ES2254108T3 - Dispositivo de terapia de presion respiratoria positiva continua. - Google Patents
Dispositivo de terapia de presion respiratoria positiva continua.Info
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Abstract
Dispositivo de terapia respiratoria (100) para aplicar una presión respiratoria positiva continua al sistema respiratorio de un usuario durante un ciclo respiratorio de inhalación, pausa y exhalación, que comprende: una carcasa que presenta una abertura a través de la misma a través de la cual un usuario puede inhalar aire inspiratorio al sistema respiratorio del usuario y exhalar aire espiratorio del sistema respiratorio del usuario, presentando dicha carcasa un extremo distal (55) para el acoplamiento por un usuario y a través del cual el usuario inhala y exhala, presentando dicha carcasa un extremo proximal (80) abierto al aire ambiente y a través del cual pasa aire inspiratorio y espiratorio generado por el usuario, una cámara de amplificación de flujo de aire (70) en el interior de dicha carcasa situada entre dicho extremo distal (55) y dicho extremo proximal (80) de la citada carcasa para acelerar el flujo de aire ambiente a través dicho extremo proximal (80) durante una inhalación deaire del usuario a través de dicho extremo distal (55) de la citada carcasa, un puerto de gas (73) en comunicación fluida con la citada cámara de amplificación (70) para acoplar una fuente de gas a presión a través de la citada carcasa a dicha cámara de amplificación (70), y un conducto (75) dispuesto en el interior de dicha cámara de amplificación (70) y que comunica el aire inspiratorio y el aire espiratorio entre dicho extremo distal (55) de la citada carcasa y dicha cámara de amplificación.
Description
Dispositivo de terapia de presión respiratoria
positiva continua.
La presente esta invención se refiere en general
a dispositivos de terapia respiratoria y, en particular, a un
dispositivo de terapia de presión respiratoria positiva continua que
mantiene una presión positiva continua a los pulmones de un
paciente mediante el uso de un amplificador de flujo para mantener
la presión positiva durante una inspiración, una pausa respiratoria
y una expiración en el ciclo respiratorio del paciente.
Más concretamente, pero sin limitación a la
realización particular y/o al uso que se muestra y se describe aquí
por motivos de ilustración, esta invención se refiere a un
dispositivo de terapia de presión respiratoria positiva continua
que tiene un cuerpo amplificador de flujo y que está adaptado para
la conexión a una fuente de aire u oxígeno comprimido para generar
una presión positiva en la vía respiratoria durante la inhalación,
pausa respiratoria y exhalación.
Los dispositivos para mantener o inducir una
presión positiva constante en el interior de los conductos de la
vía respiratoria de un paciente están incorporados generalmente en
sistemas de máquinas de respiración tal como una máquina de
anestesia o respiradores. En consecuencia, dicho equipo resulta
complicado, moderadamente voluminoso y costoso. Aunque se ha
utilizado presión respiratoria positiva continua para muchas formas
de terapia respiratoria, tales como el tratamiento de edema
pulmonar (cardiogenico y no cardiogenico), fallo respiratorio
hipoxémico agudo, trauma torácico, asma, enfermedad respiratoria
obstructiva crónica, neumonitis, atelectasia y apnea del sueño, la
disponibilidad de un dispositivo de flujo continuo simple, económico
y fiable aumentaría la modalidad terapéutica de esta forma de
terapia. US5036847 describe un dispositivo de asistencia
respiratoria que incluye una cámara principal que conecta las vías
respiratorias de un ambiente con el aire ambiente, y en el que se
suministra un gas de ventilación al canal principal a través de unos
canales auxiliares dispuestos alrededor de la periferia del canal
principal del dispositivo de asistencia respiratoria y que incluye
una superficie deflectora para desviar el gas de ventilación hacia
el interior del canal principal. Sería deseable tener un
dispositivo de presión respiratoria positiva continua que pudiera
suministrar una presión positiva al sistema respiratorio de un
paciente durante el ciclo inspiratorio-espiratorio
del paciente, a la vez que se minimizase el trabajo de respiración
creado por el dispositivo.
Un aspecto de la presente invención presenta el
citado dispositivo con el uso de una fuente de gas comprimido
nominal utilizando un perfil Coanda y un orificio interior para
crear un flujo turbulento de alta velocidad desde la fuente de gas
comprimido que toma eficazmente aire ambiente que fluye hacia el
paciente creando de este modo una presión respiratoria positiva.
Esta presión respiratoria positiva amplifica el flujo del aire
ambiente a un paciente durante la inhalación, mantiene la presión
positiva durante la pausa respiratoria mientras que ya no se dirige
flujo de gas comprimido hacia el paciente y, en la expiración, el
flujo de gas comprimido es vencido por el flujo de aire espiratorio
del paciente mientras se proporciona todavía una presión
respiratoria positiva.
Preferiblemente, un objetivo de esta invención es
mejorar los dispositivos de terapia de presión respiratoria
positiva continua. Otro objetivo de esta invención es presentar un
dispositivo de terapia de presión respiratoria positiva continua de
uso para un solo paciente.
Preferiblemente, todavía otro objetivo de esta
invención es presentar un dispositivo de terapia de presión
respiratoria positiva continua que utilice un gas comprimido para
generar presión respiratoria positiva continua durante la
inhalación, pausa respiratoria y exhalación del paciente.
Preferiblemente, todavía otro objetivo de esta
invención es presentar un dispositivo de terapia de presión
respiratoria positiva continua durante la inhalación, pausa
respiratoria y exhalación del paciente introduciendo un gas
comprimido a través de un orificio anular que amplifique eficazmente
el flujo de gas/aire introduciendo aire ambiente al
dispositivo.
En un aspecto, la presente invención presenta un
dispositivo de terapia de presión respiratoria positiva continua
perfeccionado que incluye un orificio anular a través del cual se
introduce aire comprimido u oxígeno para amplificar eficazmente el
flujo de aire al paciente introduciendo aire ambiente en la entrada
del dispositivo para mantener una presión positiva continua de los
pulmones de un paciente durante todas las etapas del ciclo
respiratorio.
Otras características preferidas de esta
invención, junto con características adicionales que contribuyen a
la misma y ventajas que se adquieren a partir de éstas, serán claras
a partir de la siguiente descripción de una realización preferida
de la presente invención la cual se muestra en los dibujos que se
acompañan con los mismos números de referencia indicando partes
correspondientes en toda la descripción y que tiene que leerse en
combinación con los dibujos que siguen, en los cuales:
La figura 1 es una vista en perspectiva frontal
del dispositivo de terapia de presión respiratoria positiva
continua perfeccionado con una boquilla y un manguito de presión que
son acoplables entre sí;
La figura 2 es una vista en despiece del
dispositivo de terapia de presión respiratoria positiva continua
para ilustrar mejor las zonas de entrada del paciente y del aire
ambiente del dispositivo y sus componentes;
La figura 3 es una vista en alzado lateral de la
invención con partes recortadas para ilustrar mejor la estructura
para producir el efecto Coanda;
La figura 3a es una vista ampliada de una zona de
la figura 3;
La figura 4 es una vista frontal del dispositivo
ilustrado en la figura 3, mirando hacia el interior desde la zona
de admisión del paciente del dispositivo;
La figura 5 es una vista en alzado frontal del
dispositivo ilustrado en la figura 3, mirando hacia el interior
desde la zona de aire ambiente del dispositivo hacia la zona de
admisión del paciente del dispositivo;
La figura 6 es una vista en sección transversal
de la zona de admisión del paciente del dispositivo ilustrado en la
figura 3, según la dirección de las líneas 6-6 de la
figura 5;
La figura 7 es una vista frontal de la zona de
aire ambiente del dispositivo ilustrado en la figura 3 mirando
hacia el interior desde la zona de admisión del paciente;
La figura 8 es una vista en sección transversal
de la zona de aire ambiente del dispositivo ilustrado en la figura
7, según las líneas 8-8; y
Las figuras 9a, 9b y 9c son representaciones
esquemáticas del flujo de aire a través del dispositivo de terapia
de presión respiratoria positiva continua durante la inhalación de
un paciente de aire del inspiratorio, haciendo una pausa durante el
ciclo de respiración, y la exhalación de aire espiratorio,
respectivamente.
Esta realización de la invención y otras
adicionales pueden entenderse ahora mejor haciendo referencia a la
siguiente descripción detallada de unas realizaciones de la
invención en la cual se describe la realización ilustrada.
A lo largo de esta descripción, la realización
preferida y los ejemplos mostrados deben considerarse como
ejemplos, en lugar de limitaciones en el aparato y los
procedimientos de la presente invención.
Haciendo referencia ahora a los dibujos, se
muestra un dispositivo de terapia de presión respiratoria positiva
continua (CPAP) 100 que incluye una zona de admisión del paciente
cilíndrica 50 a través de la cual aspira un paciente, y una zona de
aire ambiente cilíndrica 80 a través de la cual pasa el aire
inspiratorio ambiente cuando un paciente inhala, y a través de la
cual se descarga el aire espiratorio cuando el paciente exhala. Un
extremo distal 55 de la zona de admisión del paciente 50 está
dimensionada para recibir una boquilla o máscara ID de 22
milímetros estándar 31 (no mostrada). Un puerto de presión solidario
53 queda conectado a la zona de admisión del paciente 50 de manera
que la presión respiratoria del paciente puede controlarse tanto
durante la preparación del dispositivo 100 como durante la terapia.
El puerto de control de la presión 53 está adaptado para conectarse
a un conducto flexible normal (no mostrado) para la conexión a un
dispositivo de control de la presión, tal como un indicador
aneroide. A la zona de admisión del paciente 50 se acopla una tapa
del puerto de presión 54 de manera que el puerto de presión pueda
cerrarse y el dispositivo 100 pueda utilizarse sin control de la
presión concurrente. El puerto de presión 53 está formado en una
posición suprimida de una cámara amplificadora de flujo de aire 70,
que se describirá después en detalle, de modo que la lectura de la
presión tomada a través de la misma no se efectuará por la descarga
de gas a presión en la zona de admisión del paciente 50 a través de
un puerto de admisión de gas 73.
Tal como mejor se muestra en la figura 1, al CPAP
se le conecta una fuente de aire u oxígeno comprimido a través del
puerto de admisión de gas 73, cuyo interior se encuentra en
comunicación fluida con el interior del CPAP tal como se muestra en
la figura 6. La fuente de aire/oxígeno comprimido se suministra
preferiblemente a través de una fuente de aire u oxígeno de una
institución, tal como en un hospital, conectada al puerto de
admisión de gas 73 por medio de un conducto flexible 33, del tipo
del que puede conectarse y controlarse por medio de un medidor de
caudal (no mostrado). Sin embargo, se comprenderá que la fuente de
aire u oxígeno comprimido también podría suministrarse a través de
un depósito portátil de dicho gas.
El gas a presión se introduce a través del puerto
de presión 73 en una cámara de amplificación 70, una parte de la
cual se encuentra en cada una de la zona de admisión del paciente 50
y la zona de aire ambiente 80. La cámara de amplificación 70 está
definida por una pared posterior anular 51 dentro de la zona de
admisión del paciente 50 del CPAP 100, y una pared delantera anular
81 dentro de la zona de aire ambiente 80. La pared delantera anular
81 presenta un orificio 82 de un diámetro predeterminado formado en
la misma para el objetivo que se describirá después en detalle. Una
parte 80a de la zona de aire ambiente 80 es insertable en la zona
de admisión del paciente 50, y a este fin la superficie exterior de
la parte insertable 80a lleva una junta tórica 83 situada en una
ranura 84 en su exterior para formar un cierre estanco con el fin de
cerrar herméticamente la parte insertable 80a de la zona de aire
ambiente 80 con la zona de admisión del paciente 50. Una pluralidad
de aletas o palas 74 se encuentran separadas igualmente sobre la
circunferencia interior de la cámara de amplificación 70 adyacente
tanto a la pared delantera anular 81 como a la pared posterior
anular 51. Estas aletas funcionan para mantener una alineación
apropiada de un conducto cilíndrico 75 con el orificio 82.
Tal como mejor se muestra en la figura 6, el
conducto cilíndrico 75 presenta un interior abierto cónico y se
extiende hacia adelante desde la pared posterior 51 de la cámara de
amplificación 70 hacia una posición adyacente al orificio 82 y
separada del mismo. De esta manera, la cámara de amplificación 70
queda cerrada de manera estanca desde el extremo distal 55 de la
zona de admisión del paciente excepto el paso a través del conducto
75. Un extremo abierto libre 75a del conducto 75 se extiende hacia
adelante para quedar alojado en el interior de la zona de la cámara
de amplificación 70 que se encuentra en el interior de la zona de
aire ambiente 80. El extremo abierto 75a del conducto 75 se
extiende hacia el exterior desde la pared posterior 51 de la cámara
de amplificación 70 una distancia substancialmente igual a la de la
pared cilíndrica exterior 50a de la zona de admisión del paciente
50. Tras la inserción de la parte 80a de la zona de aire ambiente
80 en la zona de admisión del paciente 50, el extremo 75a se
colocará adyacente al orificio 82 formado en la pared delantera
anular 81 de la cámara de amplificación 70. El posicionamiento del
extremo libre abierto 75a del conducto cilíndrico 75 adyacente y
separado del orificio 82 formado en la pared anular delantera 81
forma un espacio anular 85 entre ellos a través del cual se descarga
aire u otro gas a presión que pasa a la cámara de amplificación a
través del puerto de presión 73. El gas que atraviesa el espacio
anular 85 así creado fluirá hacia el extremo distal 55 de la zona
de admisión del paciente 50 durante la inhalación del paciente,
tanto hacia la zona de admisión del paciente 50 como a la zona de
aire ambiente 80 durante la pausa respiratoria, y hacia la zona de
aire ambiente 80 durante una exhalación del paciente, tal como se
explicará con referencia a las figuras 9a, 9b y 9c.
El extremo delantero abierto 75a del conducto
cilíndrico 75 está formado por un perfil Coanda escalonado hacia el
interior 76 el cual genera fuerzas de tensión superficial en el gas
que fluye por encima del mismo para desviar el flujo del gas a lo
largo de la trayectoria de las superficies de generación de fuerzas
de tensión 76 en respuesta al ciclo de respiración de un paciente.
Este fenómeno de desviación del flujo de gas se conoce como efecto
Coanda. Para crear un efecto Coanda, el extremo libre 75a del
conducto cilíndrico 75 se coloca a una distancia predeterminada del
orificio, preferiblemente entre aproximadamente 0,00254 cm - 0,0127
cm (0,001'' - 0,005'') y más concretamente aproximadamente 0,00508
cm (0,002''), que se ha encontrado que produce el efecto Coanda
cuando se introduce el gas a una velocidad de 5 a 15 LPM.
Para producir el efecto Coanda, se ha encontrado
que el perfil Coanda 76 puede crearse formando zonas escalonadas
hacia el interior del extremo libre 75a del conducto cilíndrico 75
con una relación angular de aproximadamente 25º y aproximadamente
35º desde el eje horizontal del cilindro 75. Cuando se introduce gas
a presión a través del puerto de admisión de gas 73 a la velocidad
de flujo preferida, el gas fluirá a través del perfil Coanda 76
creando un flujo turbulento de alta velocidad, que toma eficazmente
aire ambiente el cual es introducido en el CPAP por un paciente,
tal como se ilustra en la figura 9a, y dirige el flujo hacia el
extremo distal 55 del dispositivo. Durante la inhalación, al
paciente se le proporciona presión de aire positiva y el flujo de
aire ambiente hacia el paciente debido al efecto Coanda generado por
el perfil Coanda 76 amplifica este flujo para crear una presión
respiratoria positiva.
Haciendo referencia a la figura 9b, cuando un
paciente realice una pausa durante el ciclo respiratorio, no
existirá flujo de aire ambiente. Por lo tanto, el gas a presión que
atraviesa el orificio anular 85 fluirá hacia el exterior desde el
mismo, no se producirá ningún efecto Coanda, y se mantiene una
presión de aire positiva a medida que el flujo de gas comprimido se
curva de nuevo hacia la zona de aire ambiente 80 del
dispositivo.
Cuando el paciente exhala, tal como se ilustra en
la figura 9c, la descarga del aire espiratorio del paciente vencerá
la fuerza del gas comprimido que fluye a través del espacio anular
85 a través del perfil Coanda 76 de modo que no se produce ningún
efecto Coanda y el aire espiratorio saldrá de la zona de aire
ambiente 80 del dispositivo proporcionando a la vez una presión de
aire positiva contra los pulmones del paciente.
Claims (11)
1. Dispositivo de terapia respiratoria (100) para
aplicar una presión respiratoria positiva continua al sistema
respiratorio de un usuario durante un ciclo respiratorio de
inhalación, pausa y exhalación, que comprende:
- una carcasa que presenta una abertura a través de la misma a través de la cual un usuario puede inhalar aire inspiratorio al sistema respiratorio del usuario y exhalar aire espiratorio del sistema respiratorio del usuario, presentando dicha carcasa un extremo distal (55) para el acoplamiento por un usuario y a través del cual el usuario inhala y exhala, presentando dicha carcasa un extremo proximal (80) abierto al aire ambiente y a través del cual pasa aire inspiratorio y espiratorio generado por el usuario, una cámara de amplificación de flujo de aire (70) en el interior de dicha carcasa situada entre dicho extremo distal (55) y dicho extremo proximal (80) de la citada carcasa para acelerar el flujo de aire ambiente a través dicho extremo proximal (80) durante una inhalación de aire del usuario a través de dicho extremo distal (55) de la citada carcasa, un puerto de gas (73) en comunicación fluida con la citada cámara de amplificación (70) para acoplar una fuente de gas a presión a través de la citada carcasa a dicha cámara de amplificación (70), y un conducto (75) dispuesto en el interior de dicha cámara de amplificación (70) y que comunica el aire inspiratorio y el aire espiratorio entre dicho extremo distal (55) de la citada carcasa y dicha cámara de amplificación (70),
caracterizado por el hecho
de que dicho conducto (75) presenta un extremo abierto (75) del
mismo conformado en un perfil de Coanda para generar un efecto
Coanda en el gas que fluye por encima del mismo, y un orificio (82)
separado una distancia predeterminada de dicho extremo abierto (75a)
del citado conducto para formar una abertura anular (85) alrededor
de dicho extremo abierto del conducto a través del cual el gas, que
pasa a la citada cámara de amplificación (70) desde dicho puerto de
gas (73), fluye para crear un efecto de Coanda durante la
inhalación de aire ambiente de un usuario produciendo una presión
respiratoria positiva continua en el sistema respiratorio del
usuario durante la inhalación de aire
ambiente.
2. Dispositivo de terapia respiratoria según la
reivindicación 1 que incluye, además, un puerto de presión (53) en
comunicación fluida con dicho extremo distal (55) de la citada
carcasa para la conexión de la presión en el interior dicho extremo
distal (55) de la citada carcasa a un medido de presión.
3. Dispositivo de terapia respiratoria según la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho
conducto (75) dispuesto en el interior de la citada cámara de
amplificación (70) es concéntrico a dicha carcasa.
4. Dispositivo de terapia respiratoria según la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que se
comunica gas a presión a la citada cámara de amplificación (70) a
través de dicho puerto de gas (73) a una velocidad de
aproximadamente cinco a aproximadamente quince litros por
minuto.
5. Dispositivo de terapia respiratoria según la
reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que incluye,
además, una tapa (54) para cerrar de manera selectiva dicho puerto
de presión.
6. Dispositivo de terapia respiratoria según la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que incluye,
además, una boquilla (31) acoplada a dicho extremo distal de la
citada carcasa.
7. Dispositivo de terapia respiratoria según la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha
cámara de amplificación (70) presenta una primera pared terminal
(51) adyacente a dicho extremo distal (55) de la citada carcasa y
una segunda pared terminal (81) adyacente a dicho extremo proximal
(80) de dicha carcasa, y por el hecho de que dicho conducto (75) se
dispone en la primera pared terminal (51) de la citada cámara de
amplificación (70) y el citado orificio (82) está formado en dicha
segunda pared terminal (81) de la citada cámara de amplificación
(70).
8. Dispositivo de terapia respiratoria según la
reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que dicho
conducto (75) dispuesto en dicha primera pared terminal (51) y el
citado orificio (82) formado en dicha segunda pared terminal (81)
son coaxiales.
9. Dispositivo de terapia respiratoria según la
reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que dicho
conducto (75) dispuesto en el interior de la citada cámara de
amplificación (70) es concéntrico a dicha carcasa.
10. Dispositivo de terapia respiratoria según la
reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que el
extremo abierto (75a) de dicho conducto (75) y el orificio (82)
formado en dicha segunda pared terminal (81) tienen
substancialmente el mismo diámetro.
11. Dispositivo de terapia respiratoria según la
reivindicación 1 o la reivindicación 10, caracterizado por
el hecho de que dicho perfil Coanda (76) formado en el extremo
abierto de dicho conducto (75) comprende unas zonas angulares
escalonadas hacia el interior con una relación angular de
aproximadamente 25º y aproximadamente 35º desde el eje horizontal
de dicho conducto.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US382063 | 1999-08-24 | ||
| US09/382,063 US6253766B1 (en) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | Continuous positive airway pressure therapy device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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