ES2212078T3 - Dispositivo para la eliminacion de vapores anestesicos de pacientes despues de intervenciones quirurgicas. - Google Patents

Dispositivo para la eliminacion de vapores anestesicos de pacientes despues de intervenciones quirurgicas.

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ES2212078T3 ES97906959T ES97906959T ES2212078T3 ES 2212078 T3 ES2212078 T3 ES 2212078T3 ES 97906959 T ES97906959 T ES 97906959T ES 97906959 T ES97906959 T ES 97906959T ES 2212078 T3 ES2212078 T3 ES 2212078T3
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Abstract

La invención se refiere a un procedimiento terapéutico que permite que un animal se reponga de los efectos de una administración de vapores anestésicos. Este procedimiento consiste en proporcionar al paciente gases sin CO{sub,2}, según un ritmo específico, así como gases que contienen CO{sub,2} para mantener el mismo PCO{sub,2} en el animal independiente del ritmo de ventilación, al ritmo de ventilación del animal que sobrepasa el ritmo de administración de los gases que no contienen CO{sub,2}

Description

Dispositivo para la eliminación de vapores anestésicos de pacientes después de intervenciones quirúrgicas.
El propósito de esta invención consiste en proporcionar un circuito de respiración sencillo que pueda, por ejemplo, ser añadido a un circuito anestésico de ciclo cerrado convencional conocido por parte de las personas expertas en la técnica, con el fin de acelerar la recuperación de los pacientes a los que se han administrado vapores anestésicos antes de una operación. Un circuito de respiración de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce del documento US-A-5.320.093.
Antecedentes de la invención Fisiología
La sangre venosa vuelve al corazón desde los músculos y los órganos agotada en oxígeno (\underline{O_{2}}) y llena de dióxido de carbono (\underline{CO_{2}}). La sangre procedente de diversas partes del cuerpo se mezcla en el corazón (sangre venosa mezclada) y es bombeada hacia los pulmones. En los pulmones, los vasos sanguíneos se dividen en una red de pequeños vasos que rodean unos diminutos sacos pulmonares (los alvéolos). La red de vasos que rodea a los alvéolos proporciona una gran área superficial para el intercambio de gases por difusión en la dirección de sus gradientes de concentración. Existe un gradiente de concentración entre la presión parcial de CO_{2} (PCO_{2}) en la sangre venosa mezclada (\underline{PvCO_{2}}) y la presión parcial de CO_{2} en los alvéolos, PCO_{2}. El CO_{2} se difunde y pasa a los alvéolos desde la sangre venosa mezclada, desde el comienzo de la inspiración hasta que se alcanza un equilibrio entre la PvCO_{2} y la PCO_{2} alveolar, en algún instante durante la respiración. Cuando el sujeto exhala, se considera que la parte final de su exhalación procede de los alvéolos y refleja la concentración de equilibrio entre los capilares y los alvéolos; la PCO_{2} de este gas recibe el nombre de \underline{PCO_{2}} de marea final (\underline{PETCO_{2}} -"end-tidal PCO_{2}").
Cuando la sangre pasa a través de los alvéolos y es bombeada por el corazón hacia las arterias, aquélla se conoce como la \underline{PCO_{2}} arterial (\underline{PaCO_{2}}). La sangre arterial tiene una PCO_{2} igual a la PCO_{2} en el equilibrio entre los capilares y los alvéolos. Con cada respiración, se elimina una cierta cantidad de CO_{2} y se inhala aire fresco que contiene una pequeña cantidad de CO_{2} (que se supone que es 0) y que diluye la PCO_{2} alveolar residual, estableciendo un nuevo gradiente de CO_{2} para que éste se difunda abandonando la sangre venosa mezclada e introduciéndose en los alvéolos. El ritmo o caudal de la respiración, o ventilación (V), que se expresa por lo común en l/min, es exactamente el requerido para eliminar el CO_{2} transportado hasta los pulmones y mantener una PCO_{2} de equilibrio (y una PaCO_{2}) de aproximadamente 40 mm de columna de Hg (en humanos normales). Cuando una persona produce más CO_{2} (por ejemplo, como resultado de la fiebre o del ejercicio), se genera y transporta hasta los pulmones más cantidad de CO_{2}. Uno tiene entonces que respirar más intensamente (hiperventilar) para eliminar el CO_{2} adicional de los alvéolos y mantener de esta forma la misma PaCO_{2} de equilibrio. Pero, si la producción de CO_{2} permanece normal y la persona hiperventila, entonces la PaCO_{2} cae.
Es importante tener en cuenta que no toda la V contribuye a evacuar o purgar el CO_{2}. Una cierta V va a los pasos de aire (la tráquea y los bronquios) y a alvéolos regados con poca cantidad de sangre, y, por tanto, no contribuye a la evacuación de CO_{2}. La porción de la V que va a alvéolos con buena perfusión y participa en el intercambio de gases recibe el nombre de ventilación alveolar (VA).
Existe un cierto número de circunstancias en la medicina terapéutica y en la investigación en las que es deseable que el sujeto respire con más intensidad pero que no cambie su PaCO_{2} (véase la Tabla 1).
TABLA 1
Tipo de investigación referencia Método de ajuste Fuente de CO_{2}
Fatiga muscular respiratoria 5 M R
12 M E
7 M R
Entrenamiento muscular respiratorio 2 M R
3 M R
V incrementada durante anestesia 6 M R
Función quimio-receptora carótida 8 M E
1 M E
TABLA 1 (continuación)
Tipo de investigación referencia Método de ajuste Fuente de CO_{2}
Efecto de la hipoxia en la respuesta simpática 10 M E
4 M E
Control de la respiración 9 A E
Tono traqueo-bronquial 11 M E
Tabla 1
Título: Sumario de estudios previos que tratan de mantener constante la PETCO_{2} durante la hiperpnea.
Leyenda: Método de ajuste de la PCO_{2} inspirada: M = manual; A = automatizado. Fuente de CO_{2}: R = respiración repetida; E = externa.
1. Angell-James, J.E., Clarke, J.A., de Burgh Daly, M. y Taton, A., Carotid chemoreceptor function and structure in the atherosclerotic rabitt: respiratory and cardiovascular responses to hyperoxia and hypercapnia. (Función y estructura del quimio-receptor carótido en el conejo arteriosclerótico: respuestas respiratoria y cardiovascular a la hiperoxia y a la hipercapnia.) Cardiovascular Research 23(6): 541-53, 1989.
2. Bellman, M.J. and C. Mittman. Ventilatory muscle training improves exercise capacity in chronic obstructive pulmonary disease patients. (El entrenamiento de los músculos respiratorios mejora la capacidad de ejercicio en los pacientes con enfermedades pulmonares obstructivas crónicas.) Am. Rev. Respir. Dis. 121: 273-280, 1980.
3. Bradley, M.E. y Leith, D.E. Ventilatory muscle training and the oxygen cost of sustained hyperpnea. (Entrenamiento de los músculos respiratorios y coste o gasto en oxígeno de la hiperpnea sostenida.) J. Appl. Physiol. 45(6): 885-892, 1978.
4. Busija, D.W., Orr, J.A., Rankin, J.G.H., Liang, H.K. y Wagerle, L.C., Cerebral blood flow during normocapnic hyperoxia in the unanaesthetized pony. (Flujo sanguíneo cerebral durante la hiperoxia normocápnica en el pony no anestesiado.) J. Apple. Physiol. 48(1): 10-15, 1980.
5. Jonsson, L.O. Predictable PaCO_{2} with two different flow settings using the Mapleson D. system. (PaCO_{2} predecible con dos ajustes de flujo diferentes utilizando el sistema de Mapleson D.) Acta Anaesthesiol Scand. 34:237-240, 1990.
6. McKerrow, C.B. y Otis, A.B. Oxigen cost of Hyperventilation. (Coste o gasto de oxígeno de la hiperventilación.) J. Apple. Physiol. 9:375-79, 1956.
7. Robbins, P.A., Swanson, G.D. y Howson, M.G. A prediction-correction scheme for forcing alveolar gases along certain time courses. (Un esquema de predicción-corrección para forzar los gases alveolares a lo largo de ciertos intervalos de tiempo.) J. Apple. Physiol. 52(5):1353-1357, 1982.
8. Smith, D.M., Mercer, R.R. y Eldridge, F.L. Servo control of end-tidal CO_{2} in paralyzed animals. J. Apple. Physiol. 45(1):133-136, 1978.
9. Somers, V.K., Mark, A.L., Zavala, D.C. y Abboud, F.M. Influence of ventilation of hypocapnia on sympathetic nerve responses to hypoxia in normal humans. (Influencia de la ventilación de la hipocapnia en las respuestas del nervio simpático a la hipoxia en humanos normales.) J. Apple. Physiol. 67(5):2095-2100, 1989.
10. Sorkness, R. y Vidruk, E. Reflex effects of isocapnic changes in ventilation of tracheal tone in awake dogs. (Efectos reflejos de los cambios isocápnicos en la ventilación del tono traqueal en perros despiertos.) Respir. Physiol. 69:161-172, 1987.
11. Tenney, S.M. y Reese, R.E. The ability to sustain great breathing efforts. (La capacidad para mantener grandes esfuerzos respiratorios.) Respir. Physiol. 5:187-201, 1968.
12. Wahba, R.W.M. y Tessler, M.J. Misleading end-tidal CO_{2} tensions. (Tensiones de CO_{2} de marea final que conducen a resultados no deseados.) Can. J. Anaesth. 43(8): 862-6, 1996.
Ello requiere la compensación del exceso de ventilación inhalando CO_{2}, ya sea del gas exhalado o de alguna otra fuente externa. La cantidad de CO_{2} que se necesita inhalar ha de ser ajustada manualmente o por medio de un mecanismo servo-controlado y automatizado, dependiendo de cuán fino sea el control de la PaCO_{2} que se requiere. La señal de entrada es la PETCO_{2}. La estabilidad de la PaCO_{2} depende de la variabilidad de la producción y de la ventilación del CO_{2}, por una parte, y, por otra parte, de la capacidad del sistema para compensar esta variabilidad.
La desaparición de los efectos anestésicos de las drogas administradas de forma intravenosa depende del metabolismo y de la redistribución.
El tiempo de recuperación de la anestesia viene, por tanto, determinado por la farmacología de las drogas o medicamentos, y no puede ser acelerado.
Esto no es así para los vapores anestésicos inhalados. La asimilación y eliminación de los vapores anestésicos se hace predominantemente a través de los pulmones. La presión parcial de un vapor anestésico en la sangre que se dirige al cerebro depende del equilibrio de vapor entre la sangre y los pulmones. La concentración de vapor en los pulmones, a su vez, depende de la concentración de vapor en el gas inhalado, de la tasa o caudal de respiración, y del caudal de transferencia de gas entre los pulmones y la sangre. Los agentes anestésicos más recientes, el desflurano y el sevoflurano, tienen una solubilidad en la sangre muy baja. En consecuencia, la cantidad de droga que se transfiere entre los pulmones y la sangre es pequeña y puede, con propósitos explicativos, ser ignorada. De esta forma, para un paciente que se despierta del efecto de un vapor anestésico, cuanto mayor es el caudal de respiración, mayor cantidad de vapor se elimina por los pulmones. Sin embargo, en pacientes anestesiados que respiran de forma espontánea, la ventilación disminuye con frecuencia como resultado de los efectos combinados de las drogas anestésicas residuales que se han administrado de forma intravenosa, de las drogas supresoras del dolor (por ejemplo, los narcóticos), de los efectos de la cirugía, así como del efecto depresor de la respiración que tiene el propio vapor anestésico residual.
En la práctica, ha existido un ámbito limitado en cuanto a la intervención encaminada a acelerar el proceso de eliminación del vapor de los pulmones y, de esta forma, acelerar la velocidad de desaparición de los efectos provocados por la anestesia con el vapor.
Propósitos de la técnica anterior 1. Ventilación artificial
Hiperventilar manual o mecánicamente los pacientes a la conclusión de la cirugía no es efectivo, en general, para acortar el tiempo de recuperación de la anestesia.
a) Una elevada ventilación utilizando el circuito anestésico de ciclo cerrado da lugar a una nueva respiración, o respiración repetida, de los gases exhalados. Estos gases contienen vapor anestésico así como CO_{2}. El CO_{2} es eliminado por el dispositivo absorbedor de CO_{2} del circuito, pero el vapor anestésico exhalado se hace retornar al paciente.
b) Los intentos de hiperventilación dan lugar a una disminución de la PCO_{2} arterial. La PCO_{2} arterial baja suprime el estímulo que provoca la respiración, lo que, a su vez, retrasa la eliminación de vapor (y puede también evitar la adecuada oxigenación de la sangre).
Ésta es una práctica muy poco habitual.
2. Evacuación por circulación en el circuito
Los elevados flujos de gas fresco en el circuito resultan ineficaces para eliminar por evacuación o desplazamiento el vapor de los circuitos. Los circuitos anestésicos de ciclo cerrado tienen volúmenes de aproximadamente 8 l (sin contar el volumen pulmonar del paciente, que es de aproximadamente 2,5 l). Para flujos máximos de gas fresco, con un caudal medido en el medidor de flujo de oxígeno de 10 l/min, llevaría aproximadamente 4 minutos eliminar por evacuación el vapor anestésico únicamente del circuito.
3. Respiración estimulada
En el pasado, algunos anestesistas trataban de estimular la respiración del paciente añadiendo CO_{2} al circuito de respiración. Los fundamentos del proceso consistían en incrementar la concentración de CO_{2} en el circuito, estimular al paciente para que respirase más intensamente hasta que consiguiera eliminar por evacuación o desplazamiento el CO_{2} y también una cierta cantidad del vapor. Esta técnica ha sido prácticamente abandonada y se ha considerado como una práctica derrochadora y peligrosa.
a) Es derrochadora por las razones que se enumeran en los epígrafes 1a y 1b (véase más arriba). Además, la práctica es derrochadora o antieconómica por cuanto que se consume una cantidad excesiva de cristales absorbedores de CO_{2}.
b) La técnica puede poner en peligro a un paciente si el paciente no puede responder a la cantidad sobrante de CO_{2} incrementando su ventilación. Los pacientes la absorberán y acumularán una elevada concentración de CO_{2} en la sangre, lo cual puede resultar perjudicial. La elevada cantidad de CO_{2} en los pacientes les provoca también una intensa sensación de malestar al despertarse, puesto que les hace sentir como si no estuvieran inhalando el aire suficiente al respirar.
4. Incremento de la ventilación manteniendo la PCO_{2} constante
Incrementar la ventilación sin que disminuya la PCO_{2} requiere añadir CO_{2} al circuito. Éste puede suministrarse desde una fuente externa o a partir del gas exhalado por el sujeto. Todos los sistemas que se han descrito hasta el presente dependen de un sistema servo-controlado, o bien de un lazo de realimentación, para regular la cantidad de CO_{2} suministrada al paciente. Estos dispositivos son complejos, voluminosos y caros. No se ha tenido noticia de dispositivo semejante alguno que se utilice para acelerar la eliminación del vapor anestésico durante la recuperación de una anestesia.
Haciendo referencia al epígrafe 4 anterior, existen limitaciones considerables para los métodos servo-controlados, tanto manuales como automáticos. Estas pueden exponerse como sigue:
1. Señal de entrada
Mientras que el parámetro que se desea mantener constante por el presente inventor es la PCO_{2} arterial, los sistemas realimentados utilizan la concentración de CO_{2} en el gas expirado, la denominada PCO_{2} de marea final (PETCO_{2}-"end-tidal PCO_{2}"), como la señal de entrada y el punto final. La PETCO_{2} puede ser muy diferente de la PCO_{2} arterial en muchas circunstancias. Además, los cambios en la PETCO_{2} pueden no estar correlacionados con los cambios en la PCO_{2} arterial. Esto dará lugar a que la PETCO_{2} resulte una entrada inapropiada para el control de la PCO_{2} arterial. Por ejemplo, una respiración más pequeña o menos intensa que lo normal hace decrecer la PETCO_{2} (tendiendo a aumentar la PCO_{2} arterial), lo que hace que un servo-controlador responda con un incremento inapropiado de la cantidad de CO_{2} inspirada.
2. Ganancia
Si, en un intento de obtener un control fino o preciso, la ganancia de un sistema de servo-control se establece en un valor demasiado alto, la respuesta se hace inestable y puede dar lugar a una oscilación de la variable de control. A la inversa, si la ganancia se establece en un valor demasiado bajo, la compensación se retrasa. Una amortiguación excesiva de la señal da lugar a que la respuesta no alcance nunca el objetivo. Con el fin de acometer estos problemas, los servo-controladores requieren complejos algoritmos y un equipo caro.
3. Limitación intrínseca
Los sistemas de servo-control trabajan basándose en el principio de detectar los cambios en la PETCO_{2}, y, a continuación, intentar corregirlos. Incluso en condiciones ideales, ninguno de tales sistemas puede predecir la magnitud de un VT inminente en un sujeto que respira de forma espontánea, y aportar, en consecuencia, la carga de CO_{2} apropiada.
Como resulta evidente, la gente ha tratado de acelerar la recuperación de los pacientes que han sido anestesiados y se han hecho esfuerzos substanciales a este respecto. Sin embargo, éstos han sido en su mayor parte, como se ha visto en lo anterior, insatisfactorios. La razón de estas tentativas la constituyen los beneficios que se obtienen de una vuelta más rápida a la conciencia, que son una menor necesidad de cuidados de recuperación y un menor riesgo de náuseas y de complicaciones respiratorias del postoperatorio. De esta forma, el sistema sanitario ahorrará un dinero substancial. A este respecto, el coste para el sistema sanitario del tiempo de quirófano y de la zona de recuperación es, respectivamente, aproximadamente 5,00 \textdollar (dólares canadienses) y 2,00 \textdollar (dólares canadienses) por minuto. El número total de anestesias realizadas en Norteamérica asciende a aproximadamente 35.000.000/año (3,5 millones y aproximadamente 30 millones en los Estados Unidos), una estimación conservadora con un valor tan elevado como aproximadamente 50.000.000/año. La estimación norteamericana no incluye a México u otros países de América Central. Una pequeña reducción en promedio del tiempo de recuperación dentro del tiempo de intervención, así como en la sala de recuperación, de 5 minutos cada una de ellas, puede dar lugar, potencialmente, a un ahorro de miles de millones de dólares por año en todo el mundo. Únicamente en Norteamérica, la expectativa de ahorrar 5 minutos de tiempo tanto en la sala de operaciones como en la zona de recuperación puede dar lugar a un ahorro que asciende a 1.000 millones de dólares.
En consecuencia, es un objeto de esta invención proporcionar un circuito, o unos componentes de circuito, de respiración mejorado que pueda ser añadido a un circuito de anestesia de ciclo cerrado convencional que está destinado a utilizarse para acelerar la recuperación de pacientes a los que se ha administrado una anestesia con vapor.
Otros objetos adicionales de la invención se constatarán por parte de los expertos de la técnica a partir de la lectura de los siguientes sumario de la invención y descripción detallada de realizaciones de la misma.
Sumario de la invención
La invención proporciona un circuito para la ventilación de un paciente con el fin de que se recupere de la exposición a vapores, comprendiendo el circuito un circuito anestésico de ciclo cerrado convencional, el cual comprende un miembro o rama de inspiración de una sola vía, destinada a suministrar gas que ha sido respirado repetidamente, y una rama de expiración de una sola vía, destinada a admitir gas expirado, un circuito respiratorio suplementario o auxiliar, destinado a suministrar únicamente gas que no ha sido respirado de forma repetida, y que comprende una fuente de gas fresco o nuevo que carece substancialmente de cualquier cantidad significativa de CO_{2}, un depósito de gas fresco para almacenar el gas fresco, una fuente de gas de reserva no respirado, destinada a aportar, según se requiera, el gas fresco, conteniendo el gas de reserva una cantidad predeterminada de CO_{2} cuya PCO_{2} es substancialmente igual a la de la sangre venosa mezclada, así como un conducto de suministro de gas, una válvula contra la respiración repetida, o anti-retorno, dispuesta de modo que se comunique con el paciente, y una válvula respiratoria de tres vías, dispuesta en comunicación con la válvula contra la respiración repetida y en comunicación tanto con la rama de inspiración como con el conducto de suministro de gas, a fin de permitir selectivamente el paso, bien del gas respirado de forma repetida y procedente de la rama de inspiración, o bien del gas que no ha sido respirado de forma repetida y procedente del conducto de suministro de gas, a la válvula contra la respiración repetida.
De acuerdo con la invención, dichos circuitos y componentes de los mismos hacen que la administración de gas de dióxido de carbono al paciente mantenga la misma PCO_{2} en el paciente independientemente del caudal de ventilación (siempre y cuando dicho caudal de ventilación sea mayor que un cierto caudal de ventilación de control), pero permiten que el caudal de eliminación del vapor anestésico de los pulmones del paciente varíe directamente como la ventilación total efectuada por el paciente, ya esté el paciente respirando normalmente, ya esté hiperventilando. De esta forma, la anestesia por vapor se elimina de los pulmones. Sin embargo, el dióxido de carbono no se elimina de los pulmones a una velocidad o caudal superior al caudal que tiene el paciente en reposo o al caudal de control predeterminado. (El caudal de control predeterminado de eliminación del CO_{2} puede ajustarse basándose en el caudal de administración del gas fresco al interior del circuito, tal y como se explica más adelante).
Preferiblemente, el circuito comprende adicionalmente medios para automatizar el circuito de forma que este efectúe el seguimiento del mezclado y del suministro de gas fresco y de gas de reserva.
De forma preferida, una válvula de liberación de la presión se encuentra en comunicación con el depósito de gas fresco para que, en el caso de que el depósito de gas fresco se llene demasiado con gas, el depósito de gas fresco no se rompa, quiebre o quede dañado de ninguna otra forma.
La fuente de gas de reserva comprende preferiblemente un regulador de válvula de demanda, de tal forma que, cuando se requiere gas adicional, el regulador de válvula de demanda abre la comunicación de la fuente de gas de reserva hasta el paciente, y, cuando no se requiere, el regulador de válvula de demanda se cierra y únicamente fluye gas fresco desde la fuente de gas fresco y desde el depósito de gas fresco a la válvula anti-retorno o contra la respiración repetida.
El concepto básico que subyace en la solución dada por el presente solicitante es que, cuando se incrementa la respiración, el caudal de flujo del gas fresco (PCO_{2} inspirada = 0) procedente del flujo de gas fresco que contribuye a la eliminación del CO_{2} se mantiene constante. El resto del gas inhalado por el sujeto (procedente del suministro de gas de reserva) tiene una PCO_{2} igual a la de la sangre venosa mezclada, y no contribuye a establecer un gradiente de concentración de CO_{2} entre la sangre venosa mezclada y el gas de los alvéolos, de forma que no contribuye, por tanto, a la eliminación del CO_{2}. Si existe un acceso a la sangre venosa mezclada (por ejemplo, si existe un catéter dispuesto en la arteria pulmonar), la PCO_{2} venosa mezclada puede ser medida directamente. Si no existe posibilidad de medición, puede hacerse entonces una estimación a partir de la PETCO_{2}. La PTECO_{2} se determina midiendo la PCO_{2} de la expiración, utilizando para ello un capnógrafo, que se encuentra habitualmente presente, o puede conseguirse fácilmente, en una instalación de operaciones por parte de las personas expertas en la técnica.
En efecto, el dispositivo hace coincidir, de una forma pasiva, precisa y continua, la cantidad de CO_{2} inhalada por el paciente con la cantidad de la respiración total, con lo que se evita cualquier perturbación en la PCO_{2} arterial. Esto es lo opuesto a lo que ocurre en los servo-controladores, los cuales están continuamente tratando de compensar los cambios. Las personas expertas en la técnica, sin embargo, pueden convertir el circuito en automático con el uso de un servo-controlador o computadora para efectuar el seguimiento del suministro del gas de reserva y aportar las cantidades requeridas del mismo.
Este circuito puede utilizarse también en cualquier circunstancia en la que se desee disociar la velocidad de ventilación por minuto de la eliminación de dióxido de carbono, tal como en el entrenamiento de los músculos respiratorios, en la investigación del papel de los receptores pulmonares expansibles, del tono traqueo-bronquial, en la expansión del pulmón para prevenir la atelectasis, y en el control de la respiración, así como en otros usos, tal como se comprenderá por parte de los expertos de la técnica.
El circuito puede ser utilizado también por los buceadores de grandes profundidades y por los astronautas para eliminar el nitrógeno del cuerpo. Puede utilizarse asimismo para tratar la intoxicación por monóxido de carbono en condiciones báricas, o de presión normal, o hiperbáricas. El gas fresco contendrá el 100% de oxígeno, y el gas de reserva contendrá aproximadamente el 6% de CO_{2} y aproximadamente el 94% de oxígeno. Ni el suministro de gas fresco ni el suministro de gas de reserva contendrán, en este caso, nitrógeno.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 ilustra esquemáticamente la naturaleza del sencillo circuito de respiración y de los componentes del mismo, que permiten al paciente recuperarse más rápidamente de la administración de anestesia por vapor. Dicho dispositivo mostrado permite a la PCO_{2} permanecer constante a pesar del incremento en la velocidad de ventilación por minuto, lo cual permite, de este modo, una eliminación más rápida de la anestesia por vapor.
La Figura 2 ilustra esquemáticamente ciertas porciones de un circuito anestésico de ciclo cerrado convencional que es generalmente conocido por parte de las personas expertas en la técnica.
La Figura 3 ilustra esquemáticamente el sencillo circuito de respiración en una realización, la cual se añade a las porciones del circuito anestésico de ciclo cerrado que se muestra esquemáticamente en la Figura 2, y que ilustra modificaciones del circuito mostrado esquemáticamente en la Figura 1 para uso con el circuito generalmente conocido que se muestra en la Figura 2. (Será evidente para las personas expertas en la técnica que, dependiendo del circuito que se utilice como el circuito anestésico de ciclo cerrado, podrán hacerse distintas modificaciones en el circuito básico que se muestra en la Figura 1).
La Figura 4A ilustra la estructura que se muestra en la Figura 3, y que ahora aparece combinada con la estructura general ilustrada en la Figura 2. (La Figura 3 muestra las modificaciones hechas específicamente en la estructura de la Figura 1 con el propósito de combinar ésta con la estructura de la Figura 2, que se muestra ahora en la Figura 4A).
Las Figuras 4B y 4C ilustran esquemáticamente porciones vistas desde más cerca o aumentadas de una parte de la estructura que se muestra en la Figura 4A en diferentes posiciones.
La Figura 5 muestra un gráfico del VT (volumen brásmico o de marea-"Tidal Volume") y de la PETCO_{2}.
La Figura 6 muestra un gráfico de las trazas de la PCO_{2} y del VT en las vías respiratorias.
Las Figuras 7A, 7B, y 8A y 8B describen gráficamente los cambios en la PaCO_{2} y en la PETCO_{2}.
Descripción detallada de realizaciones
El circuito (Figura 1) consiste en una válvula contra respiración repetida, o anti-retorno, (A), conectada de forma distal, o en posición más alejada, a dos pasos o lumbreras (C y D). La primera lumbrera está conectada en paralelo con una fuente de gas nuevo o fresco (E) (que no contiene CO_{2}) y a un depósito (F) de gas de reserva. Una válvula de liberación de la presión de una sola vía, (G), evita un llenado excesivo del depósito (F) al ventear el gas fresco en exceso. La segunda lumbrera (D) está conectada, a través de una válvula de una sola vía, (H), a una fuente de gas (que contiene CO_{2}), cuya PCO_{2} es aproximadamente igual a la PCO_{2} de la sangre venosa mezclada. Éste recibe aquí el nombre de "gas de reserva" (I). Conectada a la lumbrera de salida J (por la cual respira el paciente), existe una válvula A contra respiración repetida, o anti-retorno.
Análisis funcional del circuito manteniendo constante la PCO_{2} con la hiperventilación
Cuando la velocidad de ventilación por minuto "V" es menor o igual que el flujo de gas fresco "FGF" ("Fresh Gas Flow") procedente de (E), el sujeto inhala únicamente gas fresco (gas que no contiene CO_{2}). Cuando la V supera al FGF, el depósito (F) que contiene gas fresco sin contenido de CO_{2} se vacía en primer lugar, y el equilibrio de gas inhalado se extrae del gas de reserva (I) que contiene CO_{2}. No se considera que el gas de reserva participe en el intercambio de CO_{2} que garantiza que garantiza que la limitación real proporcionada queda limitada por el FGF. Si la velocidad del FGF es de 5 l/minuto y el paciente respira a un ritmo de 5 l/minuto o menos, entonces el paciente inhalará únicamente gas sin contenido de CO_{2} que llega de las fuentes de flujo de gas fresco (E y F). Si la velocidad de ventilación por minuto supera al FGF, la diferencia entre la velocidad de ventilación por minuto y el flujo de gas fresco viene proporcionada por el gas de reserva (I), el cual contiene CO_{2} en una concentración que no proporciona un gradiente para la eliminación del CO_{2} en el paciente.
Aplicación del circuito al circuito de anestesia de ciclo cerrado El esquema del circuito anestésico de ciclo cerrado convencional y de la ventilación espontánea (Figura 2)
Cuando el paciente exhala, la válvula de inspiración (1) se cierra, la válvula de expiración (2) se abre y el gas fluye a través del conducto o tubo corrugado que constituye el miembro o rama de expiración del circuito (3) que conduce al interior de la bolsa de respiración repetida (4). Una vez que la bolsa de respiración repetida está llena, la válvula (5) para la limitación de la presión en las vías respiratorias (APL-"Airway Pressure-Limiting") se abre y el equilibrio de gas expirado sale a través de la válvula de APL y hacia el interior de un dispositivo de barrido de gas (no mostrado). Cuando el paciente inhala, la presión negativa en el circuito cierra la válvula de expiración (2), abre la válvula de inspiración (1) y dirige el gas de modo que éste fluya a través del tubo corrugado que constituye la rama o miembro de inspiración del circuito (6). La inspiración arrastra todo el gas de la manga de gas fresco (7), de tal modo que se establece el equilibrio del volumen de la respiración por medio de la extracción de gas de la bolsa de respiración repetida (4). El gas procedente de la bolsa de respiración repetida contiene gas expirado que tiene un cierto contenido de CO_{2}. Este CO_{2} es extraído a medida que el gas pasa a través del dispositivo absorbedor de CO_{2} (8), y, de esta forma, es suministrado al paciente (P) sin CO_{2} (pero aún con contenido de vapor anestésico exhalado, si fuera el caso).
Modificación del circuito (Figura 3) para permitir la hiperventilación de los pacientes sometidos a anestesia
El circuito modificado consiste en
1. un circuito que actúa funcionalmente de la misma forma que una bolsa de auto-inflado convencional (tal como la fabricada por Laerdal), y que consiste en
a) una válvula contra la respiración repetida, o anti-retorno, tal como la válvula #560200, fabricada por Laerdal, que funciona en el curso de la respiración espontánea, así como en la respiración asistida manualmente (9);
b) un colector de gas expirado, tal como el "Expiratory Deviator #850500" (dispositivo desviador de la expiración nº 850500), destinado a recoger el gas expirado (10) y dirigirlo a un sistema de barrido de gas (no mostrado) o a la rama de expiración del circuito de anestesia (Figura 4);
c) una bolsa de auto-inflado (11) cuya entrada está protegida por una válvula de una sola vía que dirige el gas al interior de la bolsa de auto-inflado (12).
2. Una fuente de gas nuevo o fresco (es decir, que no contiene vapores), por ejemplo, oxígeno u oxígeno y óxido nitroso (13), que está provista de un medidor de flujo (22).
3. Un colector (14), provisto de cuatro pasos o lumbreras:
a) una lumbrera (15) para la entrada de gas fresco (13);
b) una lumbrera (16) para una bolsa (17) de depósito de gas fresco;
c) una lumbrera a la que está fijada una válvula de flujo de entrada y de una sola vía que se abre cuando la presión dentro del colector tiene valor 5 cm de columna de agua inferior a la presión atmosférica, tal como la parte de catálogo nº 9005 de los Servicios Sanitarios Livingstone ("Livingstone Health Care Services catalog part #9005"), (18) (la cual garantiza que se utiliza la totalidad del gas fresco antes de la apertura);
d) una bolsa de gas (19) cuya PCO_{2} es aproximadamente igual a la de la sangre venosa mezclada, PCO_{2}, y que está conectada a la válvula de flujo de entrada (18). (Alternativamente, la válvula y la bolsa de depósito de gas pueden ser reemplazadas por un regulador de demanda, tal como el Lifetronix MX91120012, similar al que se utiliza en el buceo con escafandra autónoma ("SCUBA diving"), y un cilindro o botella de gas comprimido);
e) una lumbrera a la que se fija una válvula de flujo de salida y una sola vía, (20), tal como la parte de catálogo nº 9005 de los Servicios Sanitarios Livingstone ("Livingstone Health Care Services catalog part #9005"), la cual permite la liberación de gas desde el colector a la atmósfera cuando la presión en el colector es mayor que 5 cm de columna agua.
Método de operación en un circuito anestésico (Figura 4A)
El extremo distal, o más alejado, de la válvula contra respiración repetida (del tipo Laerdal) (9) se fija al paciente.
El extremo proximal, o más cercano, de la válvula contra respiración repetida se fija a una válvula respiratoria de tres vías (21) que puede dirigir el gas de inspiración, ya sea desde el circuito anestésico de ciclo cerrado (Figura 4B), ya sea desde el circuito nuevo (Figura 4C). El colector de expiración (10) de la válvula contra la respiración repetida de la bolsa de auto-inflado, está fijado a la rama de expiración del circuito anestésico (3). Con independencia de la fuente del gas que se inspira, la exhalación es conducida al interior de la rama de expiración del circuito anestésico.
Con el fin de maximizar la eliminación de los vapores anestésicos de los pulmones del paciente, la válvula de retención respiratoria de tres vías se cambia de posición, de tal forma que la inspiración del paciente se realiza desde el circuito nuevo (Figura 4C). De esta forma, el gas inspirado, ya desde la misma primera respiración después del cambio de posición de la válvula de tres vías y en adelante, no contiene vapores, por lo que proporciona el máximo gradiente para la eliminación de los vapores anestésicos.
Una velocidad de respiración incrementada mejorará adicionalmente la eliminación de los vapores de los pulmones. Si la respiración se produce espontáneamente, el paciente puede ser estimulado para incrementar su velocidad de ventilación por minuto disminuyendo el FGF (22), con lo que se hace posible el aumento de la PCO_{2}. Utilizando esta solución, la PCO_{2} aumentará y se hará independiente, trazando una meseta si se representa en un diagrama, de la velocidad de respiración, lo que da lugar a un estímulo de respiración constante. Toda esta ventilación resulta eficaz para la eliminación de los vapores.
Si el paciente está sometido a ventilación controlada, puede ser también hiperventilado por medio de la bolsa de auto-inflado (11). En cualquier caso, la PCO_{2} del paciente vendrá determinada por el FGF (22). En tanto en cuanto el FGF permanezca constante, la PCO_{2} permanecerá constante con independencia de la velocidad de ventilación por minuto.
Con el fin de ilustrar la eficacia del circuito, se llevaron a cabo por parte del inventor un cierto número de ensayos en los que se utilizaron humanos y perros. Los humanos respiraban de forma espontánea, mientras que los perros se ventilaron mecánicamente.
Sujetos humanos
Una vez obtenida la aprobación de la junta institucional para asuntos éticos y comunicado su consentimiento, se hizo que cuatro sujetos sanos, con edades comprendidas entre 19 y 25 años, respiraran a través del circuito por medio de una boquilla, llevando simultáneamente una pinza en la nariz. Durante la respiración normal, el FGF se reguló de forma que fuese igual a V, ajustando para ello el FGF de tal manera que la bolsa que contenía gas fresco se vaciase justamente al final de cada inhalación. Se instó entonces a los sujetos a que respirasen con la máxima amplitud ("respire tan intensamente como pueda") durante 3 minutos. Se registraron los flujos por medio de un tubo Pitot (Voltek Enterprises, Willowdale, Canadá), y se integró la señal para obtener el volumen. Se tomaron muestras del CO_{2} de forma continua en la boquilla (Medical Gas Analyzer LB-2-Analizador de gas médico LB-2-, Sensormedics Corp., Anaheim, California). Las señales analógicas se digitalizaron a 60 tomas de muestra por segundo, y se grabaron utilizando programación (software) de adquisición de datos (WINDAQ/200, DATAQ instruments, Inc., Akron, Ohio).
Estudios en perros
Siguiendo a la aprobación de la junta institucional para asuntos éticos, se anestesiaron 6 perros cruzados de ambos sexos y con pesos de entre 20 y 25 kg, con metohexital (entre 5 y 7 mg/kg para inducción, seguidos por entre 150 y 300 mg\cdotkg^{-1}\cdotmin^{-1}), y se entubaron. La adecuada profundidad de la anestesia se dedujo del movimiento reflejo de las pestañas, de la ausencia de movimientos espontáneos y de la estabilidad del ritmo cardiaco y de la presión de la sangre. Se colocó un catéter en la arteria femoral con el fin de efectuar el seguimiento de la presión de la sangre y una toma de muestras periódica de la sangre para el análisis de los gases contenidos. Los perros se ventilaron con un dispositivo de ventilación de pistón mecánico convencional (Harvard Apparatus model 618-Aparato modelo Harvard 618-, South Natick, MA). Se utilizaron, para cada perro, un volumen de inflado (VT) de 400 ml y una frecuencia (f) de 10 min^{-1} (ciclo de trabajo, 0,5). Todos los perros fueron ventilados hasta justo por debajo de sus límites de apnea (incrementando el VT aproximadamente en 50 ml), de tal forma que no hicieron ningún esfuerzo respiratorio. Se tomaron muestran de forma continua del CO_{2} brásmico o de marea (Ametek, Thermox Instruments Division, Pittsburg, PA) en el extremo proximal, o más cercano, del tubo endo-traqueal. El flujo se midió por medio de un pneumo-tacógrafo (tacómetro que registra sus mediciones) (Vertek, de la serie 47303A, Hewlett-Packard), y la señal se integró para obtener el volumen. Las señales analógicas se digitalizaron a 17 tomas de muestra por cada segundo, y se grabaron utilizando la misma programación de adquisición de datos que la empleada en los estudios sobre sujetos humanos.
Debido a las diferencias en las PaCO_{2}'s iniciales entre los distintos perros (que reflejaban las sensibilidades individuales al CO_{2}, las diferencias en los niveles de anestesia, o las diferencias en la relación entre el VT y el peso corporal), la concentración de CO_{2} en el gas de reserva se ajustó arbitrariamente para cada perro de modo que fuera 1,5 \pm 0,5% superior a su FetCO_{2}, a fin de aproximarse a la PCO_{2} de la sangre venosa mezclada (PvCO_{2}) (véase la Tabla II). Con el fin de permitir una mayor flexibilidad en el ajuste de la concentración de CO_{2} en el gas de reserva, el circuito se modificó reemplazando la válvula de demanda por una válvula de PEEP (presión de expiración final positiva-"Positive End Expiratory Pressure") de una sola vía, y el cilindro o botella por una bolsa que contenía un gas premezclado. Este circuito es funcionalmente idéntico al utilizado en los estudios con sujetos humanos. El circuito se conectó a la lumbrera de entrada del dispositivo de ventilación. Bajo condiciones de control, el FGF se ajustó de tal forma que el depósito de gas fresco se vaciaba justamente durante cada ciclo del dispositivo de ventilación; este aspecto buscado se confirmó por un ligero incremento de la FICO_{2} por encima de cero. Una vez que se alcanzó el estado estacionario (diferencia menor que 1,5 mm de columna de mercurio en dos valores sucesivos de la PaCO_{2} tomados con una diferencia de tiempos de 5 minutos), se incrementó el VT, a intervalos de 5 minutos, de 400 a 600 y, a continuación, a 900 y hasta 1.200 ml. En una segunda prueba a un VT fijado (de aproximadamente 400 ml) y a un FGF fijado, se incrementó f (la frecuencia), a intervalos de 5 minutos, de 10 a 14, después a 18 y, a continuación, hasta 22 min^{-1}. Se extrajo de la arteria femoral una muestra de sangre para la determinación de los gases contenidos en la sangre, al comienzo y al final de cada intervalo de 5 minutos.
Todos los datos se expresan como los valores medidos \pm la desviación típica. Se realizaron ensayos buscando diferencias significativas mediante el uso de una ANOVA de una o de dos vías, con un análisis a posteriori cuando era conveniente. Un valor de p menor que 0,05 se consideró como significativo.
Resultados Sujetos humanos
La Figura 5 representa una gráfica del VT y de la PETCO_{2} del sujeto 1 durante los 3 minutos del esfuerzo de ventilación máximo. Los resultados para todos los sujetos se presentan sumariamente en la Tabla III; los datos representan los valores promedio para 10 respiraciones en el instante 0 (el instante inicial de la hiperventilación) para 1,5 y para 3 minutos. La PETCO_{2} no cambió de forma significativa con respecto a los valores de control en el curso de la hiperventilación (p = 0,08, ANOVA). Se produjo una considerable variabilidad en la V y en las configuraciones de la respiración entre los distintos sujetos, si bien los sujetos individuales tendían a mantener una configuración particular de respiración durante el proceso.
Perros
La Figura 6 presenta las trazas de la PCO_{2} y del VT en las vías respiratorias para el perro nº 5 en el curso de los cambios en la f o en el VT. Las Figuras 7 y 8 muestran los cambios en la PaCO_{2} y en la PETCO_{2} en todos los perros durante los cambios en la f o en el VT. Los incrementos en la f no afectaron significativamente a la PaCO_{2} o a la PETCO_{2} medias (p = 0,28 y p = 0,11, respectivamente; ANOVA). Los incrementos en el VT provocaron una disminución en la PaCO_{2} media con respecto al valor de control únicamente para un VT de 1.200 ml (p = 0,01); en contraste con esto, los cambios en el VT no afectaron a la PETCO_{2} media (p = 0,25). El cambio absoluto promedio en la PaCO_{2} entre el valor de control y la ventilación más alta fue 2,2 \pm 1,8 milímetros de columna de mercurio (intervalo de 0,4 a 4,8) para la f, y 3,4 \pm 2,3 mm de columna de mercurio (intervalo de 0,4 a 5,6) para el VT.
Comentario
El sistema minimizó los decrementos en la PETCO_{2} en un amplio intervalo de valores de ventilación (de 56 a 131 l\cdotmin^{-1}) y configuraciones de respiración, en la hiperventilación de los sujetos humanos y en perros hiperventilados mecánicamente (entre 4 y 12 l/min). La variabilidad de la PaCO_{2} en los perros hiperventilados, si bien es pequeña, puede haberse debido a: a) la coincidencia imprecisa de la PCO_{2} del gas de reserva con las PvCO_{2}'s de los perros; b) la duración prolongada de la intervención en los perros (mayor que 15 minutos, frente a los 3 minutos para los sujetos humanos); y c) a la magnitud de la hiperventilación (véase más adelante). Además, los diferentes niveles de ventilación pueden haber inducido cambios en el flujo de sangre sistémico (de todo el organismo) y pulmonar (coincidencia entre ventilación y perfusión, espacio muerto fisiológico y anatómico), lo que afecta, en consecuencia, a la PaCO_{2} y a la PvCO_{2}. A pesar de estas fuentes de variabilidad, el intervalo en el que variaba la PaCO_{2} en los estudios realizados por el presente inventor en perros, era similar a los divulgados en estudios que utilizaban un equipo más complejo (véase la Tabla 1).
Las técnicas servo-controladas convencionales que se han diseñado para evitar cambios en la PCO_{2} con la hiperpnea se ven menos afectadas por los cambios en la producción de CO_{2} que el circuito; sin embargo, tienen otras limitaciones. La suposición de que los cambios detectados en la PETCO_{2} se deben a cambios en la PaCO_{2} no está siempre garantizada (14). Pequeños cambios en la configuración de la ventilación pueden "desacoplar" la PETCO_{2} de la PaCO_{2}, dando lugar a una PETCO_{2} que es una entrada inapropiada para el control de la PaCO_{2}. Por ejemplo, un VT más pequeño hace decrecer la VA (lo que tiende a incrementar la PaCO_{2}), pero también hará decrecer la PETCO_{2}, provocando que un servo-controlador responda con un incremento inapropiado en el CO_{2} inspirado.
Incluso en condiciones ideales, un sistema de servo-control que intente corregir los cambios en la PETCO_{2} no puede predecir la magnitud de un VT inminente en un sujeto que respira espontáneamente, y suministrar de esta forma la carga o aporte de CO_{2} apropiado. Si, en un intento de obtener un control preciso, la ganancia de un sistema de servo-control se establece en un valor demasiado alto, la respuesta se hace inestable y puede dar lugar a la oscilación de la variable de control (11). A la inversa, si la ganancia se establece en un valor demasiado bajo, la compensación se retrasa (9). Un amortiguamiento excesivo de la señal tiene como consecuencia que la respuesta no alcance nunca el objetivo. Para acometer estos problemas, los servo-controladores requieren algoritmos complejos (16) y un equipo costoso.
Cuando la producción de CO_{2} es constante, el circuito tiene la ventaja teórica con respecto a los sistemas servo-controlados de que proporciona una compensación pasiva de los cambios en V. Esto minimiza los cambios en VA, previendo la necesidad de una compensación subsiguiente. El mantenimiento de una VA prácticamente constante tiene lugar incluso durante una respiración irregular, lo cual incluye breves periodos en los que V es menor que el FGF. En estas circunstancias, el FGF en exceso es almacenado en el depósito de gas fresco y contribuye de forma subsiguiente a la VA cuando la ventilación supera al FGF.
Cuando se incrementa la producción de CO_{2} durante la hiperventilación, como sería el caso con un trabajo incrementado de respiración o con el ejercicio, el método del presente inventor requiere modificaciones. Como compensación, puede aportarse una VA adicional, ya sea incrementando el FGF, ya sea disminuyendo la PCO_{2} del gas de reserva hasta que sea inferior a la PvCO_{2}, tal y como se expresa en la siguiente ecuación:
VA = FGF + (V-FGF) (PvCO_{2} - PCO_{2} \ del \ gas \ de \ reserva)/PvCO_{2}
Debido a que los sujetos que respiran espontáneamente tienen dicha V variable durante la hiperventilación, la compensación de la generación de CO_{2} modificando el FGF habría requerido un ajuste constante. En consecuencia, el presente inventor ha escogido disminuir la PCO_{2} del gas de reserva con el fin de establecer un gradiente de concentración entre la PCO_{2} del gas de reserva y la PvCO_{2}; cuando este gradiente es constante, la VA es función de la V. El presente inventor ha encontrado que, dentro del amplio intervalo del valor de la V exhibido por los sujetos, una concentración del 5,5% del CO_{2} en el gas de reserva (en lugar del 6,5% que corresponde a una PvCO_{2} de 46 mm de columna de mercurio) proporcionaba el gradiente óptimo para compensar los incrementos en la producción de CO_{2} que resultaban de un esfuerzo de respiración incrementado.
Por lo tanto, el presente inventor ha descrito un circuito sencillo que disocia la VA de la V. Minimiza también pasivamente los incrementos en la VA que acompañarían normalmente a la hiperventilación cuando la producción de CO_{2} es constante. Puede ser modificado con el fin de compensar los incrementos en la producción de CO_{2}. El circuito puede constituir la base para una alternativa sencilla y barata a los sistemas servo-controlados destinados a la investigación, y puede tener aplicaciones terapéuticas.
TABLA II
Perro nº Peso (kg) FETCO_{2} inicial (%) FCO_{2} en bolsa (%)
1 22 5,3 7,0
2 20 4,6 6,6
3 20 7,1 9,0
4 24 7,3 9,0
5 25 5,5 6,9
6 20 6,0 7,2
TABLA III PCO_{2} de marea final (mm de columna de Hg)
Sujeto nº\Tiempo Control 0 1,5 3
1 40,3 33,6 34,9 35,6
2 36,6 30,9 28,1 28,0
3 42,0 42,5 43,2 42,7
4 41,0 34,5 38,8 38,8
Frecuencia (min^{-1})
Sujeto nº\Tiempo 0 1,5 3
1 57 50 47
2 89 87 88
3 31 30 30
4 149 130 127
Volumen brásmico o de marea (l)
Sujeto nº\Tiempo 0 1,5 3
1 2,30 2,49 2,58
2 0,85 0,72 0,63
3 2,60 2,64 2,26
4 0,78 0,62 0,60
Velocidad de ventilación por minuto (l\cdotmin^{-1})
Sujeto nº\Tiempo 0 1,5 3
1 131 124 118
2 75 63 56
3 80 78 68
4 117 80 76
Si bien lo anterior proporciona una descripción detallada de una realización preferida de la invención, ha de comprenderse que esta descripción es únicamente ilustrativa de los principios de la invención, y no limitativa. Además, puesto que es posible realizar un gran número de cambios en la invención sin apartarse del ámbito de la invención, se pretende que toda la información contenida aquí se interprete como ilustrativa de la invención, y no en un sentido limitativo.

Claims (4)

1. Un circuito para la ventilación de un paciente con el fin de recuperarlo de la exposición a vapores, comprendiendo el circuito:
un circuito anestésico de ciclo cerrado convencional, que comprende un miembro o rama de inspiración (6) de una sola vía, destinada a suministrar gas que ha sido ya respirado repetidamente, y un miembro o rama de expiración (3) de una sola vía, destinado a aceptar el gas expirado;
un circuito respiratorio suplementario o auxiliar, destinado únicamente a suministrar gas que no ha sido respirado, y que comprende una fuente (13) de gas nuevo o fresco que carece substancialmente de cualquier cantidad significativa de CO_{2}, y un conducto de suministro de un gas; caracterizado por que dicho circuito respiratorio suplementario comprende adicionalmente un depósito de gas fresco (17), destinado a almacenar gas fresco, una fuente (19) de un gas de reserva que no ha sido respirado repetidamente, destinado a complementar, cuando se requiera, al gas fresco, conteniendo el gas de reserva una cantidad predeterminada de CO_{2} cuya PCO_{2} es substancialmente igual a la de la sangre venosa mezclada, y comprendiendo adicionalmente dicho circuito para la ventilación de un paciente:
una válvula (9) contra la respiración repetida, o anti-retorno, dispuesta de modo que se comunique con el paciente; y
una válvula respiratoria de tres vías (21), dispuesta en comunicación con la válvula (9) contra la respiración repetida, y tanto con la rama de inspiración (6) como con el conducto de suministro de gas, con el fin de permitir selectivamente el paso, ya sea de gas respirado repetidamente y procedente de la rama de inspiración (6), ya sea de gas que no ha sido respirado repetidamente y procedente del conducto de suministro de gas, a la válvula (9) contra la respiración repetida.
2. El circuito de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente medios para automatizar el circuito respiratorio suplementario con el fin de efectuar el seguimiento o control del gas fresco y del gas de reserva, mezclarlos y suministrarlos.
3. El circuito de acuerdo con la reivindicación 1 ó la reivindicación 2, que comprende adicionalmente una válvula (20) de liberación de la presión, dispuesta en comunicación con el depósito (17) de gas fresco para que, en el caso de que el depósito de gas fresco se llene excesivamente de gas, el depósito de gas fresco no se rompa, quiebre o sufra daños de ningún otro modo.
4. El circuito de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual la fuente (19) de gas de reserva comprende un regulador (18) de válvula de demanda, de tal forma que, cuando se requiere gas adicional, el regulador de válvula de demanda abre la comunicación de la fuente (19) de gas de reserva, y, cuando no se requiere, el regulador de válvula de demanda se cierra y únicamente fluye gas fresco desde la fuente (13) de gas fresco y desde el depósito (17) de gas fresco, hacia la válvula (9) contra la respiración repetida.
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