BR202022000262U2 - Disposição introduzida em ventilador pulmonar eletromecânico - Google Patents

Abstract

Novo modelo de Ventilador pulmonar eletromecânico definido por software para utilização em unidades de tratamento intensiva e hospitais. O qual trata-se de um Equipamento eletromédico classe 3, projetado para uso em processos de suporte a vida ou em processos terapêuticos de pacientes com síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA) e quadros semelhantes, em vários estágios de comprometimento do sistema respiratório do paciente. Sendo apresentado em um modelo de baixo custo, de acordo com as normas ABNT IEC 60601 e demais normas aplicáveis, podendo ser utilizado em hospitais de campanha; e um modelo de respirador completo com controle eletrônico avançado e interface simples para ser utilizado em Unidades de Terapia Intensiva, ambos com a mesma base tecnológica e conceitos únicos de mecânica, pneumática e eletroeletrônica, simplificando processos de fabricação, reduzindo custos de produção, teste e calibração e disponibilizando uma plataforma industrial amplamente consolidada para o desenvolvimento do SW do equipamento (Programação IEC-61131-3).

Description

DISPOSIÇÃO INTRODUZIDA EM VENTILADOR PULMONAR ELETROMECÂNICO

[001] Trata a presente invenção de um novo modelo de Ventilador pulmonar eletromecânico definido por software para utilização em unidades de tratamento intensiva e hospitais. O qual trata-se de um Equipamento eletromédico classe 3, projetado para uso em processos de suporte a vida ou em processos terapêuticos de pacientes com síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA) e quadros semelhantes, em vários estágios de comprometimento do sistema respiratório do paciente. Sendo apresentado em um modelo de baixo custo, de acordo com as normas ABNT IEC 60601 e demais normas aplicáveis, podendo ser utilizado em hospitais de campanha; e um modelo de respirador completo com controle eletrônico avançado e interface simples para ser utilizado em Unidades de Terapia Intensiva, ambos com a mesma base tecnológica e conceitos únicos de mecânica, pneumática e eletroeletrônica, simplificando processos de fabricação, reduzindo custos de produção, teste e calibração e disponibilizando uma plataforma industrial amplamente consolidada para o desenvolvimento do SW do equipamento (Programação IEC-61131-3).

CAMPO DE APLICAÇÃO

[002] O Ventilador pulmonar eletromecânico, objeto da presente invenção, tratase de um equipamento eletromédico classe 3, de acordo com a classificação de risco da ANVISA, projetado para uso em processos de suporte a vida ou em processos terapêuticos de pacientes com síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA) e quadros semelhantes, em vários estágios de comprometimento do sistema respiratório do paciente. Com aplicação para o segmento de equipamentos médico hospitalares.

[002] O ventilador refere-se de maneira geral ao campo de ventiladores pulmonares mecânicos/artificiais, mais especificamente a um sistema de ventilação dotado de uma combinação de circuitos pneumáticos, eletromecânicos e de programas de um controlador industrial para modular os gases tanto ar comprimido, como de oxigênio puro, misturando estes gases de forma controlada de acordo com a terapia planejada, tempos de inspiração/expiração, pressão, volume e outras grandezas, suprindo todas as necessidades respiratórias de um paciente, estando o paciente tanto consciente, quanto em estado inconsciente e incapacitado de respirar de modo voluntário. O equipamento é compatível com todos os acessórios de mercado para essa família de instrumento hospitalar e pode ser utilizado tanto no modo invasivo com sonda endotraqueal como no modo não invasivo.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

[003] O Ventilador pulmonar eletromecânico, objeto da presente invenção, tem por objetivo oferecer ao mercado pertinente um equipamento de ambientes de UTI e emergência, que seja versátil, de baixo custo, com peças nacionais (fabricadas), compacto, de manutenção simplificada e Inovador com Modo RCP e visualização de funcionamento na tela e no equipamento. Apresentando um conceito modular que possa ser desmontado e separado por áreas do projeto de funcionalidades.

PROBLEMA A SER RESOLVIDO

[004] Em 20/03/20, a Organização Mundial da Saúde classificou a doença COVID-19 como pandemia. Sem medicamentos e vacinas aprovados no combate da doença, as ações cabíveis são extremamente restritas: Isolamento social e investimento em ventiladores pulmonares mecânicos e EPIs. (Ranney, M. L. et.al. 2020).

[005] Em 20/01/20 foi confirmado o primeiro caso de COVID-19 nos Estados Unidos e em menos de 2 meses a maior potência econômica do planeta anunciava que não teria equipamentos suficientes para atender pacientes em estado crítico. De acordo com o The New York Times, a estimativa para o número de pacientes que precisarão de ventiladores pode chegar a um milhão, onde, a disponibilidade de equipamentos está entre 60 e 160.000 unidades.

[006] Em 26/02/20, o Brasil teve a confirmação do primeiro caso da doença e a estimativa de incidência e necessidade de hospitalização de infectados é alarmante. Nosso país possui pouco mais de 10 fabricantes de respiradores, que juntos, podem produzir mensalmente cerca de 1500 aparelhos. O Brasil possui 65 mil ventiladores, (VEJA de 27/03/2020) e caso as medidas de isolamento não achatem a curva de transmissão da doença, a demanda pode atingir 630 mil unidades no pior cenário e 196 mil no melhor (projeção baseada na curva americana).

[007] No país cada aparelho é vendido, em média, por R$ 54.000,00. Inúmeras ações e iniciativas de caráter global surgiram para apresentar uma resposta rápida ao problema, desde projetos abertos para produção de ventiladores de baixíssimo custo, até projetos tradicionais disponibilizados por fabricantes na internet para que haja colaboração na fabricação emergencial.

[008] Inspirados por este movimento de resposta em combate ao COVID-19, a equipe de pesquisadores da SETUP avaliou mais de 10 projetos disponíveis e constatou dois aspectos críticos: a maioria se preocupou em desenvolver equipamentos de baixíssimo custo, resultando em produtos sem a robustez necessária para o uso contínuo ao longo dos quatorze dias (tempo médio de ventilação mecânica no tratamento COVID19) e não atende aos requisitos mínimos de controle dos indicadores de desempenho das funções vitais que devem ser monitoradas num paciente em estado grave. Além disso, os projetos consolidados de respiradores em operação hoje utilizam um conceito de projeto antigo, circuitos dedicados e não tão simples para operar, exigindo um treinamento avançado de profissionais da saúde.

[009] Na análise do estado da técnica, identificou-se que toda a plataforma que viabiliza os modos de ventilação dos respiradores mecânicos existentes é dedicada e proprietária de seus respectivos fabricantes. Existem diversos artigos científicos discutindo situações específicas de problemas de sincronismo entre o paciente e respirador mecânico, além disso, em entrevistas com especialistas foi observado que os eventos que são considerados pelo ventilador pulmonar para iniciar o ciclo respiratório controlado são confundidos em uma eventual parada cardíaca e o procedimento atual em unidades de tratamento intensivo se resume na desconexão dos ventiladores conectados aos pacientes, no evento de uma parada cardiorrespiratória, e o uso de sistemas manuais de reanimação e ventilação.

[010] Durante a pandemia, diversos sistemas caros e complexos foram desenvolvidos para permitir que os profissionais da saúde operassem o equipamento à distância, evitando a exposição desnecessária ao vírus,

[011] Os equipamentos pesquisados e existentes no mercado não estão preparados para recursos avançados de telemedicina, monitoramento remoto entre outros. Não existe um consenso sobre os modos de ventilação mais apropriados e cada fabricante apresenta uma estratégia levemente diferente entre as opções de seus pares sem que exista padronização ou mesmo dificultando a comparação dos recursos disponíveis entre os produtos de prateleira.

[012] A presente invenção utiliza um controlador programável industrial, e outros componentes de alta robustez, adaptados para aplicação em equipamentos médico hospitalares. O controlador possui diversas portas de comunicação digital, além de um servidor web Server interno, e protocolos MODBUS, OPCUA e MQTT, que permitem que o ventilador faça interações diretas com serviços de telemedicina, internet das coisas, e outros programas de conectividade de instrumentos e órgãos de instituições de saúde governamentais como o programa de inovação Saúde 4.0

[013] A invenção possui também um botão de emergência do tipo cogumelo, para seleção rápida de um programa de ressuscitação cardíaca, eliminando a necessidade de desconexão entre o paciente e o ventilador em eventos de parada cardiorrespiratória, além de dispensar a obrigatoriedade de dois profissionais de saúde para este procedimento (um profissional para as massagens cardíacas e outro para acionar manualmente o “AMBU BAG”). A funcionalidade reduz o tempo de resposta da equipe em eventos de parada cardíaca e aumentam as probabilidades de recuperação do paciente.

[014] Além de trabalhar com modos de ventilação com nomenclaturas reconhecidas pela comunidade acadêmica, e permitir a programação e implementação de novos modos de ventilação, o equipamento possui um modo específico para o uso de sondas endotraqueais intermitentes. Estas sondas só aplicam pressão na traqueia do paciente na fase inspiratória, e aliviam essa pressão na fase expiratória, e possuem inúmeros benefícios no processo terapêutico de pacientes em uso prolongado de ventiladores pulmonares. Para evitar a aferição incorreta do fluxo expiratório pelo equipamento, devido às particularidades do uso deste tipo de sonda, esse modo de ventilação específico compensa eletronicamente a leitura ou medição desta grandeza, de modo que as indicações na tela do equipamento permaneçam coerentes e confiáveis com a realidade do paciente durante o ciclo respiratório – Essa compensação não existe em nenhum dos ventiladores de mercado.

[015] Assim, a presente invenção consistiu em melhorias construtivas e de usabilidade para dois modelos de ventiladores portáteis: um modelo de baixo custo, que contenha o mínimo de funções para ser testado e calibrado de acordo com as normas ABNT IEC 60601 e demais normas aplicáveis, podendo ser utilizado em hospitais de campanha; um modelo de respirador completo com controle eletrônico avançado e interface simples a ser utilizado em Unidades de Terapia Intensiva, ambos com a mesma base tecnológica e conceitos únicos de mecânica, pneumática e eletroeletrônica, simplificando processos de fabricação, reduzindo custos de produção, teste, calibração e disponibilizando uma plataforma industrial amplamente consolidada para o desenvolvimento do SW do equipamento (Programação IEC-61131-3).

ESTADO DA TÉCNICA

[016] Ventiladores pulmonares existem desde a década de 50, e podem ser encontrados documentos de patente das invenções mais recentes depositadas relativas ao tema, porém nenhum desses documentos revela um ventilador pulmonar que possua configuração da disposição introduzida, conforme descrita nesta invenção. Dentre esses documentos podem-se destacar os seguintes:

[017] O documento de patente US2019381264, VENTILATOR APPARATUS AND SYSTEM OF VENTILATION, que descreve um ventilador (10) para ser usado por um clínico no apoio a um paciente que apresenta sofrimento pulmonar. Um módulo controlador (20) com uma tela de toque (26) opera uma fonte de gás de pressão positiva ou negativa (40) que se comunica com o paciente intubado ou com pressão negativa configurada através de portas de alimentação e exaustão com válvula (46) (42,44). Uma variedade de sensores posicionados de porta periférica, central ou de alimentação/exaustão (54) podem ser incluídos para medir pressão, taxa de fluxo volumétrico, concentração de gás, transdutor e trabalho respiratório da parede torácica. Módulos e rotinas inovadores (30) são incorporados ao módulo do controlador, permitindo protocolos e modelos de ventilação autoajustáveis híbridos que são compatíveis com quase todas as técnicas concebíveis, conhecidas, contempladas e prospectivas, e que estabelecem controles rigorosos configurados para se adaptar rapidamente até mesmo a pequenas respostas do paciente com grande precisão para maximizar a ventilação e o recrutamento enquanto minimiza os riscos de lesão, atelectasia e dias prolongados de ventilação;

[018] O documento de patente WO2007101124 (BRPI0715563, VENTILATOR FOR RAPID RESPONSE TO RESPIRATORY DISEASE CONDITIONS, onde a presente invenção se refere genericamente ao campo dos ventiladores e, mais especificamente, a um sistema de ventilação que trata do desconforto respiratório devido ao início de um estado de doença epidêmica ou pandêmica. Em particular, a presente invenção é um sistema de ventilação que pode ser fabricado rapidamente com requisitos mínimos de habilidade e empregado rapidamente em resposta a doenças respiratórias epidêmicas. Em uma modalidade, a presente invenção é direcionada a um ventilador com uma entrada de gás, um conduíte de inalação conectado à entrada de gás, uma válvula de controle de fluxo do paciente, operacionalmente conectada à entrada de gás através do conduíte de inalação, uma interface do paciente, separada do conduíte de inalação pela válvula de controle de fluxo e um mecanismo de fechamento de gás que detecta um estado de pressão no conduto de inalação;

[019] O documento de patente US2009133695, MECHANICAL VENTILATOR SYSTEM, onde o sistema de ventilação mecânica é um sistema de respiração artificial compacto e portátil. Um gerador de vórtice de pressão negativa fornece uma mistura de FiO2 de um misturador de ar-oxigênio ao paciente durante as inalações do paciente, mas permanece ocioso durante as exalações do paciente. Os gases de escape gerados pelo paciente são liberados por meio de uma válvula de escape. Durante a operação, o nível de saturação de oxigênio do paciente é medido por uma sonda infravermelha de pulso de oxigênio e um autorregulador de FiO2 está em comunicação com a sonda para receber os sinais do nível de saturação de oxigênio. O autorregulador de FiO2 é acoplado ao misturador de ar-oxigênio para controlar a proporção de oxigênio da mistura de FiO2. Um sensor automático de fluxo de pressão é acoplado hidraulicamente às vias aéreas do paciente para controlar a atuação do gerador de vórtice de pressão negativa. O sensor de fluxo automático é acoplado a um controlador, que aciona um circuito de disparo do gerador de vórtice em comunicação com o gerador de vórtice;

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[020] A seguir faz-se referência às Figuras que acompanham este relatório descritivo, para melhor entendimento e ilustração do mesmo, onde se vê:

[021] A Figura 1 mostra um esquema de uma montagem externa do Ventilador pulmonar eletromecânico, objeto da presente invenção, em 3 partes: Frente (2), onde a IHM é posicionada, com os botões de emergência (aciona modo RCP) e Liga/Desliga (“On/Off”). A traseira (3) é o complemento da primeira peça e nela é colocado o alojamento das baterias, tomada com chave geral, uma porta ethernet para comunicação/manutenção e o local de encaixe da alça. A peça que une ambas está localizada no centro da montagem (1).

[022] A Figura 2 mostra um esquema do alojamento da bateria (4), para comportar as duas baterias (5) que o ventilador utiliza para ter autonomia, onde o sistema permite "troca a quente" de baterias como opcional.

[023] A Figura 3 mostra um esquema da disposição das áreas internas do ventilador, separadas entre pneumática e elétrica/eletrônica, onde se ilustra a base de sustentação do equipamento (10), o conjunto de componentes pneumáticos (9), o conjunto de componentes elétricos/eletrônicos (7), a estrutura de sustentação e separação entre área “molhada” e “seca” (8), e o topo, reservado ao controlador IEC-61131-3 (6)

[024] A Figura 4 mostra um esquema do Equipamento Ventilador pulmonar eletromecânico, objeto da presente invenção montado, onde a carcaça (11) recebe a IHM (12), botão de emergência para acionar o modo RCP (13), botão Liga/Desliga (“On/Off”) do equipamento com selo de proteção contra desligamento acidental (14). A lateral do ventilador (16) possui as entradas de ar e oxigênio (15) que são fornecidos pelo hospital e as placas de sinalização visual de cores (17) para identificação do funcionamento do ventilador (ventilando, standby e alarmes).

[025] A Figura 5 mostra um esquema do Equipamento Ventilador pulmonar eletromecânico, objeto da presente invenção, montado, com uma alça para auxiliar movimentação do equipamento (18), tomada com chave geral e fusível de proteção (19), entrada para cabo ethernet para comunicação e manutenção (21), tampa do alojamento das baterias (20), saída de ar para o paciente (22).

[026] A Figura 6 mostra um esquema do circuito pneumático, que é conectado na infraestrutura do hospital com o suprimento de ar comprimido e de oxigênio puro, tanto por encanamento dedicado quanto por sistema de cilindro de gás, enquanto que a figura 7 mostra os esquemas de funcionamento com detalhamento maior da CPU do Equipamento Ventilador pulmonar eletromecânico, objeto da presente invenção.

[027] As Figuras 8 a 21 representam de forma completa o gerenciamento de toda a lógica de controle do Ventilador pulmonar eletromecânico, objeto da presente invenção, incluindo todos os modos de ventilação, o que ocorre na área seca, composta por circuitos elétricos e eletrônicos.

[028] As Figuras 22 a 25 mostram exemplos de funcionamento pela exibição na tela do Ventilador pulmonar eletromecânico, onde visualiza-se que as interfaces também possuem os recursos de gerenciamento de erros, explicações dos modos de funcionamento, gráficos que auxiliam o entendimento da condição do paciente e previsões de parâmetros de uso adulto e pediátrico (a partir de 2 anos).

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[029] O Ventilador pulmonar eletromecânico, objeto da presente invenção, trata-se de um equipamento de ventilação pulmonar forçada alimentado por energia elétrica compreendendo uma carcaça (11), com uma parte frontal (2) onde uma IHM (Interface Homem Máquina) (12) é posicionada, com botões de emergência (13) que acionam o modo RCP (Ressuscitação Cardiopulmonar) e Liga-Desliga (“On/Off”) com selo de proteção contra desligamento acidental. Já na parte traseira (3), apresenta-se o alojamento das baterias (4), tomada com chave geral, uma porta ethernet para comunicação/manutenção e alça de manuseio, com a parte frontal e traseira unidas no centro da montagem (1).

[030] O Alojamento da bateria (4), por questões de segurança para as pessoas e para os componentes internos do ventilador, trata-se de uma peça de alumínio maciço para comportar as duas baterias (5), de maneira que as mesmas fiquem isoladas do restante do equipamento, sem estarem expostas a nenhum componente interno ou a nenhuma parte que realiza troca gasosa ou entra em contato direto com o paciente ou o operador, de modo a se suprimir o risco de acidentes no caso de falha das baterias, que são utilizadas pelo equipamento para que o mesmo tenha autonomia mínima de duas horas.

[031] O Ventilador pulmonar eletromecânico apresenta uma disposição das áreas de funcionamento separadas entre pneumática e elétrica/eletrônica, esta última contendo um PLC (controlador lógico programável) que é responsável pelo controle de sensores e válvulas e que está disposto no topo (6) apoiado na base de separação (8) composta por uma peça de separação de policarbonato entre a área pneumática e área elétrica. Os componentes de gerenciamento de energia estão logo abaixo apoiados também na peça base de separação (8). A área da pneumática (9) é montada na base do ventilador (10), facilitando o acesso ao circuito pneumático.

[032] A lateral da carcaça (11) do ventilador (16) possui as entradas de ar e oxigênio (15) que são fornecidos pelo hospital e as placas de sinalização visual de cores para identificação do funcionamento do ventilador (ventilando, standby e alarmes), sensores e circuito de medição de pressão e fluxo.

[033] O Equipamento Ventilador pulmonar eletromecânico apresenta uma alça para auxiliar movimentação do equipamento (18), tomada com chave geral e fusível de proteção (19), entrada para cabo ethernet para comunicação e manutenção (21), tampa do alojamento das baterias (22), saída de ar para o paciente (22).

[034] As peças foram projetadas visando a resistência dos materiais, durabilidade, flexibilidade, manutenção, entre outros aspectos que o ambiente hospitalar requer.

[035] Os alarmes são distribuídos em 3 níveis de prioridade que se dividem entre baixa, média e alta prioridade. Além do alarme sonoro o ventilador possui placas de led nas laterais para identificação do alarme atual. Além da exibição dos alarmes, as placas também têm a função de visualização da atividade respiratória do paciente, através da qual é possível observar o comportamento do paciente de acordo com o fluxo respiratório representado nas placas, além dos gráficos em tempo real na tela do ventilador. Conforme mostrado nas Tabelas 1 e 2, abaixo
Tabela 1 - Características de identificação das categorias de alarme

[036] Para evitar o desligamento acidental do equipamento, foi adicionado outro botão que ao ser pressionado inicia o funcionamento do ventilador, além da chave geral que está na parte de trás do equipamento. Ao ligar e concluir a inicialização o led do botão é ativado e assim permanece. Iniciando qualquer modo de ventilação o selo de proteção é ativado, portanto, se o botão for pressionado novamente durante o funcionamento de qualquer modo o LED do botão começará a piscar e o ventilador não será desligado. O ventilador somente poderá ser encerrado pelo botão frontal se o modo de ventilação for finalizado, neste caso o botão piscará 5 vezes e o equipamento desligado.

[037] O Botão de emergência é usado para ativar o modo de emergência RCP (Ressuscitação Cardiopulmonar respiratória) caso o paciente entre em parada respiratória, de tal forma que, ao ser acionado o botão, inicia-se o modo RCP, o que evita a necessidade de remover todos os equipamentos do paciente. Este modo auxilia na manobra de ressuscitação, da seguinte forma: o ventilador não entende quaisquer flutuações no fluxo inspiratório/expiratório do paciente como necessidade de inspiração (como ocorre nos outros modos de operação do ventilador) e apenas mantém o fluxo contínuo, respeitando a manobra, e fornecendo ar entre os intervalos. A vantagem é o ganho de tempo para início da manobra sem a necessidade de desligamento do ventilador do paciente.

[038] O Ventilador pulmonar eletromecânico, objeto da presente invenção, é dividido em duas seções, uma delas denominada de “área molhada”, que é a região do equipamento que concentra todos os circuitos pneumáticos do equipamento, que podem conter oxigênio puro (que possui risco de explosão na presença de faíscas e descargas elétricas parciais), ou podem sofrer contaminação por ação humana ou material biológico proveniente dos pacientes. A outra seção do equipamento, denominada de “área seca”, agrupa todos os demais subconjuntos formados por circuito elétricos e circuitos eletrônicos do equipamento. A separação descrita foi desenhada visando o mais alto nível de segurança de operação do equipamento, bem como facilitar os procedimentos de limpeza e manutenção do equipamento que possui interface com os pacientes e pode ser exposto a material biológico contagioso como vírus e bactérias.

[039] A área molhada, que contém o circuito pneumático, pode ser facilmente destacada do produto para higienização e manutenção. O circuito pneumático, descrito na Figura 7, é conectado na infraestrutura do hospital com o suprimento de ar comprimido e de oxigênio puro, tanto por encanamento dedicado quanto por sistema de cilindro de gás, a pressão mínima de trabalho do equipamento é de 3 BAR. O circuito é composto por reguladores de pressão máxima nas vias de ar comprimido e oxigênio, elementos de segurança intrínseca, e duas válvulas proporcionais de fluxo que executam duas funções: A mistura controlada dos gases, alterando a proporção de FiO2 (razão de saturação de oxigênio presente na fase inspiratória), e a forma como o ar é fornecido ao paciente de acordo com o modo de ventilação selecionado, sendo possível ventilar o mesmo com pressão controlada, com volume controlado, e todas as outras modulações dos gases úteis para o suporte à vida e processos terapêuticos.

[040] A área seca, composta por circuitos elétricos e eletrônicos, é responsável pelo gerenciamento de toda a lógica de controle do aparelho, incluindo todos os modos de ventilação, como exemplificado nas Figuras 8 a 21. Onde os modos de ventilação do nosso equipamento estão listados na Tabela 3, abaixo, inclusive o protocolo COVID: Sendo estes PRVC, VCV, PCV, PCOV (COVID), VS, PS, CPAP, SIMV, Bi-LEVEL, RCP e NIV.

[041] O Ventilador pulmonar eletromecânico, objeto da presente invenção, tem seu funcionamento realizado e controlado através da IHM (Interface HomemMáquina) que entrega o recurso de interação e controle de parâmetros para o operador através de uma interface harmoniosa e intuitiva. Nas telas também se disponibilizam os recursos de gerenciamento de erro, explicações dos modos e funcionamentos, gráficos que auxiliam o entendimento da condição do paciente, previsões de parâmetros de uso adulto e pediátrico (a partir de 2 anos). Todos os comandos do equipamento são interpretados pelo CLP, que é o mestre da estrutura e envia e recebe sinais elétricos através dos circuitos descritos abaixo:

[042] A “área seca”, que agrupa todos os demais subconjuntos formados por circuito elétricos e circuitos eletrônicos do equipamento do projeto elétrico: realiza a conversão da alimentação de 127/220 Vca e alimenta o circuito de gerenciamento de bateria que também identifica se o equipamento está sendo alimentado pela bateria ou por alimentação externa e comuta automaticamente. A partir desse ponto há a alimentação de todos os equipamentos elétricos como o CLP e seus cartões digitais e analógicos, a IHM, a placa do circuito dos sensores, as placas de LED e os sensores ativos.

[043] A “área seca” realiza o gerenciamento da energia utilizado para alimentar o aparelho, gerencia as placas de LED para sinalização, retifica a tensão de entrada, seleciona a tensão de entrada automaticamente, regula a tensão para 24 e 5 Vdc e alimenta os sensores de pressão do ventilador.

[044] A compactação e conservação desses sistemas eletroeletrônicos é realizado pela estrutura mecânica que suporta esses equipamentos e tem um design moderno e inovador.

[045] As Especificações técnicas do Ventilador pulmonar eletromecânico, objeto da presente invenção, estão mostradas na Tabela 4, abaixo:

[046] Desta forma, a disposição introduzida no ventilador pulmonar eletromecânico, objeto da presente invenção, conforme descrita acima, apresenta uma configuração nova e única que lhe configura grandes vantagens em relação aos ventiladores pulmonares atualmente utilizados e encontrados no mercado. Dentre essas vantagens podem-se citar: o fato de sua concepção ser orientada por diretrizes claras e objetivas, como: um alto nível de nacionalização de partes e peças com foco na redução do custo e independência de suprimentos importados; uma arquitetura modular reduzindo custos de fabricação, atribuindo características de segurança intrínseca, e facilitando a manutenção do equipamento; uma plataforma padronizada e modos de ventilação e periféricos definidos por software, com foco na flexibilidade e capacidade de evolução dos recursos disponíveis no produto com esforço mínimo de desenvolvimento; com disponibilidade de servidores e protocolos de comunicação que permite a implementação robusta de recursos de telemedicina e monitoramento remoto das grandezas medidas pelo equipamento; apresentando implementação de um modo de ventilação RCP (Ressuscitação Cardiorrespiratória) inovador, que prepara em menos de 100 milissegundos o equipamento para situações de emergência e protocolos de ressuscitação cardiorrespiratória, e impede que as estratégias de detecção automática de início de ciclo inspiratório sejam confundidas com a manipulação mecânica forçada da caixa torácica do paciente, onde o recurso reduz consideravelmente o tempo de atuação de socorrista e aumenta as chances de sobrevivência do paciente; e por fim ser adequado ao Protocolo COVID no Modo de ventilação inovador que prevê o uso de uma sonda endotraqueal intermitente que infla o balonete de vedação da sonda apenas no ciclo inspiratório, e proporciona um alívio de vedação no ciclo expiratório. Em estudos realizados com esse tipo de sonda, identificou-se que essa estratégia é ideal para usos prolongados de intubação do paciente, reduzindo a probabilidade de danos colaterais do processo ao paciente, entre outros benefícios assépticos. O modo de ventilação proposto compensa os erros de medição de fluxo expiratório na fase de alívio da sonda, permitindo que as grandezas medidas durante os ciclos sejam válidas para análise.

[047] Além disso ao Ventilador pulmonar eletromecânico oferece baixo custo com peças nacionais (fabricadas), é compacto , inovador na visualização de funcionamento na tela e no equipamento, é versátil para ser utilizado em ambiente de UTI e em emergência e possui rotina de calibração dotada de facilidade de execução.

[048] Manutenção simplificada uma vez que o Equipamento permite ser desmontado e separado por áreas de funcionamento.

[049] A fabricação do equipamento visa priorizar componentes nacionais que facilitem a produção sem depender de importações.

[050] Assim, pelas características de configuração e funcionamento, acima descritas, pode-se notar claramente que a DISPOSIÇÃO INTRODUZIDA EM VENTILADOR PULMONAR ELETROMECÂNICO, trata-se de um dispositivo novo para o Estado da Técnica o qual reveste-se de condições de inovação, ato inventivo e industrialização inéditas, que o fazem merecer o Privilégio de Patente de Modelo de Utilidade.

Claims (4)

1. VENTILADOR PULMONAR ELETROMECÂNICO, um equipamento de ventilação pulmonar forçada alimentado por energia elétrica compreendendo uma carcaça (11), com uma parte frontal (2) onde uma IHM (Interface Homem Máquina) (12) é posicionada, com botões de emergência (13) que acionam o modo RCP (Ressuscitação Cardiopulmonar) e Liga-Desliga (“On/Off”) (14) com selo de proteção contra desligamento acidental, onde a parte traseira (3) apresenta um alojamento das baterias (4), tomada com chave geral, uma porta ethernet para comunicação/manutenção e o local de encaixe da alça de manuseio, e com a parte frontal e traseira unidas no centro da montagem (1), caraterizado por apresentar uma disposição das áreas de funcionamento separadas entre pneumática e elétrica/eletrônica, através da base de separação (8) composta por uma peça de separação de policarbonato, situando-se na área elétrica/eletrônica, o PLC (controlador lógico programável), disposto no topo (6) do equipamento, que apresenta gerenciamento de fluxo, volume e pressão controlado e sintetizado por SW, conferindo a capacidade de se revisar, melhorar e adicionar novas funcionalidades ao projeto do equipamento sem necessidade de revisão de projeto mecânico, elétrico e eletrônico; onde os componentes de gerenciamento de energia estão logo abaixo apoiados também na peça base de separação (8), e com a área da pneumática (9) montada na base do ventilador (10); onde o alojamento da bateria (4), trata-se de uma peça de alumínio maciço para comportar as duas baterias (5), a lateral da carcaça (11) do ventilador (16) possui as entradas de ar e oxigênio (15) placas de sinalização visual de cores para identificação do funcionamento do ventilador (17), sensores e circuito de medição de pressão e fluxo; onde ainda apresenta uma alça para auxiliar na movimentação do equipamento (18), tomada com chave geral e fusível de proteção (19), entrada para cabo ethernet para comunicação e manutenção (21), tampa do alojamento das baterias (20), que permite acesso às mesmas para “troca a quente”, como opcional, saída de ar para o paciente (22); onde a peça base de separação entre as áreas de pneumática e elétrica/eletrônica divide o equipamento em duas seções, a “área molhada” que é a região do equipamento que concentra todos os circuitos pneumáticos do equipamento, e a “área seca”, que é a região que agrupa todos os demais subconjuntos formados por circuito elétricos e circuitos eletrônicos do equipamento.
2. VENTILADOR PULMONAR ELETROMECÂNICO, de acordo com a reivindicação 1, caraterizado pelos alarmes serem distribuídos em 3 níveis de prioridade; onde além do alarme sonoro o ventilador possui placas de led nas laterais para identificação do alarme atual, e visualização do comportamento do paciente de acordo com o fluxo representado nas placas e gráficos em tempo real na tela.
3. VENTILADOR PULMONAR ELETROMECÂNICO, de acordo com a reivindicação 1, caraterizado por apresentar um Botão de emergência que é usado para ativar o modo de emergência RCP (Ressuscitação Cardiopulmonar), caso o paciente entre em parada respiratória, e uma chave geral na parte de trás do equipamento.
4. VENTILADOR PULMONAR ELETROMECÂNICO, de acordo com a reivindicação 1, caraterizado pelo Modo de ventilação prever o uso de uma sonda endotraqueal intermitente que infla o balonete de vedação da sonda apenas no ciclo inspiratório, e proporciona um alívio de vedação no ciclo expiratório, e o Modo RCP viabilizar o paciente a continuar utilizando o ventilador em casos de paradas respiratória.

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