BRPI0822629B1

BRPI0822629B1 - método para determinar a umidade do gás aplicado a um usuário dentro de um circuito do paciente, e sistema de tratamento de paciente

Info

Publication number: BRPI0822629B1
Application number: BRPI0822629A
Authority: BR
Inventors: J Pujol Raymond; G Rybicki Robert; Jr Perroz William
Original assignee: Ric Investments Llc
Priority date: 2008-08-06
Filing date: 2008-08-06
Publication date: 2019-12-17
Also published as: BRPI0822629A2; JP5433002B2; EP2307082B1; WO2010016838A1; BRPI0822629B8; EP2307082A4; AU2008360394B2; CN102112171B; JP2011530323A; AU2008360394A1; CN102112171A; EP2307082A1

Abstract

método para determinar a umidade do gás aplicado a um usuário dentro de um circuito do paciente, e sistema de tratamento de paciente trata-se de um sistema de tratamento de paciente (10), em que o método compreende um circuito do paciente (12), um módulo de pressurização de fluxo (16) disposto no circuito do paciente, um umidificador (18) disposto no circuito do paciente, um monitor (50), sensores (22) dentro do circuito do paciente e um processador (28). o circuito do paciente aplica um fluxo de gás de uma fonte de gás a uma via aérea de um paciente. o módulo de pressurização de fluxo eleva a pressão do gás dentro do circuito do paciente. o umidificador eleva a umidade do gás no circuito do paciente a um nível de umidade do circuito. o monitor monitora pelo menos um parâmetro do gás da fonte de gás. os sensores geram os sinais correspondentes que podem ser processados a fim de estimar uma taxa em que o vapor é adicionado ao gás no circuito do paciente. o processador determina o nível de umidade do gás no circuito do paciente a jusante do umidificador com base nos sinais gerados pelos sensores e em pelo menos um parâmetro do gás na fonte de gás.

Description

MÉTODO PARA DETERMINAR A UMIDADE DO GÁS APLICADO A UM USUÁRIO DENTRO DE UM CIRCUITO DO PACIENTE, E SISTEMA DE TRATAMENTO DE PACIENTE

CAMPO TÉCNICO [001] A invenção se refere aos sistemas de tratamento respiratório, e, em particular, a um sistema e a um método de umidificação do gás em um sistema de tratamento respiratório com base nas condições ambientais.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [002] Os umidificadores são geralmente utilizados com ventiladores, sistemas de suporte da pressão e outros dispositivos respiratórios para adicionar umidade ao gás que está sendo provido a um paciente através de um circuito do paciente. A umidade adicionada ao gás provido ao paciente por um sistema de suporte de ventilador ou de pressão convencional é tipicamente monitorada e/ou controlada em um elo de realimentação para prover um nível de umidade consistente. Tipicamente, a umidade é monitorada ao colocar um sensor no próprio ventilador de temperatura e/ou de umidade ou dentro do circuito do paciente para monitorar a umidade do ar no ventilador. Um exemplo de tal sistema de umidificação de realimentação convencional é descrito no Pedido de Patente Norte-americano Publicado N°. 09/808.567 (Publicação N°. 2001/0050080).

[003] Tais sistemas, no entanto, não podem prover um nível de umidade apropriado ao paciente. Uma razão, verificada pelos autores da presente invenção, é que o sistema de umidificação de alimentação convencional não leva em consideração a condição do ambiente em que o paciente e o sistema de suporte de ventilador/pressão se encontram.

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DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [004] Consequentemente, um objetivo da presente invenção consiste na provisão de um método para determinar a umidade do gás aplicada a um usuário que supera os inconvenientes dos métodos e aparelhos de detecção de umidificação convencionais. Este objetivo é conseguido de acordo com uma realização da presente invenção pela provisão de um método para determinar a umidade do gás aplicada a um usuário. O método da presente invenção inclui a determinação de um nível de umidade do gás ambiente fora de um circuito do paciente, que é utilizado para aplicar o fluxo de gás à via aérea do usuário. O gás é atraído para o circuito do paciente e o vapor é adicionado ao gás atraído para o circuito. O nível de umidade do gás atraído para o circuito do paciente é determinado com base na umidade do gás ambiente fora do circuito e na taxa em que o vapor é adicionado ao gás extraído no circuito.

[005] Outro aspecto da invenção refere-se a um sistema de tratamento de paciente que inclui um circuito do paciente, um módulo de pressurização de fluxo disposto no circuito do paciente, um umidificador disposto no circuito de gás, um monitor, sensores dentro do circuito e um processador. O circuito do paciente aplica um fluxo de gás de uma fonte de gás a uma via aérea de um paciente. O módulo de pressurização de fluxo eleva a pressão do gás dentro do circuito do paciente se a pressão da fonte de gás ficar abaixo do nível terapêutico ou controla a pressão do fluxo de gás aplicado ao usuário se a pressão da fonte de gás ficar em ou acima do nível terapêutico. O umidificador eleva a umidade do gás no circuito do paciente a um nível de umidade do

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3/24 circuito. O monitor monitora pelo menos um parâmetro do gás a partir da fonte de gás. Os sensores geram os sinais correspondentes que podem ser processados para estimar a taxa em que o vapor é adicionado ao gás no circuito. O processador determina o nível de umidade do gás a jusante do circuito do umidificador com base nos sinais gerados pelos sensores e por pelo menos um parâmetro do gás na fonte de gás.

[006] Outro aspecto da presente invenção refere-se a um método para determinar a umidade do gás dentro de um circuito do paciente. O método de acordo com este aspecto da presente invenção compreende a determinação de uma umidade do gás ambiente fora do circuito do paciente, a admissão de gás ambiente para o circuito do paciente, a pressurização do gás dentro do circuito do paciente, a adição da umidade ao gás dentro do circuito do paciente e a determinação de um nível de umidade do gás dentro do circuito do paciente depois que a umidade foi adicionada ao mesmo. A determinação do nível de umidade do gás no circuito do paciente é realizada com base na umidade do gás ambiente fora do circuito e em pelo menos um parâmetro do gás (à exceção da umidade dentro do circuito).

[007] Outro aspecto da invenção se refere a um método para aplicar o gás de uma fonte de gás a um paciente ao longo de um circuito do paciente. A pressão do gás dentro do circuito do paciente é elevada por um módulo de pressurização de fluxo e o nível de umidade do gás dentro do circuito do paciente é elevado por um umidificador. Em uma realização, o método compreende a determinação da pressão do gás dentro do circuito do paciente, a determinação de uma vazão do gás dentro do circuito do paciente, a determinação

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de pelo menos	um parâmetro	do	gás na	fonte de	gás,	a
determinação de	pelo menos	um	parâmetro	de operação	do
umidificador e a	determinação	de	um nível	de umidade	do	gás

no circuito do paciente a jusante do umidificador com base, pelo menos parcialmente, na vazão do gás dentro do circuito do paciente, na pressão do gás dentro do circuito do paciente, em pelo menos um parâmetro do gás na fonte de gás e em pelo menos um parâmetro de operação do umidificador.

[008]	Outro aspecto da	invenção refere-se a	um
método para	aplicação	de gás de	uma	fonte de	gás a	um
paciente ao	longo	de	um circuito	do	paciente,	em que	a

pressão do gás dentro do circuito do paciente é elevada por um módulo de pressurização de fluxo e o nível de umidade do gás dentro do circuito é elevado por um umidificador. O método compreende a determinação da pressão do gás dentro do circuito do paciente, a determinação de uma vazão do gás dentro do circuito do paciente, a determinação de um nível de umidade do gás na fonte de gás, a determinação de uma temperatura associada com o umidificador e a determinação de um nível de umidade do gás no circuito do paciente a jusante do umidificador com base, pelo menos parcialmente, na vazão do gás dentro do circuito do paciente, na pressão do gás dentro do circuito do paciente, no nível de umidade do gás na fonte de gás e na temperatura associada com o umidificador.

[009] Estes e outros objetivos, aspectos e características da presente invenção, assim como os métodos de operação e as funções dos elementos de estrutura relacionados e a combinação de peças e as economias de manufatura, ficarão evidentes quando da consideração da seguinte descrição e das reivindicações anexas com referência

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5/24 aos desenhos anexos, que formam parte deste relatório descritivo, em que referências numéricas similares designam peças correspondentes nas várias figuras. Deve ficar expressamente compreendido, no entanto, que os desenhos têm finalidade somente de ilustração e de descrição, e não se prestam a uma definição dos limites da invenção. Como

utilizado no relatório descritivo	e nas reivindicações,	as
formas	singulares	de um, uma	e o, “a”,	os,	as
incluem	as referências no plural,	a menos que	o contexto
afirme	claramente	de outra maneira.
	[010]	BREVE DESCRIÇÃO	DOS DESENHOS
	[011]	A Figura 1	ilustra um	sistema	de

tratamento de paciente, incluindo um umidificador, de acordo com uma realização da invenção;

[012] a Figura 2 ilustra uma realização exemplificadora de um módulo de pressurização de fluxo de acordo com uma realização da invenção;

[013] a Figura 3 ilustra uma configuração exemplificadora alternativa do módulo de pressurização de fluxo de acordo com uma realização da invenção;

[014] a	Figura	4	ilustra	um método	para
predizer um nível de	umidade	do	circuito	de acordo com	uma
realização da invenção	;
[015] a	Figura	5	ilustra	um método	para
determinar um nível	máximo	de	umidade	de acordo com	uma

realização da invenção; e [016] a Figura 6 ilustra um método para operar o sistema de tratamento de paciente, de acordo com uma realização da invenção.

DESCRIÇÃO______DETALHADA______DAS______REALIZAÇÕES

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EXEMPLIFICADORAS [017] A Figura 1 ilustra esquematicamente uma realização exemplificadora de um sistema de tratamento de paciente 10 de acordo com os princípios da presente invenção. O sistema de tratamento de paciente 10 pode prover o gás respirável a um paciente mediante controle automático da pressão do gás respirável de acordo com um modo de ventilação predeterminado. O sistema de tratamento de paciente 10 inclui um circuito do paciente 12 que provê o gás respirável ao paciente de uma fonte de gás.

[018] Em uma realização, a fonte de gás é o ar ambiente, mas pode ser outros tipos de fontes, conforme será descrito posteriormente. O gás respirável é introduzido no circuito da fonte de gás 12 em uma entrada 14. A entrada 14 pode incluir uma porta, um respiradouro ou uma abertura. Em algumas realizações, a entrada 14 pode incluir um filtro que filtra o gás respirável à medida que é introduzido no circuito 12. Tal como mostrado na Figura 1, um módulo de pressurização de fluxo 16 controla a pressão e o fluxo de gás no circuito 12 da entrada 14 a uma interface com o paciente 17 onde o gás respirável é aplicado a uma via aérea do paciente. O circuito 12 também inclui um umidificador 18 que é operado a fim de elevar a umidade do gás no circuito 12 a um nível de umidade do circuito controlável de maneira selecionável.

[019] Tal como também mostrado na Figura 1, o sistema de tratamento de paciente 10 inclui adicionalmente um módulo de controle 28 que faz interface com uma interface de controle 30, uma memória 32 e um monitor 50, como será descrito em detalhe posteriormente.

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7/24 [020] Com referência à Figura 2, o módulo de pressurização de fluxo 16 é ilustrado de acordo com uma realização exemplificadora da invenção. Na realização ilustrada na Figura 2, o módulo de pressurização de fluxo 16 inclui um gerador de pressão 19 que recebe o gás respirável no circuito do paciente 12 e eleva a pressão desse gás para aplicação à via aérea de um paciente. O gerador de pressão 19 é qualquer dispositivo, tal como uma bomba, um ventilador, um pistão ou um fole, que pode elevar a pressão do gás respirável recebido para aplicação a um paciente. Como mencionado acima, a presente invenção também contempla que o gás, à exceção do ar atmosférico ambiente, pode ser introduzido no circuito 12 para aplicação ao paciente. Em tais realizações, uma vasilha ou um tanque de gás pressurizado contendo ar, oxigênio ou outra mistura de gás respirável pode prover a entrada 14 ao gerador de pressão 19. Em outra realização, o gerador de pressão 19 não necessita ser provido, mas em vez disso, o gás respirável pode ser pressurizado pela pressão da própria vasilha ou tanque de gás pressurizado, sendo que a pressão aplicada ao paciente é controlada por um regulador de pressão. Em uma realização, o gerador de pressão 19 é um ventilador que é acionado a uma velocidade substancialmente constante durante o tratamento de suporte da pressão para prover o gás no circuito 12 a uma vazão e/ou taxa de pressão elevada substancialmente constante.

[021] Conforme ilustrado na Figura 2, o gás respirável no módulo de pressurização de fluxo 16 é dirigido do gerador de pressão 19 a uma válvula de controle 20. Tal como descrito abaixo, a válvula de controle 20, sozinha ou em

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8/24 combinação com o gerador de pressão 19, controla a pressão do circuito e/ou a vazão do circuito de gás do circuito 12 a jusante do módulo de pressurização de fluxo 16. Os exemplos de válvulas de controle 20 incluem pelo menos uma válvula, tal como a válvula de luva ou de rosca de torno, que libera o gás do circuito 12 como um método para controlar a pressão do circuito e a vazão do circuito no circuito 12. A Patente Norte-americana N°. 5.694.923, cujo conteúdo é aqui incorporado a título de referência, mostra um sistema de válvula de rosca de torno duplo apropriado para o uso como a válvula de controle 20 que exala o gás à atmosfera e restringe o fluxo de gás do gerador de pressão 19 ao paciente apropriado para o uso como uma válvula de controle. Além disso, a Patente Norte-americana N°. 6.615.831, cujo conteúdo

é aqui incorporado	a título de referência, mostra	uma válvula
de luva	apropriada	para o uso como uma válvula de	controle	da
presente	invenção. [022]	Para realizações nas quais o	gerador	de
pressão	19 é um	ventilador que é operado a	somente	uma
velocidade, então	um ou mais configurações do	controle	da
válvula	de control	e 20, tais como a posição do	elemento	da
válvula,	podem ser	ajustados para prover o controle sobre a
pressão	do circuito e a vazão do circuito	para o	gás

respirável no circuito 12. No entanto, a presente invenção também contempla as realizações nas quais um ou mais ajustes de controle relacionados à operação do gerador de pressão 19, tais como uma velocidade do ventilador, são ajustados sozinhos ou em combinação com os ajustes do controle da válvula de controle 20 de modo a controlar a pressão do circuito e a vazão do circuito para o gás respirável aplicado

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9/24 ao paciente ao longo do circuito 12. Por exemplo, uma pressão do circuito e uma vazão do circuito próximas à pressão do circuito e à vazão do circuito desejadas podem ser ajustadas pelo ajuste de uma velocidade operacional apropriada para o gerador de pressão 19 (macro controle). Um ajuste preciso (micro controle) da pressão do circuito e da vazão do circuito pode então ser provido pela configuração de um ou mais ajustes de controle associados com a válvula de controle 20 de modo que os dois, operando conjuntamente, determinem a pressão final do circuito para o gás respirável a jusante do circuito 12 do módulo de pressurização de fluxo 16. Se a operação do gerador da pressão sozinha for utilizada para controlar a pressão ou o fluxo de gás no circuito do paciente, a válvula de controle 20 poderá ser omitida, tal como mostrado na Figura 3.

[023] Retornando à Figura 2, o módulo de pressurização de fluxo 16 inclui um sensor de pressão/fluxo 22. O sensor de pressão/fluxo 22 é um dispositivo, um conjunto, um sistema ou uma combinação dos mesmos que pode emitir um sinal indicativo de uma pressão, de um fluxo ou de ambos, associado com o gás no circuito do paciente. Em uma realização exemplificadora, a pressão do gás no circuito do paciente 12 é monitorada pela utilização de um sensor de pressão convencional.

[024] Como um sensor de fluxo, o fluxo da saída de gás respirável da válvula de controle 20 é aplicado ao sensor de pressão/fluxo 22, que emite um sinal indicativo da vazão do gás no duto 24. Este sinal pode ser utilizado para determinar o volume instantâneo (V) do gás aplicado ao paciente, a vazão instantânea (V') de tal gás ao paciente ou

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10/24 ambos. O sensor de pressão/fluxo 22 é qualquer dispositivo apropriado para medir estes parâmetros, tal como um espirômetro, um pneumotacômetro, um transdutor de orifício variável, um transdutor de pressão diferencial ou outro transdutor de fluxo convencional.

[025] Na realização ilustrada, o sensor de pressão/fluxo 22 é disposto dentro do módulo de pressurização de fluxo 16, em uma posição relativamente distante da interface com o paciente 17. A presente invenção, no entanto, contempla a localização do sensor de pressão/fluxo 22 em qualquer posição ao longo do circuito 12 bem como na interface com o paciente 17. Por exemplo, a Patente Norteamericana N°. 6.017.315, cujo conteúdo é aqui incorporado a título de referência, mostra um membro de fluxo quantitativo que se encontra na interface com o paciente 17.

[026] Conforme observado acima, a presente invenção contempla que o sensor de pressão/fluxo é qualquer dispositivo que pode medir um parâmetro indicativo do fluxo de gás no circuito do paciente. Deve ficar compreendido que o fluxo de gás pode ser determinado pelo monitoramento da operação do gerador de pressão 19, tal como pela tensão, corrente ou energia elétrica provida ao ventilador, sua velocidade operacional, etc., que variam com a pressão ou o fluxo no circuito do paciente. A presente invenção também contempla o monitoramento da operação da válvula de controle 20, tal como a posição da válvula, como um dispositivo para determinar o fluxo de gás no circuito do paciente, uma vez que se sabe que a posição da válvula em um módulo de geração de pressão controlado por alimentação corresponde ao fluxo de gás no circuito do paciente. Desse modo, o sensor de

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11/24 pressão/fluxo 22 pode ser incorporado ao gerador de pressão 19, à válvula de controle 20 ou a ambos.

[027] Uma realização alternativa de um módulo de pressurização de fluxo 16' é ilustrada na Figura 3. Ao contrário da Figura 2, em que a pressão do circuito e a vazão do circuito são controladas pela válvula de controle 20, sozinha ou em combinação com o gerador de pressão 19, a realização da Figura 3 controla a pressão do gás respirável aplicada ao paciente unicamente com base na saída do gerador de pressão 19. Por exemplo, o módulo de controle 28 pode controlar a pressão do gás respirável aplicada ao paciente pelo controle de somente uma velocidade do motor de um ventilador associado com o gerador de pressão 19. As realizações da presente invenção contemplam a provisão de sistemas de alimentação auxiliares, se desejado, tais como um monitor de pressão no circuito 12, monitor de velocidade do motor, monitor de válvula ou monitor de saída do gerador de pressão que oferecem dados sobre a alimentação ao módulo de controle 28 para o controle da operação do módulo de pressurização de fluxo 16.

[028] Retornando ao sistema de tratamento de paciente 10 ilustrado na Figura 1, o fluxo de gás respirável é carregado entre os vários componentes no circuito 12 através das seções de um duto 24. Em uma realização, algumas ou todas as várias seções do duto 24 podem ser providas por uma tubulação flexível, tubulação rígida ou por outros membros que oferecem um duto para o gás respirável através dos mesmos. Desse modo, o duto 24 forma todo o circuito do paciente, ou parte do mesmo, o qual comunica o gás com a via aérea do paciente.

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12/24 [029] A interface com o paciente 17 é qualquer dispositivo, invasivo ou não-invasivo, como uma máscara nasal, máscara nasal/oral, máscara de rosto total, cânula nasal, tubo endotraqueal ou tubo traqueal, apropriado para conectar uma fonte de gás respirável à via aérea de um paciente. O conjunto de interface com o paciente 17 pode incluir o equipamento de cabeça para montar o dispositivo na cabeça de um paciente. Na realização ilustrada, a interface com o paciente 17 e/ou o duto 24 incluem uma válvula de exaustão 26 apropriada para liberar o gás destes componentes na atmosfera. A porta de exaustão 26 é preferivelmente uma porta de exaustão passiva na forma de uma porta continuamente aberta que impõe uma limitação de fluxo no gás de exaustão a fim de permitir o controle da pressão do gás dentro da interface com o paciente 17. Deve ficar compreendido, no entanto, que a porta de exaustão 26 pode ser uma porta de exaustão ativa que assume configurações diferentes de modo a controlar a taxa de exaustão. Os exemplos de portas de exaustão apropriadas são mostrados, por exemplo, nas Patentes Norte-americanas N°. 5.725.296 e 5.937.855, cujos conteúdos são aqui incorporados a título de referência.

[030] O módulo de controle 28 é ligado de maneira operativa ao módulo de pressurização de fluxo 16 e ao umidificador 18. Por exemplo, na realização das Figuras 2 e 3, a saída do sensor 22 é enviada ao módulo de controle 28, que compreende um processador e uma programação apropriada para determinar o volume instantâneo (V) do gás aplicado ao paciente ou a vazão instantânea (V' ) de tal gás ao paciente ou ambos com base nos sinais do sensor 22. Por exemplo, o volume instantâneo pode ser determinado ao integrar a vazão

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medida. Uma	vez que	o	sensor	de	fluxo 22	se	encontra
relativamente	longe	da	interface	com	o paciente	17,	a fim	de
determinar a	vazão	real	do gás	ao	paciente ou	a	vazão	de

acionamento de gás a partir do paciente, que é considerado um fluxo negativo, o módulo de controle 28 recebe a saída do sensor 22 como um fluxo estimado. O módulo de controle 28 processa estas informações de fluxo estimadas, por exemplo, ao implementar a estimativa de vazamento, para determinar o fluxo real na via aérea do paciente, como é conhecido pelos técnicos no assunto.

[031] Conforme pode ser apreciado a partir da Figura 1, a interface de controle 30 provê dados e comandos ao módulo de controle 28 e emite, em forma perceptível pelo usuário, quaisquer informações de interesse. Por exemplo, os comandos podem ser providos na interface de controle 30 ao módulo de controle 28 para ajustar uma ou mais configurações de controle associadas com o sistema de tratamento de paciente 10. A interface de controle 30 é qualquer dispositivo apropriado para prover as informações e/ou os comandos ao módulo de controle 28 através de um link operativo e para apresentar as informações ao paciente ou a outro usuário, de modo perceptível aos usuários. Os exemplos de dispositivo de entrada/saída apropriados incluem uma botoeira, um teclado, uma mesa digitalizadora, um mouse, um dispositivo de exibição (por exemplo, uma tela de LCD ou de LED), um microfone, um alto-falante, interruptores, botões, seletores, lâmpadas ou quaisquer outros dispositivos que permitem que um usuário insira e receba informações do sistema de tratamento 10. A interface 30 também pode incluir técnicas com ou sem fio para comunicar as informações e/ou os

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14/24 comandos com o processador 40, tais como uma porta serial, porta paralela, porta de USB, porta RS-232, terminal de smartcard, porta de modem, etc.

[032] Na realização ilustrada na Figura 1, o circuito do paciente 12 é um circuito de membro único. Deve ficar compreendido, no entanto, que a presente invenção também contempla que o circuito do paciente 12 seja um circuito de dois membros, que é comum nos ventiladores convencionais. O primeiro membro em um circuito de dois membros, como o circuito do paciente 12 mostrado nas figuras, à exceção da ausência de uma porta de exaustão, carrega um fluxo de gás de uma fonte de tal gás ao paciente. O segundo membro em um circuito de dois membros carrega os gases de exaustão do paciente à atmosfera. Tipicamente, uma porta de exaustão ou uma válvula de exaustão ativa é provida no segundo membro sob o controle do módulo de controle 28 para manter um nível desejado de pressão expiratória de extremidade positiva (PEEP) no paciente. Além disso, o circuito do paciente 12 e os componentes relacionados podem incluir outros dispositivos convencionais, tais como um aquecedor, filtro de bactérias, sensor de temperatura, sensor de pressão e um sensor de gás (por exemplo, um capnômetro que mede, monitora, analisa, etc., o fluxo de gás de ou para o paciente).

[033] O módulo de controle 28 controla o acionamento de uma válvula de controle associada com o módulo de pressurização de fluxo 16 (por exemplo, a válvula de controle 20 da Figura 2) pelo ajuste de uma ou mais configurações do controle, controlando desse modo a pressão do circuito, a vazão do circuito ou ambos, do gás respirável

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15/24 no circuito 12. De acordo com os princípios da presente invenção, a pressão do gás respirável é provida ao paciente de acordo com os modos de suporte de ventilação ou de pressão CPAP, Bi-level, auto-titulação, PAV, C-Flex, Bi-Flex ou PPAP. Desse modo, o módulo de controle 28 é programado apropriadamente com o algoritmo ou os algoritmos necessários para calcular a pressão do circuito e a vazão do circuito a ser aplicada ao paciente de acordo com estes modos de ventilação. A memória 32 é opcionalmente provida e pode ser ligada com o módulo de controle 28 para prover a armazenagem para os algoritmos ou os programas disponibilizados acima, bem como outros dados associados com o sistema 10.

[034] Tal como mostrado na Figura 1, o umidificador 18 inclui uma câmara 38 que contém um reservatório de fluido 40. O fluido pode ser composto principal ou inteiramente de água. O reservatório de fluido 40 é aquecido por um elemento de aquecimento 42 para fazer com que o reservatório de fluido 40 evapore, produzindo desse modo o vapor dentro da câmara 38. À medida que o gás do circuito do paciente 12 passa através da câmara 38 a partir de uma entrada da câmara 44 a uma saída da câmara 46, o vapor na câmara 38 é aplicado ao gás, elevando desse modo a umidade do gás a jusante do circuito do paciente 12 a partir do umidificador 18.

[035] A quantidade na qual o nível de umidade do gás é aumentado pelo umidificador 18 depende da quantidade de vapor aplicada ao gás enquanto passa através do umidificador 18. Esta é uma função, entre outras coisas, da densidade do vapor na câmara 38, que depende, em parte, da taxa em que o reservatório de fluido 40 é evaporado. Com base

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16/24 nesta relação, o grau de aumento no nível de umidade do circuito de gás que passa através do umidificador 18 pode ser controlado através do módulo de controle 28 pela configuração de um ou mais parâmetros do umidificador que afetam a taxa da evaporação do reservatório de fluido 40, tais como a temperatura do elemento de aquecimento 42, o tamanho de entrada da câmara 44, o tamanho da saída da câmara 46, a quantidade de fluido no reservatório de fluido 40, a área de superfície do reservatório de fluido 40, a temperatura do reservatório de fluido 40 ou outros parâmetros do umidificador. Um ou mais parâmetros de umidade são ajustados pelo módulo de controle 28 através de um link operativo.

[036] Será apreciado que o umidificador 18 possa incluir qualquer dispositivo apropriado para aplicar o vapor ao gás no circuito 12 com a finalidade de elevar o nível de umidade do gás de uma maneira ajustável. Por exemplo, a Patente Norte-americana N°. 5.655.542, cujo conteúdo é aqui incorporado a título de referência, mostra um umidificador passivo para uso com um dispositivo de PAP que pode ser executado como o umidificador 18 em uma realização.

[037] Tal como mostrado na Figura 1, o umidificador 18 inclui um sensor 48 que monitora um parâmetro do umidificador. Na realização mostrada, o sensor 48 é associado com o elemento de aquecimento 42 e monitora a temperatura do elemento de aquecimento 42. No entanto, em outras realizações, o sensor 48 pode ser preferivelmente disposto dentro da câmara 38 e ser utilizado para monitorar a temperatura do reservatório de fluido 40. O sensor 48 comunica as informações associadas com o parâmetro monitorado do umidificador ao módulo de controle 28 através de um link

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17/24 operativo. Será apreciado que, embora o umidificador 18 seja ilustrado como sendo disposto a jusante do circuito 12 do módulo de pressurização de fluxo 16, em outras realizações, o umidificador 18 pode ser disposto em uma posição a montante do módulo de pressurização de fluxo 16.

[038] O sistema de tratamento de paciente 10 inclui um monitor 50 que é disposto fora do circuito do paciente 12. O monitor 50 monitora um ou mais parâmetros das condições ambientais do gás respirável antes de o gás respirável ser introduzido no circuito do paciente na entrada

14. Por exemplo, os parâmetros das condições ambientais monitorados pelo monitor 50 incluem um nível de umidade ambiente (através de, por exemplo, um sensor de umidade relativa, um sensor de umidade capacitiva, um sensor de umidade resistiva, etc.) e/ou uma temperatura ambiente (através de, por exemplo, um termômetro, um termostato, um termopar, um termistor, etc.). Deve ficar compreendido que outros parâmetros das condições ambientais podem ser monitorados incluindo, por exemplo, uma pressão barométrica (através de, por exemplo, um sensor de pressão barométrica piezorresistivo, um sensor de pressão barométrica de mercúrio, etc.) ou outros parâmetros. O monitor 50 é ligado de maneira operativa ao módulo de controle 28 e comunica as informações associadas com os parâmetros das condições ambientais monitorados ao módulo de controle 28 através do link operativo.

[039] A Figura 4 ilustra um método de operação da presente invenção. Especificamente, o método envolve predizer o nível de umidade do circuito. Em uma operação 54, é feita a determinação de um ou mais parâmetros das condições

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18/24 ambientais. Os parâmetros das condições ambientais são determinados pelo módulo de controle 28 com base nas informações recebidas pelo módulo de controle 28 a partir do monitor 50. Como observado acima, os parâmetros das condições ambientais podem incluir, por exemplo, o nível de umidade ambiente, a temperatura ambiente e/ou a pressão barométrica ambiente. Será apreciado que o nível de umidade, como utilizado na presente invenção, inclua o monitoramento e/ou as determinações feitas com respeito a qualquer um dentre o nível de umidade absoluta, o nível de umidade relativa ou o ponto de condensação.

[040] O método 52 inclui uma operação 56, em que a vazão do circuito de gás no circuito 12 é determinada pelo módulo de controle 28. Na realização do sistema de tratamento de paciente 10 ilustrado na Figura 3, o módulo de controle 28 determina a vazão do circuito pelo processamento de um sinal gerado pelo sensor de pressão/fluxo 22. Como outro exemplo, a vazão do circuito pode ser determinada sem o monitoramento do gás no circuito 12 com um sensor, mas em vez disso, pode ser com base em um ou mais ajustes do controle, tais como a velocidade do ventilador, o ajuste do controle da válvula ou outros ajustes do controle.

[041] Em uma operação 58, a pressão do circuito de gás no circuito 12 é determinada pelo módulo de controle

28. Na realização do sistema 10 mostrado na Figura 3, a pressão do circuito é determinada com base, por exemplo, em um sinal gerado por um sensor de pressão/fluxo 22 acoplado de maneira operativa ao circuito do paciente 12.

Alternativamente, a pressão do circuito pode ser determinada com base em um ou mais ajustes do controle, similares à

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19/24 determinação da vazão do circuito com base em ajustes do controle como descrito acima, como o ajuste da pressão a ser aplicada ao paciente.

[042] O método 52 inclui uma operação 60, em que um ou mais parâmetros do circuito de gás no circuito do paciente 12 são determinados pelo módulo de controle 28. Na realização mostrada, os parâmetros do circuito incluem a temperatura do circuito e o nível de umidade do circuito a montante do umidificador 18. Os parâmetros do gás, incluindo a temperatura e o nível de umidade antes de entrar no umidificador 18, são determinados porque, à medida que o módulo de pressurização de fluxo 16 eleva a vazão e a pressão do gás, a temperatura e o nível de umidade do gás são indiretamente alterados devido à mudança na pressão. Os parâmetros do circuito podem ser determinados com base na determinação dos parâmetros das condições ambientais feita pelo módulo de controle 28 através do monitor 50 na operação 54 e com base na determinação da pressão do circuito e/ou na vazão do circuito feita nas operações 56, 58. Alternativamente, um ou mais dos parâmetros do circuito, tais como a temperatura, podem ser medidos diretamente através de um ou mais sensores dispostos dentro do circuito.

[043] Em uma operação 62, um ou mais parâmetros do umidificador são determinados pelo módulo de controle 28. Os parâmetros do umidificador estão relacionados ao aumento do nível de umidade do circuito aplicado ao gás no circuito 12 à medida que passa através do umidificador 18. Na realização ilustrada, o módulo de controle 28 determina os parâmetros do umidificador com base nas informações relacionadas à temperatura do elemento de aquecimento 42

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20/24 provida pelo sensor 48. A temperatura do elemento de aquecimento 42 é associada com a temperatura do reservatório de fluido 40 mantida na câmara 38, que corresponde à taxa de evaporação do reservatório de fluido 40. Em outras realizações, a temperatura do elemento de aquecimento 42 pode ser monitorada com base em uma configuração do controle que controla a temperatura do elemento de aquecimento 42. Alternativamente, a temperatura do reservatório de fluido 40 pode ser monitorada diretamente por um sensor de temperatura (por exemplo, termopar, termômetro ou outro dispositivo para a detecção da temperatura).

[044] O método 52 inclui uma operação 64, em que o nível de umidade do circuito é predito pelo módulo de controle 28. Esta determinação se baseia em um aumento previsto na umidade do gás em conseqüência de sua passagem através do umidificador 18. Como esboçado acima, este aumento no nível de umidade é dependente da vazão do circuito determinada na operação 56 dos parâmetros do circuito determinados na operação 60 e dos parâmetros do umidificador determinados na operação 62. Em uma realização, o nível de umidade pode ser determinado com base em uma tabela de verificação. Os valores na tabela de verificação podem ser derivados através de um algoritmo ou ser determinados experimentalmente.

[045] Com referência à Figura 5, um método 66 para determinar um nível máximo de umidade é ilustrado de acordo com uma realização da invenção. O nível máximo de umidade é o nível mais elevado em que o nível de umidade do circuito pode ser elevado sem formar condensação dentro do circuito 12. O método 66 inclui as operações 68, 70, 72 e 74,

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21/24 que correspondem às operações 54, 56, 58 e 60 do método 52,

respectivamente, e gera	determinações sobre os parâmetros	das
condições ambientais,	a vazão do circuito, a pressão	do
circuito e sobre os parâmetros do circuito pelo módulo	de
controle 28 de acordo	com a maneira descrita acima	com
respeito às operações	54, 56, 58 e 60. Desse modo,	os
detalhes das operações	68, 70, 72 e 74 são omitidos	por
questão de brevidade.
[046] Em	uma operação 76, o nível máximo	de
umidade é determinado.	A determinação do nível máximo	de
umidade se baseia na	vazão do circuito determinada	na
operação 70, nos parâmetros das condições ambientais

determinados na operação 68 e nos parâmetros do circuito determinados na operação 74. Em uma realização, o nível máximo de umidade pode ser determinado com base em uma tabela de verificação. Os valores na tabela de verificação podem ser derivados através de um algoritmo ou ser determinados experimentalmente.

[047] Com referência à Figura 6, uma realização de um método 78 de operação do sistema de tratamento de paciente 10 é ilustrada. O método 78 inclui uma operação 80 em que o sistema 10 é ativado. Em uma realização exemplificadora, o sistema 10 é ativado em resposta à entrada recebida pelo sistema 10 através da interface de controle 30 e inclui a ativação do módulo de pressurização de fluxo 16 e do umidificador 18. A presente invenção também contempla que o sistema de tratamento de paciente pode ser ativado (e desativado) automaticamente, por exemplo quando o sistema detecta que o paciente está respirando na interface com o paciente 17. Um exemplo de um sistema automático de

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22/24 liga/desliga é descrito na Patente Norte-americana N°. 6.629.527.

[048] O método 78 inclui uma operação 82, em que um nível de umidade desejado é determinado. Em uma realização, o nível de umidade desejado é ajustado automaticamente ao nível máximo de umidade, que é determinado pelo módulo de controle 28 na operação 82 de acordo com o método 66. Em outra realização, a determinação do nível de umidade desejado pode incluir a recepção de um nível selecionado de umidade emitido ao sistema 10 na interface de controle 30. Em uma operação 84, o nível de umidade do circuito atual a jusante do umidificador 18 é previsto. Por exemplo, em uma realização, o nível de umidade do circuito é previsto pelo módulo de controle 28 de acordo com o método 52. A previsão do nível de umidade do circuito atual é então comparada com o nível de umidade desejado pelo módulo de controle 28 em uma operação 86. Esta comparação inclui determinar se o nível de umidade do circuito é substancialmente igual ao nível de umidade desejado. Por exemplo, se o nível de umidade do circuito cair dentro de uma faixa predeterminada que é determinada com base no nível de umidade desejado, então o nível de umidade do circuito e o nível de umidade desejado podem ser determinados como sendo substancialmente equivalentes. Em uma realização, a faixa predeterminada inclui níveis de umidade do circuito dentro dos limites de faixa que são deslocados do nível de umidade desejado por mais e menos uma quantidade predeterminada. Em outra realização, a faixa predeterminada pode incluir somente níveis de umidade do circuito dentro dos limites da faixa em que um dos limites da faixa é ajustado em ou perto do nível

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23/24 de umidade desejado e o outro limite da faixa é ajustado acima ou abaixo do nível de umidade desejado por um deslocamento predeterminado.

[049] Se o nível de umidade desejado e o nível de umidade do circuito forem substancialmente iguais, então o método 78 retorna às operações 82 e 84. No entanto, se o nível de umidade desejado e o nível de umidade do circuito não forem substancialmente iguais, então o método prossegue a uma operação 88. Na operação 88, o módulo de controle 28 ajusta um ou mais parâmetros do umidificador. Em uma realização, o parâmetro do umidificador que é ajustado é a temperatura do elemento de aquecimento 42. A temperatura do elemento de aquecimento 42 pode ser ajustada na direção apropriada (por exemplo, mais quente ou mais fria) por uma quantidade predeterminada, ou a quantidade de ajuste pode se basear no grau da diferença nos valores do nível de umidade desejado e do nível de umidade do circuito.

[050] Em uma operação 90, determina-se se o sistema 10 deve ser desativado. Em uma realização exemplificadora, a determinação feita na operação 90 pode incluir determinar se um comando de desativação foi emitido ao sistema 10 na interface de controle 30. Naturalmente, a presente invenção também contempla a desativação automática do sistema e/ou o envio de um sinal de desativação se, por exemplo, o paciente que respira na interface com o paciente 17 não for mais detectado. Se nenhum comando de desativação for recebido pelo sistema 10, então o método 78 retorna às operações 82 e 84. Se um comando de desativação for recebido pelo sistema 10, então o sistema 10 será desativado em uma operação 92. A desativação do sistema 10 inclui a desativação

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24/24 do módulo de pressurização de fluxo 16 e do umidificador 18. Em uma realização, a desativação do sistema 10 pode incluir a desativação de somente um dentre o módulo de pressurização de fluxo 16 e o umidificador 18.

[051] De acordo com um aspecto da presente invenção, o nível de umidade do gás no circuito pode ser determinado sem o uso de um sensor de umidade no circuito. O nível de umidade determinado no circuito pode ser então realimentado ao processador em um laço fechado para permitir que o paciente ajuste e/ou controle o nível de umidade para um conforto aumentado e, opcionalmente, sem gerar condensação excessiva no sistema.

[052] Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes com a finalidade de ilustração com base no que é atualmente considerado como sendo as realizações mais práticas e preferidas, deve ficar compreendido que tal detalhe serve unicamente para essa finalidade e que a invenção não está limitada às realizações descritas, mas, pelo contrário, ela deve cobrir as modificações e os arranjos equivalentes que estão dentro do caráter e do âmbito das reivindicações anexas. Por exemplo, os links operativos citados em toda a descrição podem ser sistemas de comunicação com fiação, de fibra óptica ou sem fio, como alguns exemplos. Deve ficar compreendido adicionalmente que a presente invenção contempla que, à extensão possível, uma ou mais características de qualquer realização podem ser combinadas com uma ou mais características de qualquer outra realização.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. MÉTODO PARA DETERMINAR A UMIDADE DO GÁS APLICADO A UM USUÁRIO DENTRO DE UM CIRCUITO DO PACIENTE (12), para fornecer gás a um paciente, o método compreendendo:

fornecer um sistema de suporte de pressão que inclui um gerador de fluxo de gás e um circuito do paciente (12) acoplado de maneira operativa a uma saída do gerador de fluxo de gás, em que o circuito do paciente (12) é adaptado para carregar um fluxo de gás a partir do sistema de suporte de pressão à via aérea de um paciente (17);

fornecer um sistema de umidificação que inclui uma câmara de umidificação adaptada para armazenar uma quantidade de fluido, e um aquecedor adaptado para aquecer o fluido na câmara de umidificação, em que a câmara de umidificação é fornecida em linha com o circuito do paciente (12);

caracterizado por determinar um primeiro nível de umidade de gás ambiente fora do circuito do paciente (12);

fornecer gás ambiente para o circuito do paciente (12) utilizando o gerador de fluxo de gás;

a pressurização do gás admitido no circuito do paciente (12) utilizando o gerador de fluxo de gás;

a determinação de pelo menos uma das pressões ou taxa de fluxo para dentro do circuito do pac iente (12) a montante da câmara de umidificação utilizando pelo menos o primeiro nível de umidade e uma ou mais da pressão dentro do circuito do paciente 12) a montante do sistema de umidificação ou a taxa de fluxo dentro do circuito do

paciente (12) a montante do sistema de umidificação;

a determinação de um segundo nível de umidade do gás dentro do circuito do paciente (12) antes de entrar na

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2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela taxa na qual o vapor é adicionado ao gás

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2/7 câmara de umidificação utilizando pelo menos o primeiro nível de umidade e uma ou mais da pressão dentro do circuito do paciente (12) a montante da câmara de umidificação ou da taxa

de fluxo dentro do circuito do paciente (12) a montante da câmara de umidificação; a determinação de um segundo nível de umidade do gás dentro do circuito do paciente (12) após a umidade ser

adicionada a este com base (a) em pelo menos um parâmetro do circuito e (b) no primeiro nível de umidade;

fazer com que um fluxo de gás do gerador de fluxo de gás passe através de pelo menos uma porção da câmara de umidificação, de modo a adicionar vapor ao fluxo no circuito do paciente (12);

a determinação de uma taxa na qual o vapor é adicionado ao gás extraído no circuito do paciente (12); a determinação de pelo menos um parâmetro de operação do aquecedor; e a determinação de um terceiro nível de umidade do gás no circuito do paciente (12) a jusante da câmara de umidificação com base (a) no segundo nível de umidade, (b)

uma ou mais pressões dentro do circuito do paciente (12) a montante da câmara de umidificação ou a taxa de fluxo dentro do circuito do paciente (12) a montante da câmara de umidificação, na pressão do gás dentro do circuito do paciente (12), no segundo nível de umidade, em pelo menos um parâmetro de operação do aquecedor e (c) uma taxa na qual o vapor é adicionado ao gás aspirado para dentro do circuito do paciente (12).

3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda o ajuste da taxa a qual o vapor é adicionado ao gás atraído para o circuito do paciente (12) com base na determinação do terceiro nível de umidade através da realimentação.

3/7 atraído para o circuito do paciente (12) ser determinada com base em uma ou mais temperaturas do aquecedor, uma temperatura de um fluido dentro da câmara de umidificação, ou a taxa de fluxo dentro do circuito do paciente (12) a montante do umidificador.

4/7 adaptado para determinar uma umidade ambiente do gás fora do circuito do paciente (12); e um processador (28) que determina:

pelo menos uma das pressões ou taxa de fluxo dentro do circuito do paciente (12) a montante do umidificador, um nível de umidade do gás no circuito do paciente (12) a montante do umidificador com base em pelo menos na umidade ambiente e uma ou mais da pressão dentro do circuito do paciente (12) a montante do umidificador ou a taxa de fluxo dentro do circuito do paciente (12) a montante do umidificador, e um nível de umidade do gás no circuito do paciente (12) a jusante do umidificador com base no nível de umidade do gás no circuito do paciente (12) a montante do umidificador, uma ou mais da pressão dentro do circuito do paciente (12) a montante do umidificador ou a vazão dentro do o circuito do paciente (12) a montante do umidificador, e o parâmetro do umidificador.

4. SISTEMA DE TRATAMENTO DE PACIENTE (10), para a realização do método conforme definido na reivindicação 1, compreendendo:

um circuito do paciente (12) adaptado para carregar um fluxo de gás de uma fonte de gás a um paciente;

um módulo de pressurização de fluxo (16) acoplado de maneira operativa a uma entrada (14) do circuito do paciente (12) que gera o fluxo de gás dentro do circuito do paciente (12);

um umidificador (18) disposto em linha com o circuito do paciente (12) que eleva a umidade do fluxo de gás no circuito do paciente (12) a um nível de umidade do circuito, em que o umidificador compreende um reservatório de água e um elemento de aquecimento que aquece o reservatório de água;

um monitor (50) adaptado para monitorar um parâmetro das condições ambientais do gás respirável antes de o gás respirável ser introduzido no circuito do paciente na entrada (14);

caracterizado por um sensor de umidade (22)

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5/7 caracterizado por compreender ainda um sensor de fluxo (22) e um sensor de pressão (22), e em que o processador determina a pressão dentro do circuito do paciente (12) a montante do umidificador com base, pelo menos em parte, numa saída do sensor de pressão (22) e determina a taxa de fluxo dentro do circuito do paciente (12) a montante do umidificador baseado, pelo menos em parte, numa saída do sensor de fluxo (22).

8. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo processador determinar um nível máximo de umidade em que o nível de umidade do gás no circuito do paciente (12) pode ser elevado sem formar condensação dentro do circuito do paciente (12), a determinação do nível máximo de umidade é feita com base em uma taxa de fluxo do gás no circuito do paciente (12) a montante do umidificador, a pressão dentro do circuito do paciente (12) a montante do umidificador, e em pelo menos uma da temperatura do reservatório de água e da temperatura do elemento de aquecimento.

9. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pela determinação do nível de umidade do gás no circuito do paciente (12) a jusante do umidificador ser implementado em um elo de realimentação para controlar automaticamente o elemento de aquecimento de uma maneira tal que o nível de umidade do gás no circuito do paciente (12) a montante do umidificador seja mantido substancialmente igual ao nível máximo de umidade.

10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos um circuito do parâmetro do gás compreender uma ou mais da temperatura do gás a montante do sistema de umidificação ou a umidade do gás no circuito do

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5. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por compreender ainda uma interface (30), em que a vazão de gás dentro do circuito do paciente (12) a montante do umidificador, a pressão dentro do circuito do paciente (12) a montante do umidificador, ou o nível de umidade do gás no circuito do paciente (12) a jusante do umidificador é controlada seletivamente por intermédio da interface.

6/7 paciente (12) a montante do sistema de umidificação.

11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo segundo nível de umidade também ser

determinado com base (c) em uma taxa em que vapor é adicionado ao gás. 12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pela taxa ser estimada com base em uma ou mais

de uma temperatura de um aquecedor ou uma temperatura de um liquido.

13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos um parâmetro de operação do aquecedor compreender uma ou mais de uma temperatura do aquecedor ou uma temperatura do liquido.

14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado compreender adicionalmente a determinação de um nível máximo de umidade em que o terceiro nível de umidade do gás dentro do circuito do paciente (12) pode ser elevado sem formar condensação dentro do circuito do paciente (12) com

base em uma ou mais (a) da ta xa de fluxo do gás dentro do circuito do paciente (12) , (b) da pressão do gás dentro do circuito do paciente (12) , (c) em pelo menos um parâmetro de operação do aquecedor, ou (d) em pelo menos um nível de umidade. 15 . MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14,

caracterizado por compreender ainda a implementação do terceiro nível de umidade em um elo de realimentação a fim de controlar automaticamente pelo menos um parâmetro de operação do aquecedor tal que o terceiro nível de umidade seja mantido substancialmente igual ao nível máximo de umidade.

16. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 15,

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6. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo monitor (50) ser um sensor de temperatura que detecta uma ou mais temperaturas do elemento de aquecimento, ou uma configuração de controle do umidificador.

7. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 4,

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7/7 caracterizado por compreender ainda:

a recepção de um nível selecionado de umidade; e a implementação do terceiro nível de umidade do gás no circuito do paciente (12) a jusante do umidificador em um elo de realimentação a fim de controlar automaticamente pelo menos um parâmetro de operação do aquecedor tal que o terceiro nível de umidade seja mantido substancialmente igual ao nível de umidade selecionado.