia do sono. Consequentemente, todas estas modificações são destinadas a ser incluídas no escopo das modalidades da presente revelação, conforme definido nas reivindicações a seguir. Nas reivindicações, as cláusulas de método-mais-função são destinadas a abranger as estruturas aqui descritas executando a função mencionada e não apenas equivalentes estruturais, mas também estruturas equivalentes.

[058] Além disso, quaisquer sinais de referência colocados entre parênteses em uma ou mais reivindicações não devem ser interpretados como limitadores das reivindicações. A expressão “compreendendo” ou “que compreende”, e similares, não exclui a presença de elementos ou etapas além daqueles mencionados em qualquer reivindicação ou na especificação como um todo. A referência a um elemento no singular não exclui referências no plural de tais elementos e vice-versa. Uma ou mais das modalidades podem ser implementadas por meio de hardware que compreende vários elementos distintos, e/ou por meio de um computador programado adequadamente. Em uma reivindicação de dispositivo que enumera vários meios, vários desses meios podem ser incorporados por um único item de hardware. O simples fato de certas medidas serem mencionadas em reivindicações dependentes mutuamente diferentes não indica que uma combinação dessas medidas não possa ser usada com vantagem.

Claims (8)

1. Aparelho De Ventilador (10) Com Rastreamento De Componente De Circuito De Ventilação, Configurado Para Fornecer Ventilação Durante Uma Aplicação De Ventilação, Compreendendo: Uma Fonte De Ventilador (12) Que Tem Uma Porta De Saída (52) Configurada Para Fornecer Um Gás De Ventilação, Sendo Que A Porta De Saída É Configurada Para Ser Acoplada Através De Uma Primeira Pluralidade De Componentes De Ventilação A Um Circuito De Ventilação (34) Entre A Fonte De Ventilador (10) E Um Paciente (40); Uma Câmera (14) Configurada Para Capturar Imagens De Pelo Menos Dois Ou Mais Dentre (I) A Fonte De Ventilador (12), (Ii) Um Ou Mais Componentes (36,38,44,46,48,50) Da Primeira Pluralidade De Componentes De Ventilação E (Iii) O Paciente (40); Caracterizado Pelo Aparelho De Ventilador Compreender Adicionalmente: Uma Base De Dados (16) De Imagens De Múltiplas Vistas De Ao Menos Uma Segunda Pluralidade De Componentes De Ventilação Pré-aprovados Para Uso Com Pelo Menos A Fonte De Ventilador (12); E Um Controlador (20) Acoplado De Modo Operacional À Fonte De Ventilador (12), À Câmera (14) E À Base De Dados (16), Em Que O Controlador Inclui Pelo Menos (I) Um Módulo De Controle (22), (Ii) Um Módulo De Reconhecimento E Identificação De Componente (24), (Iii) Um Módulo De Rastreamento De Componente (26) Configurado Para Rastrear Alvos Dentro De Uma Pluralidade De Imagens Em Tempo Real Capturadas Através Da Câmera (14) E Para Detectar Pelo Menos Uma Alteração Nos Alvos Rastreados E (Iv) Um Módulo De Compensação De Ventilação (28), Sendo Que O Módulo De Controle (22) É Configurado Para Controlar Uma Operação Da Fonte De Ventilador (12) Com Parâmetros Operacionais Determinados Como Função De Pelo Menos: (I) Um Algoritmo De Composição De Gás, (Ii) Uma Saída Do Módulo De Reconhecimento E identificação de componente (24) e (iii) uma saída do módulo de compensação de ventilação (28) determinado como função de uma saída do módulo de rastreamento de componente (26), sendo que em resposta aos parâmetros operacionais, a fonte de ventilador (12) emite o gás de ventilação com uma ou mais propriedades de ventilação.

2. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo módulo de reconhecimento e identificação de componente (24) ser configurado para reconhecer ou identificar dentro de uma imagem capturada, por meio de ao menos o teste de igualdade com modelo com as imagens de múltiplas vistas da base de dados (16), pelo menos dois ou mais dentre (i) a fonte do ventilador (12), (ii) um ou mais componentes (36,38,44,46,48,50) da primeira pluralidade de componentes de ventilador, e (iii) uma ou mais características do paciente (40), em que a saída do componente de módulo de reconhecimento e identificação de componente (24) inclui dados indicativos dos pelos menos dois ou mais dentre (i) a fonte do ventilador (12), (ii) um ou mais componentes (36,38,44,46,48,50) da primeira pluralidade de componentes de ventilador e (iii) uma ou mais características do paciente (40).

3. APARELHO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelos alvos rastreados incluírem dois ou mais dentre: (a) a fonte de ventilador reconhecida ou identificada (12 40), (b) o um ou mais componentes reconhecidos ou identificados (36,38,44,46,48,50) dentre a primeira pluralidade de componentes de ventilador, (c) a uma ou mais características reconhecidas ou identificadas do paciente (40) e (d) um ou mais inter-relacionamentos, conexões ou condições físicas dos mesmos, sendo que o módulo de rastreamento de componente é adicionalmente configurado para detectar pelo menos uma alteração no um ou mais inter-relacionamentos, conexões ou condições físicas dos alvos rastreados, sendo que a saída do módulo de rastreamento de componente (26) inclui dados indicativos da pelo menos uma alteração no um ou mais inter-relacionamentos, conexões ou condições físicas dos alvos rastreados.

4. APARELHO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo módulo de compensação de ventilação (28) ser configurado para executar ao menos uma ação selecionada do grupo que consiste em: (i) modificar ao menos uma entrada para o algoritmo de composição de gás em resposta a pelo menos uma alteração detectada no um ou mais inter- relacionamentos, conexões ou condições físicas dos alvos rastreados, sendo que a saída do módulo de compensação de ventilação (28) inclui dados indicativos da pelo menos uma entrada modificada para o algoritmo de composição de gás e (ii) gerar um alarme interno, sendo que o módulo de controle (22) é adicionalmente configurado para implementar um algoritmo de diagnóstico de ventilador em resposta ao alarme interno.

5. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos alvos rastreados incluírem ao menos uma mangueira de ventilador (36), e sendo que a pelo menos uma alteração detectada compreende uma alteração no raio de flexão da mangueira de ventilador (36).

6. APARELHO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pela alteração no raio de flexão da mangueira de ventilador (36) incluir uma transição entre: (i) um primeiro raio de flexão que corresponde ao fato de a mangueira de ventilador ser reta e (ii) um segundo raio de flexão que corresponde ao fato de a mangueira de ventilador ser diferente de reta ou curva.

7. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos alvos rastreados compreenderem uma ou mais conexões no circuito de ventilação (34) entre uma porta de saída (52) da fonte de ventilador (12) acoplada a uma braçadeira de mangueira (50) da tubulação de ventilador (36), sendo que a tubulação de ventilador é acoplada a uma interface de paciente (38) e a interface de paciente acoplada ao paciente (40), e sendo que a pelo menos uma alteração detectada compreende uma desconexão de ao menos uma dentre a uma ou mais conexões.

8. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos alvos rastreados compreenderem uma ou mais características do paciente (40), sendo que as uma ou mais características incluem pelo menos uma dentre cor do paciente e movimentos de parede torácica do paciente, sendo que adicionalmente, a pelo menos uma alteração detectada inclui pelo menos uma dentre uma alteração na cor do paciente além de um valor limite e uma alteração nos movimentos da parede torácica do paciente além de um outro valor limite.