ES1296246U - Non-invasive ventilation system (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
SISTEMA DE VENTILACIÓN NO INVASIVANON-INVASIVE VENTILATION SYSTEM
Campo de aplicaciónScope
La presente invención se refiere a un sistema para la ventilación no invasiva, especialmente adecuado para terapias con equipos de suministro de presión positiva continua (Continuous Positive Airway Pressure, CPAP) o cánulas nasales de alto flujo (HFNC).The present invention refers to a system for non-invasive ventilation, especially suitable for therapies with continuous positive pressure supply equipment ( Continuous Positive Airway Pressure, CPAP) or high-flow nasal cannulas (HFNC).
El sistema mencionado encuentra aplicación útil en particular, pero no exclusivamente, en el sector de los equipos para los tratamientos médicos en ámbito hospitalario, pero también puede emplearse, evidentemente, en ámbito domiciliario y en las unidades móviles de emergencia.The aforementioned system finds a useful application in particular, but not exclusively, in the field of equipment for medical treatment in hospital settings, but it can obviously also be used in the home setting and in mobile emergency units.
Estado de la técnicastate of the art
Se conoce que en el presente sector la ventilación no invasiva es un tratamiento terapéutico en el que, a través de dispositivos especializados y que desembocan en máscaras, cascos o cánulas nasales de alto flujo (HFNC), se le suministra al paciente un soporte ventilatorio en las vías aéreas superiores.It is known that in the present sector non-invasive ventilation is a therapeutic treatment in which, through specialized devices that end in masks, helmets or high-flow nasal cannulas (HFNC), the patient is provided with ventilatory support in the upper airways.
El campo de aplicación de los equipos CPAP es muy amplio; en algunos casos se utilizan en ámbito extrahospitalario para suministrar un flujo de mezcla oxígeno-aire a presión a través de un tubo y una máscara facial (o nasal). La presión del aire, en su caso enriquecido con oxígeno, permite mantener abiertas las vías aéreas para mejorar las condiciones clínicas de un paciente que padece apnea del sueño, trastorno en el que las vías aéreas superiores tienden a plegarse hasta que se obstruyen durante las fases más profundas del sueño, provocando un despertar brusco del sujeto. Otra aplicación clínica consiste en el tratamiento de la insuficiencia respiratoria aguda, por diversas causas, en la que la presión positiva permite que las cavidades pulmonares (alvéolos) no se cierren ni se colapsen.The field of application of CPAP equipment is very wide; in some cases they are used in an out-of-hospital setting to deliver a flow of pressurized oxygen-air mixture through a tube and a face (or nasal) mask. The air pressure, in its case enriched with oxygen, makes it possible to keep the airways open to improve the clinical conditions of a patient suffering from sleep apnea, a disorder in which the upper airways tend to fold until they become obstructed during the sleep phases. deeper sleep, causing a sudden awakening of the subject. Another clinical application consists in the treatment of acute respiratory failure, due to various causes, in which positive pressure prevents the lung cavities (alveoli) from closing or collapsing.
Los equipos de CPAP también se utilizan en ámbito neonatal mediante múltiples interfaces que se adhieren completa o parcialmente a las vías aéreas.CPAP equipment is also used in the neonatal setting through multiple interfaces that fully or partially adhere to the airways.
Una modalidad de ventilación no invasiva para pacientes adultos que resulta más común en ámbito pre o intrahospitalario prevé, en cambio, un funcionamiento llamado de flujo libre, en el que el gas inspirado se libera posteriormente en el ambiente externo, directamente o a través de una válvula espiratoria correspondiente que pone en presión positiva toda la interfaz y, por tanto, las vías aéreas superiores del paciente.A non-invasive ventilation modality for adult patients that is most common in Instead, the pre- or intra-hospital setting provides for a so-called free-flow operation, in which the inspired gas is subsequently released into the external environment, directly or through a corresponding expiratory valve that puts the entire interface under positive pressure and, therefore, , the upper airways of the patient.
Sin embargo, la dispersión en el ambiente de la mezcla de gases inutilizada por la ventilación de flujo libre lleva tanto a un consumo elevado del propio gas como, en caso de presencia de potenciales agentes nocivos/infecciosos, a una posible contaminación del ambiente y a una transmisión del patógeno al personal sanitario.However, the dispersion in the environment of the gas mixture rendered useless by free-flow ventilation leads both to a high consumption of the gas itself and, in the event of the presence of potential harmful/infectious agents, to a possible contamination of the environment and to a transmission of the pathogen to healthcare personnel.
Por este motivo puede emplearse un circuito de recirculación, para obtener una modalidad de funcionamiento denominada "de circuito cerrado” que permita reutilizar los gases no consumidos por el paciente.For this reason, a recirculation circuit can be used to obtain an operating mode called "closed circuit" that allows the gases not consumed by the patient to be reused.
Naturalmente, estos gases no resultan inmediatamente adecuados para su reutilización, dado que están mezclados con los gases espirados por el propio paciente.Naturally, these gases are not immediately suitable for reuse, since they are mixed with the gases exhaled by the patient himself.
Por tanto, un objetivo de la presente invención es el de idear un sistema de "circuito cerrado” que permita recoger el exceso de gases y aquellos espirados por un paciente con el objetivo de reutilizarlos, tras el conveniente tratamiento, para la alimentación del generador de flujo.Therefore, one objective of the present invention is to devise a "closed circuit" system that allows the collection of excess gases and those expired by a patient with the aim of reusing them, after appropriate treatment, for feeding the generator. flow.
Otro objetivo de la invención es el de prever un sistema que garantice una autonomía de utilización lo más prolongada posible.Another object of the invention is to provide a system that guarantees the longest possible autonomy of use.
Otro objetivo más es el de prever un sistema lo más compacto y ligero posible en comparación con los sistemas de ventilación presentes en el estado de la técnica.Yet another objective is to provide a system that is as compact and light as possible in comparison with the ventilation systems present in the state of the art.
Adicionalmente, un objetivo de la invención es el de prever un sistema de tratamiento del exceso de gases y espirado de tipo regenerable.Additionally, an objective of the invention is to provide a system for treating excess gases and expiration of the regenerative type.
También es un objetivo de la invención prever un sistema de uso fácil para un operador.It is also an object of the invention to provide a user-friendly system for an operator.
Por último, es un objetivo de la invención idear un sistema que pueda implementarse fácilmente en el interior de equipos ya existentes. Lastly, it is an objective of the invention to devise a system that can be easily implemented inside already existing equipment.
Sumario de la invenciónSummary of the invention
La idea de solución en la que se basa la presente invención es la de prever un sistema que proporcione también una depuración eficiente de los gases espirados por parte del paciente sujeto a ventilación no invasiva.The solution idea on which the present invention is based is to provide a system that also provides efficient purification of exhaled gases by the patient subject to non-invasive ventilation.
El mencionado problema técnico se resuelve mediante un sistema de ventilación no invasiva que comprende al menos un dispositivo de generación de flujo acoplado a al menos una fuente de gases medicinales, un circuito de recirculación para la recuperación de los gases suministrados en exceso y de aquellos espirados por un paciente, que comprende un conducto de aspiración y purga, adecuado para equilibrar la presión en el interior de este circuito de recirculación, un elemento de interfaz que cubra completa o parcialmente las vías respiratorias del paciente, al menos un elemento de adsorción de dióxido de carbono ubicado en el interior del circuito de recirculación y adecuado para purificar los gases espirados por el paciente.The aforementioned technical problem is solved by means of a non-invasive ventilation system that comprises at least one flow generation device coupled to at least one source of medical gases, a recirculation circuit for the recovery of gases supplied in excess and those expired. by a patient, comprising a suction and purge conduit, suitable for equalizing the pressure inside this recirculation circuit, an interface element that completely or partially covers the patient's airways, at least one carbon dioxide adsorption element located inside the recirculation circuit and suitable for purifying the gases exhaled by the patient.
Ventajosamente, el sistema según la invención permite obtener a la salida del elemento de adsorción una mezcla de aire, enriquecido con oxígeno y/u otro gas de uso médico, adecuada para alimentar completa o parcialmente el sistema de generación del flujo.Advantageously, the system according to the invention makes it possible to obtain, at the outlet of the adsorption element, a mixture of air, enriched with oxygen and/or another gas for medical use, suitable for completely or partially feeding the flow generation system.
Preferiblemente, el elemento de adsorción de dióxido de carbono comprende cal sodada, concretamente en forma de celdas o cartuchos que pueden sustituirse fácilmente.Preferably, the carbon dioxide adsorption element comprises soda lime, particularly in the form of cells or cartridges that can be easily replaced.
Ventajosamente, la utilización de la cal sodada permite una reducción eficaz del CO2 presente en los gases espirados.Advantageously, the use of soda lime allows an effective reduction of the CO 2 present in exhaled gases.
Más preferiblemente, esta cal sodada prevé un porcentaje de hidróxido de sodio mayor de 1 y una densidad superior a 70 g/ml.More preferably, this soda lime has a percentage of sodium hydroxide greater than 1 and a density greater than 70 g/ml.
Se obtiene, por tanto, una mayor eficiencia de adsorción con el mismo volumen.Therefore, a higher adsorption efficiency is obtained with the same volume.
Ventajosamente, este tipo especial de cal sodada permite incrementar las propiedades de adsorción del elemento de adsorción, proporcionando, por tanto, mejor adsorción y una mejor calidad del aire.Advantageously, this special type of soda lime allows the adsorption properties of the adsorption element to be increased, thus providing better adsorption and better air quality.
Aún más preferiblemente, la cal sodada empleada en el elemento de adsorción prevé una configuración granular con gránulos de forma semiesférica. Even more preferably, the soda lime used in the adsorption element has a granular configuration with hemispherical granules.
Ventajosamente, esto garantiza una adsorción uniforme y una mayor resistencia a la abrasión, reduciendo por tanto la generación de polvos o la acumulación de productos de descomposición en caso de secado accidental de la cal sodada.Advantageously, this guarantees a uniform adsorption and a greater resistance to abrasion, therefore reducing the generation of dust or the accumulation of decomposition products in case of accidental drying of the soda lime.
Alternativamente, el elemento de adsorción de dióxido de carbono comprende una celda a base de litio. Alternativamente, el elemento de adsorción de dióxido de carbono puede comprender zeolitas, aminas sólidas o compuestos químicos análogos susceptibles de adsorber CO2.Alternatively, the carbon dioxide adsorption element comprises a lithium-based cell. Alternatively, the carbon dioxide adsorption element may comprise zeolites, solid amines or similar chemical compounds capable of adsorbing CO2.
Ventajosamente, esta solución resulta extremadamente compacta y garantiza, asimismo, una elevada autonomía de utilización.Advantageously, this solution is extremely compact and also guarantees a high autonomy of use.
Aun alternativamente, el elemento de adsorción de dióxido de carbono comprende un elemento sólido de matriz polimérica.Still alternatively, the carbon dioxide adsorption element comprises a solid polymer matrix element.
Ventajosamente, esta solución permite obtener un buen rendimiento, aparte del hecho de ser muy segura, ya que las prestaciones de adsorción proporcionadas son muy previsibles y se repiten de manera constante a lo largo del tiempo.Advantageously, this solution makes it possible to obtain good performance, apart from the fact that it is very safe, since the adsorption performance provided is highly predictable and is constantly repeated over time.
Aun alternativamente, el elemento de adsorción de dióxido de carbono comprende una batería que comprende nanotubos de carbono para la adsorción de dióxido de carbono en fase de recarga.Still alternatively, the carbon dioxide adsorption element comprises a battery comprising carbon nanotubes for the adsorption of carbon dioxide in the recharging phase.
Ventajosamente, la presente solución se basa en la afinidad binaria entre adsorbente y CO2, la cual permite capturar dióxido de carbono de cualquier concentración y permite la liberación del mismo en cualquier flujo portante.Advantageously, the present solution is based on the binary affinity between adsorbent and CO2, which allows capturing carbon dioxide of any concentration and allows its release in any carrier flow.
Preferiblemente, el elemento de adsorción de dióxido de carbono es un sistema de doble o triple celda, para permitir un funcionamiento continuo del sistema de ventilación incluso en fase de sustitución o de regeneración de una celda del elemento de adsorción.Preferably, the carbon dioxide adsorption element is a double or triple cell system, to allow continuous operation of the ventilation system even in the phase of replacement or regeneration of a cell of the adsorption element.
Ventajosamente, esto permite un incremento controlado de las prestaciones.Advantageously, this allows a controlled increase in performance.
Además, el sistema según la invención también puede prever una unidad de conmutación automática, capaz de reconocer la saturación alcanzada por una celda y desviar, por consiguiente, el flujo de la mezcla a filtrar hacia una celda que aún no está saturada. In addition, the system according to the invention can also provide an automatic switching unit, capable of recognizing the saturation reached by a cell and consequently diverting the flow of the mixture to be filtered towards a cell that is not yet saturated.
Por tanto, al utilizar un sistema de doble o múltiples celdas es posible garantizar una continuidad de funcionamiento del sistema: cuando una de las celdas llega a saturarse se la excluye del circuito, una diferente no saturada aún la reemplaza, mientras el sistema sigue funcionando sin interrupción.Therefore, when using a system with double or multiple cells, it is possible to guarantee a continuity of operation of the system: when one of the cells reaches saturation it is excluded from the circuit, a different one that is not yet saturated replaces it, while the system continues to function without interruption.
Aun preferiblemente, el elemento de adsorción de dióxido de carbono es un elemento regenerable con aplicación de un flujo de aire calentado.Still preferably, the carbon dioxide adsorption element is a regenerable element with application of a flow of heated air.
Concretamente, se utiliza un ventilador asociado a una resistencia de calentamiento, la cual genera en acoplamiento funcional un flujo de aire calentado. Este flujo de aire calentado atraviesa forzosamente la celda arrastrando el CO2 liberado por el adsorbedor como consecuencia del calentamiento. De esta manera se produce, por tanto, la purificación y regeneración de la celda. Los parámetros a controlar para obtener la mencionada regeneración son únicamente el flujo de aire, su temperatura de calentamiento y el tiempo de regeneración.Specifically, a fan associated with a heating resistance is used, which generates a flow of heated air in functional coupling. This flow of heated air forcefully crosses the cell, carrying with it the CO 2 released by the adsorber as a consequence of the heating. In this way, therefore, the purification and regeneration of the cell occurs. The parameters to control to obtain the aforementioned regeneration are only the air flow, its heating temperature and the regeneration time.
El elemento regenerable puede comprender un elemento que contiene zeolitas, aminas sólidas o compuestos químicos análogos capaces tanto de adsorber dióxido de carbono como de liberarlo dependientemente del hecho de estar sometidos a estímulos adecuados, tales como el aumento de temperatura mediante flujo de aire caliente o aplicación directa de calor mediante resistencia térmica.The regenerative element can comprise an element that contains zeolites, solid amines or similar chemical compounds capable of both adsorbing carbon dioxide and releasing it depending on the fact that they are subjected to suitable stimuli, such as the increase in temperature by means of a flow of hot air or the application of Direct heat through thermal resistance.
Esta solución permite también ventajosamente obtener una eficiencia de adsorción muy elevada en el interior de una estructura muy compacta.This solution also advantageously makes it possible to obtain a very high adsorption efficiency inside a very compact structure.
En caso de que se tenga un sistema de doble o múltiples celdas, como se ha mencionado anteriormente, el sistema según la invención también puede comprender la unidad de conmutación automática y, por tanto, es posible prever la regeneración de la celda ya saturada mientras el sistema sigue funcionando pasando a través de una celda no saturada aún y optimizando así el funcionamiento evitando tiempos de inactividad forzada.In case there is a double or multiple cells system, as mentioned above, the system according to the invention can also comprise the automatic switching unit and, therefore, it is possible to foresee the regeneration of the already saturated cell while the The system continues to work by passing through a cell that is not yet saturated and thus optimizing the operation, avoiding forced downtime.
Por tanto, ventajosamente, esta solución permite obtener una gran autonomía, óptima eficiencia, un impacto ecológico mucho menor y una elevada rentabilidad.Therefore, advantageously, this solution makes it possible to obtain great autonomy, optimum efficiency, a much lower ecological impact and high profitability.
Adicionalmente, se prevé una unidad de emergencia que excluye la recirculación en caso de que se detecten anomalías de funcionamiento en el interior del sistema. Additionally, an emergency unit is provided that excludes recirculation in the event that operating anomalies are detected inside the system.
Aun preferiblemente, el sistema de ventilación no invasiva comprende, adicionalmente, un dispositivo electrónico de monitorización de disminución de la adsorción.Still preferably, the non-invasive ventilation system additionally comprises an electronic device for monitoring the adsorption decrease.
Ventajosamente, esta solución, que es alternativa a la utilización según el estado de la técnica de una variación de tinción de un adsorbente agotado, es más precisa en la señalación de la propia detección y garantiza mayor seguridad para el paciente.Advantageously, this solution, which is an alternative to the use according to the state of the art of a staining variation of an exhausted adsorbent, is more precise in signaling the detection itself and guarantees greater safety for the patient.
Preferiblemente, el sistema según la invención comprende, además, una boca de aspiración de aire del exterior adecuada para regular la cantidad de gas en recirculación en el interior del circuito cerrado.Preferably, the system according to the invention also includes an air intake port from outside suitable for regulating the quantity of recirculated gas inside the closed circuit.
Ventajosamente, la presente solución permite una correcta parcialización del aire entrante por la dosificación de la mezcla.Advantageously, the present solution allows a correct partialization of the incoming air by dosing the mixture.
Aun preferiblemente, el sistema según la invención comprende, además, un filtro de aislamiento y/o de recogida de condensado 14.Still preferably, the system according to the invention also comprises an isolation and/or condensate collection filter 14.
Ventajosamente, la presente solución relativa a la recogida del gas exhalado por el paciente y condensado permite efectuar un diagnóstico precoz y preciso en pacientes no intubados.Advantageously, the present solution relating to the collection of the gas exhaled by the patient and condensate allows an early and accurate diagnosis to be made in non-intubated patients.
Otras características y ventajas aparecerán principalmente en la descripción detallada que aparece a continuación de una forma de realización preferida, pero no exclusiva, del equipo según la presente invención, con relación a las figuras anexadas dadas a modo de ejemplo, pero no limitativas.Other characteristics and advantages will appear mainly in the detailed description that follows of a preferred, but not exclusive, embodiment of the equipment according to the present invention, in relation to the attached figures given by way of example, but not limiting.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
En estos dibujos:In these drawings:
• La figura 1 representa una vista esquemática de un sistema para ventilación no invasiva que comprende un elemento de adsorción según la invención.• Figure 1 represents a schematic view of a system for non-invasive ventilation comprising an adsorption element according to the invention.
• La figura 2 representa una vista esquemática de una forma de realización alternativa de un sistema para ventilación no invasiva según la invención. • Figure 2 represents a schematic view of an alternative embodiment of a system for non-invasive ventilation according to the invention.
Descripción detalladaDetailed description
Con relación a las figuras adjuntas, con 1 se indica de manera global y esquemática una primera forma de realización de un sistema de ventilación no invasiva, realizado según la presente invención.With regard to the attached figures, 1 indicates globally and schematically a first embodiment of a non-invasive ventilation system, made according to the present invention.
En particular, en la figura 1 se representa un sistema 1 alimentado por una fuente de gases medicinales 2.In particular, figure 1 shows a system 1 fed by a source of medical gases 2.
La fuente de gases medicinales 2 está conectada, por tanto, por medio de un conducto de alimentación 3 a un dispositivo de generación de flujo 4, preferiblemente un dispositivo Venturi 4, mediante una boca de aspiración 5 dotada de un regulador conveniente y, por tanto, adecuada para regular una fracción de recirculación, permitiendo por tanto una correcta parcialización del aire entrante por la dosificación de la mezcla.The source of medical gases 2 is therefore connected by means of a supply pipe 3 to a flow generation device 4, preferably a Venturi device 4, by means of an aspiration mouth 5 equipped with a suitable regulator and therefore , suitable for regulating a fraction of recirculation, therefore allowing a correct partialization of the incoming air by dosing the mixture.
El dispositivo Venturi 4 es adecuado para generar el flujo para la ventilación no invasiva y está conformado como un conducto de sección variable para aprovechar el efecto homónimo.The Venturi 4 device is suitable for flow generation for non-invasive ventilation and is shaped as a variable section conduit to take advantage of the Venturi 4 effect.
Del dispositivo Venturi 4 sale, por tanto, un conducto de suministro 6 con el que se suministra al paciente la mezcla de gases medicinales necesaria a través de una interfaz 7 por medio de una entrada 8, cubriendo la interfaz 7 completa o parcialmente las vías respiratorias del paciente.From the Venturi device 4, therefore, a supply conduit 6 emerges, with which the necessary medical gas mixture is supplied to the patient through an interface 7 by means of an inlet 8, the interface 7 completely or partially covering the airways. of the patient.
El sistema 1 según la invención prevé el empleo en ventilación de un elemento de interfaz 7 específico.The system 1 according to the invention provides for the use in ventilation of a specific interface element 7.
El elemento de interfaz 7 puede seleccionarse de entre una máscara nasal, cánulas nasales, una máscara oronasal, una máscara facial o un casco para terapia CPAP.The interface element 7 can be selected from a nasal mask, nasal cannulas, oronasal mask, face mask or helmet for CPAP therapy.
Nada prohíbe, también según desarrollos futuros de las terapias médicas, utilizar diferentes elementos de conexión.Nothing prohibits, also according to future developments of medical therapies, using different connection elements.
La interfaz 7 comprende, por tanto, una salida 9 para los gases espirados por el paciente.The interface 7 therefore includes an outlet 9 for the gases expired by the patient.
La entrada 8 puede coincidir con la salida 9, con una bifurcación en Y que dirija los flujos de manera diferente. En particular, cuando la interfaz 7 corresponde, por ejemplo, a una máscara oronasal, se produce una protuberancia desde la que se bifurcan justamente los conductos de entrada y salida, donde la selección del conducto se efectúa simplemente mediante un par de válvulas unidireccionales que dirigen el flujo de manera diferente en las fases de inspiración y espiración.Input 8 can coincide with output 9, with a Y branch directing the flows differently. In particular, when the interface 7 corresponds, for example, to an oronasal mask, a bulge is produced from which the inlet and outlet conduits precisely branch off, where the selection of the conduit is carried out simply by means of a pair of unidirectional valves that direct the flow differently in the phases of inspiration and expiration.
El sistema 1 que comprende, además, un circuito de recirculación 10, comprende a su vez al menos un conducto de aspiración y purga 11.The system 1, which also includes a recirculation circuit 10, in turn comprises at least one suction and purge conduit 11.
El circuito de recirculación 10 está configurado para recuperar al menos parte de la mezcla no respirada por el paciente, además de los gases espirados, y vuelve a conectarse, por tanto, en correspondencia con el dispositivo Venturi 4.The recirculation circuit 10 is configured to recover at least part of the mixture not breathed by the patient, in addition to the expired gases, and is therefore reconnected in correspondence with the Venturi device 4.
El conducto de aspiración y purga 11 está configurado para evitar sobre o subpresiones en el interior del sistema 1.The suction and purge conduit 11 is configured to avoid over or under pressure inside the system 1.
Adicionalmente, en caso de que se produzca una depresión en el interior del circuito de recirculación 10, y, por tanto, una cantidad de mezcla insuficiente en el circuito de recirculación 10, esta presión puede mitigarse por una aspiración directamente del exterior a través del conducto de aspiración y purga 11.Additionally, in the event that there is a depression inside the recirculation circuit 10, and therefore an insufficient amount of mixture in the recirculation circuit 10, this pressure can be relieved by suction directly from outside through the conduit. suction and purge 11.
Por tanto, este conducto de aspiración y purga 11 tiene una doble función según la dirección impuesta por las condiciones de presión entre el interior y el exterior del propio circuito de recirculación 10.Therefore, this suction and purge conduit 11 has a double function depending on the direction imposed by the pressure conditions between the interior and exterior of the recirculation circuit 10 itself.
En otras palabras, el conducto de aspiración y purga 11 es adecuado para equilibrar la presión en el interior del circuito de recirculación 10.In other words, the suction and purge conduit 11 is suitable for equalizing the pressure inside the recirculation circuit 10.
En otras palabras, en caso de que haya una mayor presión en el interior del sistema con respecto a las condiciones externas, se produce una función de purga, mientras que en caso de que haya una depresión en el interior del sistema 1 con respecto a las condiciones externas, se produce una función de aspiración que efectúa una especie de compensación en el interior del sistema 1.In other words, in case there is a higher pressure inside the system with respect to the external conditions, a purge function occurs, while in case there is a depression inside the system 1 with respect to the external conditions, an aspiration function is produced that performs a kind of compensation inside system 1.
En una forma de realización alternativa, que puede verse en la figura 2, el sistema 1 prevé asimismo un elemento protuberante 11A asociado al conducto de aspiración y purga 11.In an alternative embodiment, which can be seen in figure 2, the system 1 also includes a protruding element 11A associated with the suction and purge conduit 11.
Preferiblemente el elemento protuberante 11A se representa por un elemento de tubo corrugado, más preferiblemente de doble tubo, aún más preferiblemente de doble tubo coaxial, el cual, cuando se produce la mencionada función de purga, se llena de mezcla de gases, mientras que cuando se produce la función de aspiración, descarga en el interior del sistema la mencionada mezcla de la que se ha llenado. De esta manera se produce una optimización adicional, ya que en el interior del circuito no se aspira aire ambiente simple, sino una mezcla de gases que tiene efectos positivos para el paciente.Preferably the protruding element 11A is represented by a corrugated tube element, more preferably double tube, still more preferably double tube coaxial, which, when the aforementioned purge function occurs, is filled with a mixture of gases, while when the suction function occurs, it discharges the aforementioned mixture with which it has been filled into the system. In this way, additional optimization is produced, since the interior of the circuit is not sucked in simple ambient air, but rather a mixture of gases that has positive effects for the patient.
Adicionalmente, en el interior del circuito de recirculación 10 también se prevé, preferiblemente, una válvula de mantenimiento de presión positiva, o válvula PEEP, 12.Additionally, inside the recirculation circuit 10 there is also preferably a positive pressure maintenance valve, or PEEP valve, 12.
La válvula 12 es un dispositivo para el mantenimiento de la presión positiva de fin de espiración y está conectada al racor de salida de la máscara, del casco o de los demás accesorios para CPAP.Valve 12 is a device for maintaining positive end-expiration pressure and is connected to the outlet fitting of the mask, helmet or other CPAP accessories.
Los gases que salen de la salida 9 de la interfaz 7, que comprenden también los espirados por el paciente, pueden contener dióxido de carbono y, por tanto, no resultar adecuados para reintroducirse en el dispositivo Venturi 4.The gases leaving the outlet 9 of the interface 7, which also include those expired by the patient, may contain carbon dioxide and, therefore, may not be suitable for reintroduction into the Venturi device 4.
Por consiguiente, está previsto un elemento de adsorción de dióxido de carbono 13, ubicado en el interior del circuito de recirculación 10, adecuado para purificar dichos gases espirados por el paciente.Consequently, a carbon dioxide adsorption element 13 is provided, located inside the recirculation circuit 10, suitable for purifying said gases exhaled by the patient.
Nada prohíbe emplear más elementos de adsorción 13 acoplados entre sí.Nothing prohibits using more adsorption elements 13 coupled together.
En el sistema 1 representado, el elemento de adsorción de dióxido de carbono 13 está colocado aguas abajo del conducto aspiración y purga 11.In the represented system 1, the carbon dioxide adsorption element 13 is placed downstream of the suction and purge conduit 11.
Según una forma de realización preferida, el elemento de adsorción de dióxido de carbono 13 comprende cal sodada.According to a preferred embodiment, the carbon dioxide adsorption element 13 comprises soda lime.
La cal sodada está constituida por una mezcla de hidróxido de calcio (Ca(OH)2), hidróxido de sodio o sosa cáustica (NaOH), agua (H2O). Algunos compuestos contienen hidróxido de potasio (KOH). La reacción que se consigue es la siguiente:Soda lime is made up of a mixture of calcium hydroxide (Ca(OH)2), sodium hydroxide or caustic soda (NaOH), water (H2O). Some compounds contain potassium hydroxide (KOH). The reaction that is obtained is the following:
CO2 H2O ^ H2CO3CO2 H2O ^ H2CO3
H2CO3 2Na(OH) = Na 2 CO 3 + H2O calor H2CO3 2Na(OH) = Na 2 CO 3 + H2O heat
Na2COs Ca(OH)2 = CaCOs 2Na(OH) calorNa2COs Ca(OH)2 = CaCOs 2Na(OH) heat
La reacción con KOH en lugar de Na(OH) es la misma. El agua es indispensable al inicio de la reacción; la reacción produce 1 mol de H2O por cada mol de CO2 neutralizado.The reaction with KOH instead of Na(OH) is the same. Water is essential at the start of the reaction; The reaction produces 1 mole of H2O for each mole of CO2 neutralized.
La sosa cáustica es un compuesto intermedio que se regenera: es responsable del pH alcalino de la mezcla inicial.Caustic soda is an intermediate compound that is regenerated: it is responsible for the alkaline pH of the initial mixture.
El espacio intergranular es el volumen de gas contenido entre los gránulos en el elemento de adsorción 13 después del llenado. Según el tipo de gránulos, este espacio representa del 15 al 45 % del volumen interno del adsorbedor. La compresión de los gránulos permite reducir el espacio llevando el espacio intergranular y el volumen de gas en los gránulos a aproximadamente el 2-4 %.The intergranular space is the volume of gas contained between the granules in the adsorption element 13 after filling. Depending on the type of granules, this space represents 15 to 45% of the internal volume of the adsorber. The compression of the granules makes it possible to reduce the space, bringing the intergranular space and the volume of gas in the granules to approximately 2-4%.
La cal sodada contiene un indicador que es un ácido o una base que vira con el cambio de pH. El indicador ideal debería cambiar al inicio de la variación del pH, no ser tóxico y ser estable.Soda lime contains an indicator that is either an acid or a base that changes with a change in pH. The ideal indicator should change at the beginning of the pH change, be non-toxic and stable.
El colorante utilizado es el violeta de etilo que cambiar del blanco al violeta.The dye used is ethyl violet which will change from white to violet.
Alternativamente, es posible emplear el permanganato de potasio, que cambia del verde al blanco.Alternatively, it is possible to use potassium permanganate, which changes from green to white.
La transformación de la sosa cáustica en carbonato determina el cambio del indicador de color.The transformation of caustic soda into carbonate determines the change of the color indicator.
Según una forma de realización preferida, la cal sodada prevé un porcentaje de hidróxido de sodio mayor, concretamente mayor de 1, y una mayor densidad de producto en un mismo elemento de adsorción, concretamente una densidad superior a 70 g/ml.According to a preferred embodiment, the soda lime provides a greater percentage of sodium hydroxide, specifically greater than 1, and a greater density of the product in the same adsorption element, specifically a density greater than 70 g/ml.
Se obtiene, por tanto, una mayor eficiencia de adsorción con el mismo volumen.Therefore, a higher adsorption efficiency is obtained with the same volume.
Según otra forma de realización preferida la cal sodada prevé una configuración granular con gránulos de forma semiesférica.According to another preferred embodiment, the soda lime has a granular configuration with hemispherical granules.
La forma semiesférica permite un nivel bajo de resistencia respiratoria, prologando de esta manera los periodos de utilización.The hemispherical shape allows a low level of respiratory resistance, thereby prolonging way the periods of use.
Adicionalmente, esta forma garantiza una elevada capacidad de adsorción del CO2.Additionally, this shape guarantees a high CO2 adsorption capacity.
Aun adicionalmente, la forma semiesférica garantiza una elevada resistencia a las abrasiones, reduciendo así la formación de polvo.Still further, the hemispherical shape guarantees high resistance to abrasions, thus reducing the formation of dust.
Según una forma de realización alternativa, el elemento de adsorción de dióxido de carbono 13 comprende una celda a base de litio.According to an alternative embodiment, the carbon dioxide adsorption element 13 comprises a lithium-based cell.
En particular, en este caso se emplea el hidróxido de litio sólido calcinado, el cual reacciona con el dióxido de carbono a temperatura ambiente.In particular, in this case calcined solid lithium hydroxide is used, which reacts with carbon dioxide at room temperature.
Concretamente, esto permite adsorber el dióxido de carbono del vapor de agua según la reacción química:Specifically, this allows carbon dioxide to be adsorbed from water vapor according to the chemical reaction:
2LiOH CO2 ^ U2CO3 H2O.2LiOH CO2 ^ U2CO3 H2O.
El hidróxido de litio sólido calcinado garantiza un rendimiento fiable y confiere una elevada capacidad de adsorción del CO2, de hecho, 1,5 kg de hidróxido de litio absorben alrededor de 1 kg de CO2.Calcined solid lithium hydroxide guarantees reliable performance and confers a high CO2 adsorption capacity, in fact, 1.5 kg of lithium hydroxide absorbs around 1 kg of CO2.
Todavía según una forma de realización alternativa, el elemento de adsorción de dióxido de carbono 13 comprende un elemento sólido de matriz polimérica.According to a still alternative embodiment, the carbon dioxide adsorption element 13 comprises a solid element of polymeric matrix.
Al utilizar un elemento sólido se evitan, por tanto, los inconvenientes de canalización.By using a solid element, therefore, the drawbacks of channeling are avoided.
Adicionalmente, se reducen las emisiones de monóxido de carbono y se eliminan los problemas de polvo cáustico accidental de los adsorbentes de tipo granular.Additionally, carbon monoxide emissions are reduced and accidental caustic dust problems of granular type adsorbents are eliminated.
Los polvos adsorbentes están unidos por una matriz polimérica, permitiendo también una limpieza más limpia y fácil del sistema 1.The adsorbent powders are bound by a polymeric matrix, also allowing cleaner and easier cleaning of system 1.
Esta solución es adecuada para todos los caudales de gas.This solution is suitable for all gas flows.
Todavía según una forma de realización alternativa, el elemento de adsorción de dióxido de carbono 13 comprende una batería que comprende nanotubos de carbono para la adsorción de dióxido de carbono en fase de recarga.According to a still alternative embodiment, the carbon dioxide adsorption element carbon 13 comprises a battery comprising carbon nanotubes for the adsorption of carbon dioxide in the recharging phase.
En particular, el elemento de adsorción 13 prevé electroadsorción reactiva por oscilación en estado sólido que comprende una celda electroquímica que aprovecha la incorporación reductiva de CO2 en las quinonas para la captura del carbono.In particular, the adsorption element 13 provides for reactive electroadsorption by solid state oscillation comprising an electrochemical cell that takes advantage of the reductive incorporation of CO2 in the quinones for carbon capture.
Una celda electroquímica con un electrodo negativo compuesto en nanotubos de carbono captura el CO2 durante la carga por medio de la carboxilación de quinonas reducidas y libera CO2 cuando se descarga.An electrochemical cell with a negative electrode composed of carbon nanotubes captures CO2 during charging through carboxylation of reduced quinones and releases CO2 when discharged.
Preferiblemente, el elemento de adsorción de dióxido de carbono es un sistema de doble o triple celda.Preferably, the carbon dioxide adsorption element is a double or triple cell system.
Ventajosamente, además, el sistema según la invención también puede prever una unidad de conmutación automática, capaz de reconocer la saturación alcanzada por una celda y desviar, por consiguiente, el flujo de aire a filtrar hacia una celda que aún no está saturada.Advantageously, moreover, the system according to the invention can also provide an automatic switching unit, capable of recognizing the saturation reached by a cell and consequently diverting the flow of air to be filtered towards a cell that is not yet saturated.
Por tanto, al utilizar un sistema de doble o múltiples celdas, es posible garantizar una continuidad de funcionamiento del sistema, ya que cuando una de las celdas llega a saturarse se la sustituye, mientras el sistema sigue funcionando pasando a través de una celda no saturada aún.Therefore, when using a double or multiple cell system, it is possible to guarantee the continuity of the system's operation, since when one of the cells becomes saturated it is replaced, while the system continues to function passing through a non-saturated cell. still.
Esto permite un incremento controlado de las prestaciones. Continuidad del sistema de recirculación durante la sustitución o la regeneraciónThis allows a controlled increase in performance. Continuity of the recirculation system during replacement or regeneration
Según una forma de realización preferida, adicionalmente, el elemento de adsorción de dióxido de carbono es un elemento regenerable con aplicación de energía, concretamente un flujo de aire calentado.According to a preferred embodiment, additionally, the carbon dioxide adsorption element is a regenerative element with application of energy, namely a heated air flow.
Concretamente, se utiliza un ventilador asociado a una resistencia de calentamiento, la cual genera en acoplamiento funcional un flujo de aire calentado. Este flujo de aire calentado se sopla sobre la batería hacia el ambiente arrastrando el CO2 que se libera por el adsorbedor como consecuencia del calentamiento. De esta manera se produce, por tanto, la purificación y regeneración de la celda. Los parámetros a controlar para obtener dicha regeneración son únicamente la temperatura del flujo de aire calentado y el tiempo de regeneración. Specifically, a fan associated with a heating resistance is used, which generates a flow of heated air in functional coupling. This flow of heated air is blown over the coil towards the environment, dragging the CO2 that is released by the adsorber as a result of heating. In this way, therefore, the purification and regeneration of the cell occurs. The parameters to control to obtain said regeneration are only the temperature of the heated air flow and the regeneration time.
De hecho, aun según una forma de realización alternativa, el elemento de adsorción de dióxido de carbono 13 comprende un elemento que contiene zeolitas, aminas sólidas o compuestos químicos análogos capaces tanto de adsorber dióxido de carbono como de liberarlo, dependientemente del hecho de estar sometidos a estímulos adecuados, tales como el aumento de temperatura mediante flujo de aire caliente o aplicación directa de calor mediante resistencia térmica.In fact, even according to an alternative embodiment, the carbon dioxide adsorption element 13 comprises an element that contains zeolites, solid amines or similar chemical compounds capable of both adsorbing carbon dioxide and releasing it, depending on the fact that they are subjected to to suitable stimuli, such as the increase in temperature through a flow of hot air or direct application of heat through thermal resistance.
Las aminas, en general, reaccionan con el CO2 para formar el carbamato, según la reacción:Amines, in general, react with CO2 to form the carbamate, according to the reaction:
CO2 2 RNH2 ~ RNH3++ RNHCOO-CO2 2 RNH2 ~ RNH3++ RNHCOO-
En caso de que se tenga un sistema de doble o múltiples celdas, como se ha mencionado anteriormente, el sistema según la invención puede comprender también la unidad de conmutación automática y, por tanto, es posible prever la regeneración de la celda ya saturada mientras el sistema sigue funcionando pasando a través de una celda no saturada aún y optimizando así el funcionamiento, evitando tiempos de inactividad forzada.In case there is a double or multiple cell system, as mentioned above, the system according to the invention can also comprise the automatic switching unit and, therefore, it is possible to foresee the regeneration of the already saturated cell while the The system continues to work by passing through a cell that is not yet saturated and thus optimizing operation, avoiding forced downtime.
Esta solución permite obtener una gran autonomía, óptima eficiencia y, evidentemente, un impacto ecológico mucho menor, además de una elevada rentabilidad.This solution makes it possible to obtain great autonomy, optimal efficiency and, obviously, a much lower ecological impact, as well as high profitability.
De manera adicional, preferiblemente, el sistema 1 comprende un filtro de aislamiento y/o de recogida de condensado 14.Additionally, preferably, the system 1 comprises an isolation and/or condensate collection filter 14.
Por tanto, es posible recoger material biológico proveniente de las vías aéreas del paciente de manera no invasiva.Therefore, it is possible to collect biological material from the patient's airways in a non-invasive manner.
Es sabido que el gas exhalado por un sujeto contiene también, además de vapor de agua, varias sustancias que pueden ser indicativas de procesos patológicos en curso, en particular a nivel pulmonar.It is known that the gas exhaled by a subject also contains, in addition to water vapour, various substances that may be indicative of ongoing pathological processes, in particular at the pulmonary level.
El análisis del gas exhalado condensado se ha considerado prometedor para el diagnóstico de agentes patógenos, neoplasias, y otros marcadores biológicos.The analysis of exhaled gas condensate has been considered promising for the diagnosis of pathogens, neoplasms, and other biological markers.
Sin embargo, actualmente, la utilización del exhalado condensado como muestra biológica todavía no es una práctica habitual. However, currently, the use of exhaled condensate as a biological sample is not yet a common practice.
La recogida de la muestra de exhalado condensado puede realizarse cuando se trata al sujeto de manera invasiva, o mediante exhalación en instrumentos correspondientes.Collection of the exhaled condensate sample can be performed when treating the subject invasively, or by exhalation into appropriate instruments.
Por tanto, gracias a dicho filtro 14 es posible disponer un dispositivo de recogida del exhalado situado a lo largo de la parte espiratoria del circuito, preferiblemente aguas arriba del adsorbedor de CO2.Therefore, thanks to said filter 14, it is possible to have a device for collecting the exhalation located along the expiratory part of the circuit, preferably upstream of the CO2 adsorber.
Este dispositivo puede estar dotado de soportes correspondientes capaces de retener el gas exhalado condensado para análisis posteriores, es decir, reconocer en tiempo real la presencia de marcadores biológicos específicos.This device can be equipped with corresponding supports capable of retaining the condensed exhaled gas for subsequent analysis, that is, recognizing the presence of specific biological markers in real time.
Ventajosamente, es posible, por tanto, efectuar diagnósticos de manera no invasiva y bien tolerada por el paciente.Advantageously, it is therefore possible to carry out diagnoses in a non-invasive manner and well tolerated by the patient.
Además, es posible ofrecer instrumentos diagnósticos que puedan utilizarse muy precozmente durante el proceso de cuidados, en su caso, también en ámbito extrahospitalario.In addition, it is possible to offer diagnostic instruments that can be used very early during the care process, if necessary, also in an out-of-hospital setting.
Según una forma de realización alternativa es posible emplear un dispositivo electrónico de monitorización de la concentración de dióxido de carbono con el objetivo de identificar rápidamente la pérdida de eficiencia del adsorbedor de CO2.According to an alternative embodiment, it is possible to use an electronic device for monitoring the carbon dioxide concentration in order to quickly identify the loss of efficiency of the CO2 adsorber.
De hecho, al utilizar la sosa cáustica, a veces existe el inconveniente de que, tras la interrupción del uso, se determina lentamente una decoloración del indicador de color por intercambio de los productos de la reacción de la periferia con el interior del gránulo de cal. De este modo, la cal puede dar la impresión de estar todavía activa, aunque esté agotada. El color de la cal sodada utilizada no es, por tanto, un buen indicador de su eficacia.In fact, when using caustic soda, there is sometimes the drawback that, after discontinuation of use, a discoloration of the color indicator is slowly determined by exchange of the reaction products from the periphery with the interior of the lime granule. . In this way, the lime can give the impression of still being active, even though it is exhausted. The color of the soda lime used is therefore not a good indicator of its effectiveness.
De manera diferente, al utilizar el dispositivo electrónico de monitorización, se obtiene una mayor precisión y seguridad del agotamiento real.In a different way, when using the electronic monitoring device, a greater precision and security of the real depletion is obtained.
Ventajosamente, el sistema según la presente invención prevé también un circuito de recirculación asociado a un elemento de adsorción de dióxido de carbono correspondiente para optimizar el consumo de gas médico además de minimizar la dispersión de mezcla espirada en ambiente. Advantageously, the system according to the present invention also provides for a recirculation circuit associated with a corresponding carbon dioxide adsorption element to optimize the consumption of medical gas in addition to minimizing the dispersion of the exhaled mixture in the environment.
De esta manera se obtienen, al mismo tiempo, ventajas desde un punto de vista económico y desde un punto de vista ecológico.In this way, advantages are obtained from an economic point of view and from an ecological point of view at the same time.
Sin embargo, adicionalmente, está prevista una unidad de emergencia que excluye la recirculación en caso de que se detecten anomalías de funcionamiento en el interior del sistema.However, additionally, an emergency unit is provided that excludes recirculation in the event that operating anomalies are detected inside the system.
Adicionalmente, se suministra un sistema que puede implementarse fácilmente en equipos ya existentes más complejos sin forzar un diseño específico de los mismos.Additionally, a system is supplied that can be easily implemented in more complex existing equipment without forcing a specific design thereof.
Ventajosamente, el presente sistema es aplicable, además, en sistemas de circuito cerrado que prevean la eliminación de exceso de dióxido de carbono, tales como, por ejemplo, los circuitos ventiladores para ventilación invasiva utilizados en sistemas dedicados al suministro de gas anestésico. Durante la anestesia general, es habitual utilizar la modalidad de circuito cerrado o parcialmente cerrado, en el que una parte del gas exhalado por el paciente se reutiliza con el objetivo de reducir el consumo de los gases anestésicos. Habitualmente, se interpone un recipiente de cal sodada a lo largo del circuito.Advantageously, the present system is also applicable in closed-circuit systems that provide for the elimination of excess carbon dioxide, such as, for example, ventilator circuits for invasive ventilation used in systems dedicated to the supply of anesthetic gas. During general anesthesia, it is common to use the closed or partially closed circuit modality, in which a part of the gas exhaled by the patient is reused in order to reduce the consumption of anesthetic gases. Usually, a container of soda lime is placed along the circuit.
Cuando un medidor de CO2 situado a lo largo del circuito de recirculación alcanza un nivel preestablecido, este recipiente debe sustituirse manualmente para mantener la homeostasis del paciente, haciendo necesaria la interrupción del circuito de recirculación en el momento de la sustitución.When a CO 2 meter located along the recirculation loop reaches a preset level, this container must be manually replaced to maintain patient homeostasis, necessitating interruption of the recirculation loop at the time of replacement.
Ventajosamente, la utilización de la presente invención en la forma descrita anteriormente, de varias celdas, definida también "de lechos de adsorción múltiple”, permite mantener en funcionamiento la recirculación del gas anestésico en caso de disminución de la capacidad de adsorción del CO2 de uno de los lechos mediante desviación del gas en recirculación al lecho no agotado. Además, esta desviación, como se ha mencionado, puede producirse automáticamente sin que sea necesaria la intervención del usuario.Advantageously, the use of the present invention in the manner described above, of several cells, also defined as "multiple adsorption beds", makes it possible to keep the recirculation of anesthetic gas in operation in the event of a decrease in the CO 2 adsorption capacity of one of the beds by diverting the recirculating gas to the non-exhausted bed.In addition, this diversion, as mentioned, can occur automatically without the need for user intervention.
Aún más ventajosamente, la presente invención en forma "de lechos de adsorción múltiple” regenerables permite al usuario no tener que sustituir ningún recipiente, ya que el agotado se regenera automáticamente para volver a usarse rápidamente.Even more advantageously, the present invention in the form of regenerable "multiple adsorption beds" allows the user not to have to replace any container, since the exhausted one is automatically regenerated to be used again quickly.
El experto en la técnica comprenderá que la forma de realización presentada puede someterse a modificaciones y variaciones adicionales, según requisitos específicos y contingentes, todas comprendidas dentro del alcance de protección de la invención, como se define por las siguientes reivindicaciones. The person skilled in the art will understand that the presented embodiment may be subject to additional modifications and variations, according to specific requirements and contingent, all included within the scope of protection of the invention, as defined by the following claims.
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