BRPI0705091B1 - Sistema de controle de ventilação pulmonar mecânica - Google Patents

Abstract

MÉTODO E SISTEMA DE CONTROLE DE VENTILAÇÃO PULMONAR MECÂNICA A presente invenção refere-se a um sistema de controle de ventilação pulmonar mecânica com banda de volume, mais particularmente a um sistema para administração de ciclos respiratórios em pacientes. Preferencialmente, ditos ciclos respiratórios sendo controlados por pressão, de forma que os volumes inspirados pelo paciente se mantenham dentro de uma banda de volume, compreendendo um limite de volume inferior e outro limite de volume superior, que são pré-determinados. Mais especificamente, o sistema de ventilação segundo a presente invenção permite que os volumes inspiratórios dos ciclos respiratórios controlados por pressão variem dentro de uma faixa pré-estabelecida, limitando o volume máximo e/ou aumentando o nível de pressão de forma a manter os volumes recebidos pelo paciente acima de um volume minimo, preservando dessa maneira o padrão de variabilidade natural observado na respiração humana, ao mesmo tempo assegurando a administração de volumes dentro de limites pré estabelecidos.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um método de controle de ventilação pulmonar mecânica com banda de volume, mais particularmente a um método que utiliza um sistema para administração de ciclos respiratórios em pacientes de modo seguro. Preferencialmente, ditos ciclos respiratórios são controlados por pressão, de forma que os volumes inspirados pelo paciente se mantenham dentro de uma banda de volume, compreendendo um limite de volume inferior e outro limite de volume superior, que são pré-determinados.

[002] Mais especificamente, o método segundo a presente invenção compreende um sistema de ventilação que permite que os volumes inspiratórios dos ciclos respiratórios controlados por pressão variem dentro de uma faixa pré-estabelecida, limitando o volume máximo e/ou aumentando o nível de pressão de forma a manter os volumes recebidos pelo paciente acima de um volume mínimo. Dessa maneira, preservando o padrão de variabilidade natural observado na respiração humana, ao mesmo tempo, assegurando a administração de volumes dentro de limites pré-estabelecidos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] Os pacientes que requerem ventilação artificial geralmente são conectados a ventiladores pulmonares que administram, de forma cíclica, por meio de pressão positiva, volumes correntes de uma mistura composta por ar e oxigênio. Em uma fase aguda da insuficiência respiratória, geralmente o paciente é sedado ou encontra-se no estado de apneia, ou seja, não há esforços respiratórios, e a ventilação mecânica é realizada por meio de ciclos controlados.

[004] Os ciclos controlados, geralmente, podem ser do modo volume controlado ou pressão controlada. Os ciclos com volume controlado apresentam um padrão de fluxo fixo e qualquer mudança na mecânica respiratória resulta em alteração da pressão na via aérea do paciente. Já o modo com pressão controlada, mantém constante a pressão na via aérea do paciente, apresentando um fluxo de demanda livre, e consequentemente o volume é variável.

[005] Quando o paciente revela algum esforço inspiratório, os ciclos podem ser sincronizados com o esforço do paciente, e passam a ser designados ciclos assistidos. No caso dos ciclos assistidos, o modo com volume controlado, apesar de ser sincronizado com o esforço inicial do paciente, não permite o sincronismo do fluxo ao longo do ciclo, resultando em desconforto para o paciente. Por outro lado, o modo com pressão controlada, permite ao paciente modular o fluxo inspiratório, porém não assegura o volume corrente resultante.

[006] Em uma fase onde o paciente tem maior controle sobre a ventilação, podem ser disponibilizados ciclos espontâneos através do ventilador. Geralmente, esses ciclos são parcialmente assistidos pelo ventilador por meio de um suporte de pressão similar ao utilizado no modo de pressão controlada. Também nesse caso, a falta de controle sobre o volume é um dos pontos críticos, principalmente em pacientes no início do processo de desmame do ventilador.

[007] Na patente US 5.582.163, cuja prioridade é a patente PI 9304638-3 da própria depositante, o problema de segurança com relação ao volume em ciclos com pressão controlada foi solucionado. Isso, devido à combinação dos modos com volume controlado e com pressão controlada em um único ciclo, sendo esta modalidade designada VAPS.

[008] Os ciclos na modalidade VAPS têm seu volume mínimo assegurado, podendo em alguns casos, ultrapassar o volume ajustado.

[009] A compensação de volume nos ciclos VAPS é obtida através de um fluxo controlado que acaba por elevar a pressão além do nível da pressão controlada, resultando em um modo de fluxo misto. Na modalidade VAPS a compensação de volume ocorre a cada ciclo, resultando em um modo de volume constante em todos os ciclos, sendo que a pressão e o volume nunca serão inferiores aos programados.

[0010] Uma alternativa ao modo VAPS, é a modalidade VS (Volume Support), cujos ciclos são basicamente controlados pela pressão, e onde, baseando-se na medida do volume exalado pelo paciente em três ciclos consecutivos, o ventilador realiza o ajuste do nível de pressão requerido para atingir-se o volume programado. Um problema encontrado no modo VS, descrito na literatura (Jaber et al 2005), ocorre em situações que o paciente aumenta sua demanda ventilatória, ou seja, quando o paciente demanda um volume corrente superior ao ajustado. Nessa situação, o ventilador, após três ciclos onde o paciente conseguiu elevar seu volume corrente, incorretamente, diminui o nível de suporte de pressão, podendo conduzir o paciente a uma situação de dispneia e causar fadiga muscular.

[0011] A patente US 6.679.258 introduz algumas melhorias ao modo VS, particularmente ao permitir a compensação da resistência e da impedância do sistema respiratório, mantendo, entretanto, um único valor alvo de volume. Porém, dessa forma, mantém-se o potencial risco de diminuição inadvertida do suporte ventilatório em caso de aumento da demanda do paciente.

[0012] Em outro sistema descrito na patente US 7.011.091, o nível de pressão inspiratório é ajustado baseando-se na diferença entre um volume alvo ajustado e a média dos volumes de um determinado número de ciclos respiratórios. Essa abordagem permite uma variação de volume em cada ciclo, entretanto, não consegue controlar os limites mínimos e máximos de cada ciclo. Portanto, existe o risco de se administrar ciclos com volumes insuficientes ou volumes excessivos. Além disso, como a pressão é ajustada em função de um volume alvo, caso o paciente demande volumes superiores ao ajustado, o sistema irá, da mesma forma que no caso do modo VS, reduzir a pressão inspiratória, exacerbando a dispneia do paciente.

[0013] A patente US 5.647.350 descreve uma abordagem distinta para um sistema de controle de fluídos biológicos, cuja finalidade é duplicar o padrão de variabilidade encontrado na natureza. Nesse documento, é descrito um exemplo onde um ventilador pulmonar foi ajustado, por meio de um computador, utilizando-se um algoritmo, com um padrão de variabilidade de volume e frequência pré-estabelecidos. Obteve-se uma melhor oxigenação em animais de experimentação, quando comparado com uma ventilação com volume e frequência constante. Do ponto de vista de aplicação clínica, o estabelecimento de um padrão de variabilidade pré-definido é de difícil implementação.

[0014] Inicialmente o padrão ideal ou indicado pode estar relacionado com a idade, peso, patologia, ou outros fatores, cujo estabelecimento ainda não encontra referências cientificamente comprovadas. Além disso, o ajuste de um fator de variabilidade irá demandar um longo período de experimentação, validação, padronização e treinamento, de acordo com procedimentos baseados em evidências.

[0015] Por outro lado, estudos clínicos demonstram a existência de um padrão de variabilidade natural na respiração espontânea ou assistida de pacientes, incluindo pacientes neonatais, e seus potenciais efeitos benéficos. A variabilidade do padrão respiratório está associada, por exemplo, ao sucesso no desmame da prótese ventilatória, além de repercussão positiva na mecânica respiratória e trocas gasosas.

[0016] Esse padrão de variabilidade é praticamente suprimido pelo uso dos atuais modos de ventilação, onde, por meio de diversas técnicas, busca-se atingir e manter um volume alvo pré-definido.

[0017] Em face do acima exposto, fica claro que existe a necessidade de aprimoramento dos modos de ventilação atuais, no sentido de, ao mesmo tempo, assegurar a manutenção de limites seguros de ventilação, e preservar um grau de variabilidade natural presente na respiração espontânea dos pacientes.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[0018] Portanto, é objetivo da presente invenção prover um método e um sistema de controle de ventilação pulmonar mecânica que soluciona os inconvenientes e/ou melhore os sistemas respiratórios artificiais conhecidos no estado da técnica.

[0019] Mais particularmente, é objetivo da presente invenção, um um método que compreende um sistema de controle de ventilação pulmonar que controla de forma eficaz e segura o volume inspirado por pacientes, mantendo referido volume dentro de uma banda de volume que compreende limites inferior e superior pré-determinados.

[0020] Ainda é objetivo da presente invenção um método cujo sistema de controle da ventilação pulmonar elimina os riscos do paciente inalar um volume insuficiente ou exagerado de ar e oxigênio durante a ventilação pulmonar mecânica, consequentemente, reduzindo as chances de problemas secundários aos pacientes devido ao comprometimento do sistema respiratório.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DAS FIGURAS

[0021] A fim de permitir uma melhor compreensão do sistema de controle de ventilação pulmonar, segundo a presente invenção, serão descritas pormenorizadamente as figuras em anexo, que representam: Figura 1: Representação esquemática de um ventilador conectado ao paciente de acordo com a presente invenção; Figura 2: Representação das curvas de pressão, fluxo e volume de um paciente hipotético, ilustrando ciclos controlados com variações de volume no extremo superior da banda de segurança de acordo com o sistema de controle objeto da presente invenção; Figura 3: Representação das curvas de pressão, fluxo e volume de um paciente hipotético, ilustrando ciclos controlados com variações de volume no extremo inferior da banda de segurança de acordo com o sistema de controle objeto da presente invenção; Figura 4: Representação das curvas de pressão, fluxo e volume de um paciente hipotético, ilustrando ciclos espontâneos com variações de volume no extremo superior da banda de segurança de acordo com o sistema de controle objeto da presente invenção; e Figura 5: Representação das curvas de pressão, fluxo e volume de um paciente hipotético, ilustrando ciclos espontâneos com variações de volume no extremo inferior da banda de segurança de acordo com o sistema de controle objeto da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0022] Na Figura 1 está representado esquematicamente um sistema de ventilação típico, do tipo contemplado pelo sistema de controle da presente invenção, compreendendo uma válvula de controle de fluxo e pressão 3 conectada a uma fonte de gás 11, que controla o fluxo inspiratório através de um tubo inspiratório 7 conectado ao paciente 12 através de um conector tipo “Y” 10. A partir do paciente 12 o gás é exalado através de um tubo expiratório 9, ligado ao outro extremo do conector “Y” 10, de acordo com o controle de uma válvula de exalação 4. A pressão na via aérea do paciente é transmitida do conector “Y” 10 que está ligado em um transdutor de pressão 6 através de um tubo 8.

[0023] O fluxo inspiratório é medido pelo transdutor de fluxo 5 localizado a jusante da válvula de controle de fluxo e pressão 3. Ambos os sinais de fluxo inspiratório e pressão na via aérea, provenientes dos transdutores de fluxo 5 e pressão 6, em conjunto com os parâmetros ajustados através do painel de controle 1, são utilizados pela unidade de controle central 2 para servo controlar as válvulas de fluxo e pressão 3 e exalação 4.

[0024] As válvulas de controle de fluxo e pressão 3 e de exalação 4 são, preferencialmente, servo controladas por microprocessador, entretanto, podem ser do tipo acionadas por meio de solenoides e/ou pneumáticas. Além de contemplar a configuração típica de um sistema de ventilação, conforme detalhado na Figura 1, a presente invenção não se limita a essa configuração, contemplando outras alternativas comumente utilizadas, ou ainda futuras alternativas que um técnico no assunto saberá definir oportunamente.

[0025] Por exemplo, a presente invenção contempla ainda um sistema onde a função da válvula de fluxo e pressão, alimentada por uma fonte de gás externa, é realizada por meio de um compressor ou turbina; ou um sistema onde o circuito respiratório apresenta apenas um ramo inspiratório e onde a função da válvula de exalação é realizada por meio de um simples orifício na conexão do paciente; ou um sistema onde o fluxo inspiratório e/ou a pressão são medidos em posições distintas ou ainda medidos ou estimados através de meios distintos.

[0026] A presente invenção contempla tanto sistemas de ventilação destinados à ventilação invasiva, como sistemas destinados à ventilação não invasiva, levando-se em consideração as correções necessárias para compensação do volume de gás perdido, por exemplo, nas interfaces.

[0027] De acordo com os objetivos da presente invenção, o método de controle de ventilação compreende um sistema que utiliza uma unidade de controle que recebe os sinais de fluxo e pressão provenientes dos respectivos transdutores e controla as válvulas de fluxo e pressão e exalação.

[0028] A partir de um painel de controle é realizada a programação dos valores dos parâmetros requeridos para controle dos ciclos respiratórios. Em uma configuração preferencial são requeridos os seguintes parâmetros de controles: - Frequência Respiratória FR; Sensibilidade S; Tempo Inspiratório TI, Pressão Controlada PC, Volume Controlado Mínimo VCMin e Volume Controlado Máximo VCMax (Ciclos controlados e assistidos); Pressão Suporte PS, Volume Espontâneo Mínimo VEMin e Volume Espontâneo Máximo VEMax (ciclos espontâneos). Outros parâmetros também podem ser ajustados, como por exemplo, a Pressão Expiratória PEEP.

[0029] Mais particularmente, o método da presente invenção compreende o monitoramento e controle do sistema de ventilação pulmonar mecânica através do estabelecimento de uma banda de segurança que define limites de volume mínimo e máximo para assegurar o correto fornecimento de ar e oxigênio, permitindo a variabilidade natural da respiração dentro dos limites seguros estabelecidos.

[0030] De modo genérico, o método de controle de ventilação pulmonar mecânica, segundo a presente invenção compreende, basicamente, uma banda segura de volume definida por um volume limite inferior e um volume limite superior e compreende as etapas de: i) monitoração do volume inspirado pelo paciente durante os ciclos respiratórios durante o tempo inspiratório TI; ii) detecção de que o volume inspirado pelo paciente está fora dos limites definidos pela banda segura de volume, de modo que: a) caso seja detectado que o volume inspirado atingiu o limite máximo, ocorre o fechamento da válvula de fluxo e pressão e abertura da válvula de exalação; b) caso seja detectado que o volume inspirado encontra-se abaixo do limite mínimo inferior, - contabiliza o número de ciclos N abaixo do referido limite mínimo em um intervalo de tempo pré-determinado T; - compara N com um valor de referência NR, pré-definido ou pré-ajustado pelo operador, e caso N seja maior ou igual à NR, o valor da pressão P é elevada para P + UP, sendo UP um valor pré-definido; - reinicia a monitoração dos volumes dos ciclos em novo intervalo de tempo TC.

[0031] Os exemplos a seguir referem-se a casos em que o método e o sistema da presente invenção são aplicados em ciclos respiratórios controlados, assistidos e/ou espontâneos, sem que isso seja uma limitação às reivindicações anexas.

[0032] Casos em que o paciente está no estado de apnéia, ou seja, sem esforços inspiratórios, o ventilador irá iniciar ciclos controlados de acordo com a Frequência Respiratória FR ajustada. A equação que estabelece o fluxo inspiratório F(t) e o volume inspirado fF(t).dt, no intervalo entre o início do ciclo t=t0 e o final do ciclo t=TI, para os ciclos controlados por pressão é dada abaixo: Onde: R: Resistência das vias aéreas C: Complacência do sistema respiratório

[0033] Conforme fica aparente da análise da equação (I), tanto o fluxo F(t) como o volume obtido pela integral fF(t).dt, dependem além dos parâmetros ajustados PC, PEEP e TI, também da mecânica respiratória do paciente dada pela resistência das vias aéreas R e a complacência do sistema respiratório C.

[0034] O aumento da resistência R ou diminuição da complacência C, resulta na diminuição de fluxo e volume. Contrariamente, uma diminuição de R ou aumento de C, representa um aumento de fluxo e volume.

[0035] Diversas situações clínicas resultam na alteração da mecânica respiratória, por exemplo, broncoespasmo e acúmulo de secreções resultam em aumento da resistência; atelectasias e exacerbação da insuficiência respiratória resultam na diminuição da complacência; a administração de surfactante resulta no aumento abrupto da complacência. Consequentemente, a flutuação de volume quando se utiliza um padrão de ventilação onde a pressão é a variável de controle, por exemplo, nos modos com pressão controlada ou pressão suporte, é uma ocorrência rotineira.

[0036] Entretanto, tanto uma diminuição como aumento de volume além de determinados níveis representam risco ao paciente. De acordo com a presente invenção, esse problema é sanado através do estabelecimento de uma banda segura de volume definida pelos limites de Volume Máximo VCMax e Volume Controlado Mínimo VCMin.

[0037] Na Figura 2 são representadas as curvas de pressão, fluxo e volume de um paciente hipotético, ilustrando ciclos com variações de volume no extremo superior da banda de segurança. A curva 2a representa um ciclo controlado, dentro da banda de segurança. As curvas 2b e 2c representam ciclos cujos volumes atingiram o limite superior da banda. Em uma configuração preferencial, ilustrada pela curva 2b, o sistema de controles limita o volume de acordo com o valor ajustado VCMax, finalizando o ciclo controlado pelo fechamento da válvula de fluxo/pressão e abertura da válvula de exalação.

[0038] Em uma configuração alternativa, ilustrada pela curva 2c, o sistema de controles interrompe o fluxo pelo fechamento da válvula de fluxo/pressão e mantém a válvula de exalação fechada até que seja decorrido o tempo inspiratório TI ajustado. Nessa configuração, o pulmão mantém-se pressurizado, com o volume máximo, até o final do tempo inspiratório ajustado.

[0039] Em ambas as configurações, nenhum ciclo terá o volume superior ao valor máximo estabelecido, evitando-se assim, o risco de barotraumas.

[0040] Na Figura 3 são representadas as curvas de pressão, fluxo e volume de um paciente hipotético, ilustrando ciclos com variações de volume no extremo inferior da banda de segurança, representando um intervalo de tempo de 2 minutos.

[0041] Como pode ser observado no traçado da Figura 3, alguns ciclos, representados pelas curvas 3a e 3b, apresentam volumes inferiores ao valor mínimo da banda VCMin. Em uma configuração preferencial, o sistema de controle, contabiliza em um intervalo de tempo pré-determinado TC, o número de ciclos NC1 que apresentam volumes abaixo do limite inferior da banda VCMin, e compara com um valor de referência NCR, pré-definido ou pré-ajustado pelo operador. Caso NC1 seja maior ou igual à NCR, o sistema de controles aumenta o valor da pressão controlada PC para PC + UPC, conforme ilustrado na Figura 3c.

[0042] Em uma configuração preferencial o valor de TC foi estabelecido em 1 minuto, o número de ciclos NCR igual a 2 e o valor de UPC em 5 cmH2O. Em uma configuração alternativa, o valor de UPC pode ser estabelecido a partir da diferença entre o volume médio dos ciclos fora da banda, e o valor médio da banda. Também, alternativamente, o número de ciclos NCR pode ser estabelecido a partir da análise da distribuição estatística dos volumes dos ciclos respiratórios em determinado período de tempo. Por exemplo, o valor de NCR pode corresponder ao número de ciclos correspondentes ao limite inferior de uma distribuição normal, cujo desvio seja superior, por exemplo, a 2 desvios do padrão da amostra. Em outra configuração alternativa, NCR pode ser uma porcentagem da frequência respiratória total.

[0043] A partir da elevação da pressão controlada para o valor PC + UPC, inicia-se novamente a monitoração dos volumes dos ciclos em novo intervalo de tempo TC.

[0044] Caso persista a condição de violação do limite inferior VCMin, novamente é realizada a elevação da pressão controlada de UPC, e assim sucessivamente, até que a violação seja suprimida.

[0045] Em uma configuração preferencial, o valor máximo que a pressão controlada pode ser elevada está limitado por um valor ajustável de pressão limite PL.

[0046] Sempre que o valor efetivo da pressão controlada se encontrar acima do valor programado PC, o sistema de controle irá procurar diminuir esse valor até que a pressão retorne ao valor originalmente programado, não diminuindo além desse valor.

[0047] Em uma configuração preferencial, o sistema de controle, contabiliza em um intervalo de tempo pré determinado TC2, o número de ciclos NC2 que apresentam volumes abaixo de um segundo limite inferior VCMin2, representado pelo limite mínimo VCMin multiplicado por um fator KC, preferencialmente 1.1<KC<1.5, pré-definido ou pré-ajustado pelo operador, e compara com um valor de referência NCR2, pré-definido ou pré-ajustado pelo operador. Caso NC2 seja menor ou igual à NCR2, o sistema de controles diminui o valor atual da pressão controlada, por exemplo, considerando que a pressão seja (PC + UPC), para (PC+UPC)-DPC, preferencialmente DPC<=UPC, conforme ilustrado na Figura 3d.

[0048] Essa realização preferencial, define um segundo limite inferior, de modo a determinar uma segunda banda de segurança dentro dos limites anteriormente definidos. Mais particularmente, essa realização permite que o sistema empregue os menores valores possíveis de pressão, além do valor programado, de forma a manter o volume dos ciclos respiratórios acima do limite mínimo estabelecido.

[0049] Em uma configuração preferencial o valor de TC2 foi estabelecido em 2 minutos, o fator KC = 1.2, o número de ciclos NCR2 igual a 2 e o valor de DPC em 2cmH2O. Para determinação de DPC e NCR2 podem ser utilizados também os mesmos meios alternativos descritos anteriormente para UPC e NCR. Caso persista a condição de violação do limite inferior VCMin2, novamente é realizada a diminuição da pressão controlada de DPC, e assim sucessivamente, até que a violação seja suprimida ou até que seja atingido o valor da pressão controlada originalmente ajustada PC.

[0050] No caso onde o paciente apresenta esforço inspiratório, dependendo do modo de ventilação, serão deflagrados ciclos assistidos e/ou espontâneos. Usualmente, os ciclos assistidos são controlados pela pressão controlada PC, enquanto os ciclos espontâneos são controlados pela pressão suporte PS.

[0051] Na configuração da presente invenção, os mesmos controles aplicados aos ciclos controlados são aplicados aos ciclos assistidos, conforme descrito anteriormente. A distinção entre os ciclos se dá pela forma de início - os ciclos assistidos são iniciados pelo paciente a partir do ajuste do controle de sensibilidade S, e os ciclos controlados são iniciados pelo ventilador de forma a totalizar a frequência respiratória programada FR. Além disso, em função da presença do esforço inspiratório do paciente, existe uma variação de fluxo e volume, em função do próprio esforço, além dos efeitos da mecânica respiratória, conforme pode ser verificado pela equação (II) abaixo. Onde: R: Resistência das vias aéreas C: Complacência do Sistema respiratório Esforço: Esforço inspiratório do paciente.

[0052] No caso dos ciclos espontâneos, geralmente, são disponibilizados pelo ventilador os controles de pressão independentes dos ciclos controlados e assistidos. Para os ciclos espontâneos costuma-se designar como pressão suporte PS o controle de pressão aplicado. Os ciclos espontâneos, além de serem iniciados pelo paciente, de acordo com o controle de sensibilidade S, também são finalizados de forma a obedecer ao esforço inspiratório do paciente. Isso é obtido, finalizando-se o ciclo respiratório quando o fluxo F(t) atinge uma porcentagem do pico de fluxo, geralmente, obtido no início do ciclo, sendo essa porcentagem pré-definida ou ajustada pelo operador. Durante os ciclos espontâneos ocorre uma maior variação de volume em função do maior controle inspiratório do paciente, de acordo com a equação (III) abaixo: Onde: R: Resistência das vias aéreas C: Complacência do Sistema respiratório Esforço: Esforço inspiratório do paciente.

[0053] Entretanto para fins de controle, aplicam-se os mesmos meios descritos anteriormente para os ciclos controlados e assistidos, tomando-se em consideração a utilização de valores distintos para ajuste dos níveis de pressão e os limites que estabelecem a banda de volume: Pressão Suporte PS, Volume Espontâneo Mínimo VSMin, Volume Espontâneo Máximo VSMax.

[0054] Analogamente à descrição do sistema de controle para os ciclos controlados e assistidos, é dada a seguir a descrição aplicada aos ciclos espontâneos.

[0055] Na Figura 4 são representadas as curvas de pressão, fluxo e volume de um paciente hipotético, ilustrando ciclos espontâneos com variações de volume no extremo superior da banda de segurança. A curva 4a representa um ciclo espontâneo, dentro da banda de segurança. A curva 4b representa um ciclo cujo volume atingiu o limite superior da banda VSMáx. Em uma configuração preferencial, ilustrada pela curva 4b, o sistema de controles limita o volume de acordo com o valor ajustado VSMax, finalizando o ciclo controlado pelo fechamento da válvula de fluxo/pressão e abertura da válvula de exalação.

[0056] Na Figura 5 são representadas as curvas de pressão, fluxo e volume de um paciente hipotético, ilustrando ciclos espontâneos com variações de volume no extremo inferior da banda de segurança, representando um intervalo de tempo de 2 minutos.

[0057] Como pode ser observado no traçado da Figura 5, alguns ciclos, representados pelas curvas 5a e 5b, apresentam volumes inferiores ao valor mínimo da banda VSMin. Em uma configuração preferencial, o sistema de controles, contabiliza em um intervalo de tempo pré-determinado TS, o número de ciclos NS1 que apresentam volumes abaixo do limite inferior da banda VSMin, e compara com um valor de referência NSR pré-definido ou pré- ajustado pelo operador. Caso NS1 seja maior ou igual à NSR, o sistema de controle aumenta o valor da pressão suporte PS para PS + UPS, conforme ilustrado na Figura 5c.

[0058] Em uma configuração preferencial o valor de TS foi estabelecido em 1 minuto, o número de ciclos NSR igual a 2 e o valor de UPS em 5 cmH2O. Em uma configuração alternativa, o valor de UPS pode ser estabelecido a partir da diferença entre o volume médio dos ciclos espontâneos fora da banda, e o valor médio da banda. Em outra configuração alternativa, o número de ciclos NSR pode ser estabelecido a partir da análise da distribuição estatística dos volumes dos ciclos respiratórios em determinado período de tempo. Por exemplo, o valor de NSR pode corresponder ao número de ciclos correspondentes ao limite inferior de uma distribuição normal, cujo desvio seja superior, por exemplo, a 2 desvios do padrão da amostra. Em outra configuração alternativa, NSR pode ser uma porcentagem da frequência respiratória total.

[0059] A partir da elevação da pressão suporte para o valor PS + UPS, inicia-se novamente a monitoração dos volumes dos ciclos em um novo intervalo de tempo TS.

[0060] Caso persista a condição de violação do limite inferior VSMin, novamente é realizada a elevação da pressão suporte de UPS, e assim sucessivamente, até que a violação seja suprimida.

[0061] Em uma configuração preferencial, o valor máximo que a pressão suporte pode ser elevada está limitado por um valor ajustável de pressão limite PL.

[0062] Sempre que o valor efetivo da pressão suporte se encontrar acima do valor programado PS, o sistema de controle irá procurar diminuir a pressão, até o valor originalmente programado PS.

[0063] Em uma configuração preferencial, o sistema de controles, contabiliza em um intervalo de tempo pré determinado TS2, o número de ciclos NS2 que apresentaram volumes abaixo de um segundo limite inferior VSMin2, representado pelo limite mínimo VSMin multiplicado por um fator KS, preferencialmente 1.1<KS<1.5, pré-definido ou pré-ajustado pelo operador, e compara com um valor de referência NSR2, pré-definido ou pré-ajustado pelo operador. Caso NS2 seja menor ou igual à NSR2, o sistema de controle diminui o valor atual da pressão controlada, por exemplo, considerando que a pressão seja (PS + UPS), para (PS+UPS)-DPS, preferencialmente DPS<=UPS, conforme ilustrado na Figura 5d.

[0064] Em uma configuração preferencial o valor de TS2 foi estabelecido em 2 minutos, o fator KS = 1.2, o número de ciclos NSR2 igual a 2 e o valor de DPS em 2cmH2O. Para determinação de DPS e NSR2 podem ser utilizados também os mesmos meios alternativos descritos anteriormente para UPS e NSR.

[0065] Caso persista a condição de violação do limite inferior VSMin2, novamente é realizada a diminuição da pressão controlada de DPS, e assim sucessivamente, até que a violação seja suprimida ou até que seja atingido o valor da pressão suporte originalmente ajustada PS.

Claims (11)

1. SISTEMA DE CONTROLE DE VENTILAÇÃO PULMONAR MECÂNICA, que compreende uma válvula de controle de fluxo e pressão (3) conectada a uma fonte de gás (11), um tubo inspiratório (7) tendo um conector tipo “Y” (10) que é conectado em um tubo expiratório (9) interligado à uma válvula de exalação (4), sendo provido ainda de um transdutor de fluxo (5) disposto a jusante da válvula de controle de fluxo e pressão (3) e um transdutor de pressão (6), os quais enviam sinais à uma unidade de controle central (2) dotada de um painel de controle (1) que controla as válvulas de fluxo e pressão (3) e exalação (4), o sistema de controle sendo adaptado para fornecer ventilação em uma faixa de volume definida por um volume limite inferior e um volume limite superior caracterizado pelo fato de que uma banda segura de volume é definida pelos limites de Volume Controlado Máximo VCMax e Volume Controlado Mínimo VCMin e uma banda de segura de volume é definida pelos limites de Volume Espontâneo Mínimo VSMin e Volume Espontâneo Máximo VSMax, em que banda de segura de volume compreende ainda um segundo limite inferior VCMin2 representado por VCMin multiplicado por um fator KC de 1,1 <KC <1,5 de modo que o sistema reduz um valor de pressão quando vários ciclos apresentando volumes abaixo de VCMin2 são iguais ou inferiores a um número de referência de ciclos NC2 por um intervalo de tempo predeterminado TC2.

2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as válvulas de controle de fluxo e pressão (3) e de exalação (4) são servo controladas por microprocessador.

3. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as válvulas de controle de fluxo e pressão (3) e de exalação (4) são acionadas por meio de solenoides e/ou pneumáticas.

4. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a função da válvula de fluxo e pressão (3) é realizada por meio de um compressor ou turbina.

5. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a função da válvula de exalação é realizada por meio de um simples orifício na conexão.

6. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que nos ciclos respiratórios controlados e assistidos, é definido no dito painel de controle (1) os seguintes parâmetros de controle: Frequência Respiratória FR; Sensibilidade S; Tempo Inspiratório TI, Pressão Controlada PC, Volume Controlado Mínimo VCMin e Volume Controlado Máximo VCMax.

7. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que nos ciclos respiratórios espontâneos, é definido no dito painel de controle (1) os seguintes parâmetros de controle: Pressão Suporte PS, Volume Espontâneo Mínimo VSMin, Volume Espontâneo Máximo VSMax.

8. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de no painel de controle (1) define-se, adicionalmente a Pressão Expiratória PEEP.

9. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluxo inspiratório F(t) e o volume inspirado fF(t).dt, no intervalo dt, para os ciclos controlados por pressão é dada por: sendo: R: Resistência das vias aéreas C: Complacência do sistema respiratório.

10. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluxo inspiratório F(t) e o volume inspirado jF(t).dt, no intervalo dt, para os ciclos assistidos é dada por: onde: R: Resistência das vias aéreas C: Complacência do sistema respiratório Esforço: Esforço inspiratório.

11. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluxo inspiratório F(t) e o volume inspirado fF(t).dt, no intervalo dt, para os ciclos espontâneos é dada por: onde: R: Resistência das vias aéreas C: Complacência do Sistema respiratório Esforço: Esforço inspiratório.