ES2291670T3 - Tubo endotraqueal con sensor de imagenes. - Google Patents

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ES2291670T3 ES03751231T ES03751231T ES2291670T3 ES 2291670 T3 ES2291670 T3 ES 2291670T3 ES 03751231 T ES03751231 T ES 03751231T ES 03751231 T ES03751231 T ES 03751231T ES 2291670 T3 ES2291670 T3 ES 2291670T3
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Abstract

Un tubo endotraqueal multifuncional (52) que tiene un lumen sustancialmente libre para transportar diversos elementos y gases hacia adentro y hacia afuera de los pulmones y pasajes de aire penetrados por dicho tubo (52), estando el tubo caracterizado por: un sensor de imágenes (42) incorporado en la cara anterior (22,44) de dicho tubo, por lo menos un conducto de energía (54) para activar dicho sensor de imágenes (42) está asociado con la pared de dicho tubo (52); por lo menos un elemento conductor (28) para transmitir señales de imágenes de dicho sensor de imágenes al extremo posterior de dicho tubo, y por lo menos un receptor para dichas señales de imágenes.

Description

Tubo endotraqueal con sensor de imágenes.
Campo técnico de la invención
La presente invención se refiere en general a medios médicos para monitorizar a pacientes en estado crítico y anestesiados, incluyendo la monitorización de pacientes ventilados. Más específicamente, la invención es un dispositivo para monitorizar los órganos y las cavidades del paciente.
Antecedentes de la invención
La inserción de tubos en los órganos, cavidades y conductos del cuerpo del paciente es un procedimiento común en medicina de emergencia e intensiva. Puede insertarse un tubo endotraqueal en la tráquea de un paciente que padezca insuficiencia respiratoria aguda o se someta a anestesia general. El tubo endotraqueal, del cual se muestra un ejemplo típico en el documento YS 6,164,277, debe colocarse rápida y precisamente, y posicionarse con la punta en la porción media de la tráquea del paciente para prevenir el deslizamiento accidental y para proporcionar la obturación y ventilación correctas de ambos pulmones. De modo similar, comúnmente se inserta una sonda nasogástrica por la nariz o la boca en el estómago de pacientes que necesitan alimentación o evacuación artificial del contenido del estómago. Otro tubo que se inserta frecuentemente en el cuerpo durante un tratamiento de urgencia es la sonda urinaria. Esta sonda se pasa a través de la uretra hacia la vejiga urinaria. La correcta ubicación de estos tubos y sondas durante su uso es críticamente importante.
Muchos pacientes en estado crítico o que se someten a anestesia general necesitan ventilación artificial. Durante más de 40 años, el método más común para proveer ventilación artificial ha sido bombear aire comprimido a los pulmones del paciente a través de un tubo endotraqueal. Este tubo se inserta en la boca o la nariz del paciente y se pasa entre las cuerdas vocales hacia la tráquea. Alternativamente, puede insertarse un tubo en la tráquea a través de una incisión quirúrgica de traqueotomía.
Para la intubación oral, el operador usualmente utiliza un laringoscopio, que consiste en una empuñadura y una varilla. El operador inserta una varilla en la boca del paciente y la empuja hasta que la punta se apoya en la faringe más allá de la raíz de la lengua. Se usa entonces la empuñadura para manipular la varilla y empujar la lengua hacia afuera de the Nay^{1} hasta que pueden verse la epiglotis y las cuerdas vocales inferiores. La punta del tubo endotraqueal puede luego dirigirse y empujarse entre las cuerdas vocales inferiores hacia la tráquea. Este método de inserción se utiliza en la mayoría de las intubaciones, pero requiere destreza, capacitación y experiencia, y solo lo ponen en práctica médicos especialistas y paramédicos autorizados.
Un método alternativo que se usa con frecuencia cuando se anticipa una intubación difícil es el uso de un broncoscopio de fibra óptica. Primero, el broncoscopio se conecta a una fuente de luz para proveer la iluminación necesaria del campo mirando hacia la punta. El eje del broncoscopio se inserta luego a través del tubo endotraqueal y se inserta lo más internamente posible. La punta del broncoscopio en la vía respiratoria del paciente se empuja bajo la visualización a través del ocular del broncoscopio o una pantalla de vídeo entre las cuerdas vocales inferiores y la tráquea. El tubo endotraqueal puede ahora empujarse hacia el eje del broncoscopio y moverse entre las cuerdas vocales inferiores hacia la tráquea. El tubo endotraqueal puede ahora asegurarse, y se puede retirar el broncoscopio para liberar el lumen del tubo endotraqueal. Si bien el método es más seguro con el laringoscopio, el equipo necesario es costoso, delicado y más engorroso, y es raro encontrarlo en el campo o en vehículos médicos de urgencia.
Asegurar el tubo endotraqueal y prevenir su movimiento accidental durante el uso es crítico para la prevención de accidentes fatales. Inflar un manguito que rodea el tubo cerca de su punta ocluye el espacio entre la pared externa del tubo y la pared interna de la tráquea para proveer una obturación hermética. El manguito se conecta al extremo externo del tubo endotraqueal a través de un canal delgado en la pared del tubo. El canal se conecta a una válvula unidireccional a través de la cual se puede inyectar aire para inflar el manguito hasta la presión y el volumen deseados. El manguito es también útil para asegurar el tubo en su sitio, pero por lo general se aplican sujetadores adicionales alrededor de la cabeza para prevenir que el tubo se deslice o se suelte.
Una vez que el tubo ha sido insertado, es obligatorio verificar su posición correcta. La inserción accidental del tubo en el esófago o su colocación muy profunda dentro de las vías respiratorias, de modo que la punta se suelte en uno de los bronquios del tallo principal en lugar de la tráquea puede conducir a consecuencias catastróficas y asfixia. Existen muchos métodos para verificar la colocación del tubo endotraqueal. Por lo general se realiza la auscultación de ambos lados del pecho para verificar la entrada simétrica de aire a ambos pulmones. Otro método comprobado para verificar la colocación del tubo es una radiografía de tórax. La radiografía revela la relación entre la punta del tubo endo-
traqueal y la primera bifurcación traqueal (carina). Se pueden y se deben tomar radiografías cada vez que se coloque o
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reacomode un tubo endotraqueal. Además, la colocación del tubo puede verificarse a través de un broncoscopio de fibra óptica, mediante un bulbo de succión o enviando y recibiendo una señal acústica. Estos métodos se usan para verificar la colocación inicial del tubo endotraqueal. No existen actualmente métodos para monitorización continua de la colocación real del tubo.
Las ventajas de la visualización con fibra óptica se combinaron con el simple diseño del laringoscopio según se describe en varias patentes y documentos científicos. Además, se ha descrito el uso de dispositivos de visualización que incluyen métodos para ver las vías respiratorias durante la inserción de un tubo endotraqueal. No obstante, no hay métodos conocidos para incorporar los métodos de visualización permanentemente en la cara anterior del tubo endotraqueal de modo que pueda lograrse la visualización de las vías respiratorias durante la inserción y continuamente de allí en más.
Los endoscopios con sensores de imágenes en su superficie anterior para inserción en el tubo gastrointestinal se conocen del documento W094/28784.
Resumen de la invención
La presente invención provee un tubo endotraqueal multifunción como se expone en lo sucesivo en la reivindicación 1 de las reivindicaciones anejas.
Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1 es un esquema isométrico del tubo de la invención que incorpora tres tipos de conductos; la Fig. 2 es una descripción isométrica esquemática de una porción de la cara anterior del tubo de la invención en la cual se incorpora una cámara de vídeo en miniatura; la Fig. 3 es una descripción esquemática de los artículos que viajan a lo largo del tubo de la invención, en relación con el desempeño de las tareas de inspección.
Descripción detallada de la presente invención
En la realización ilustrada dé la invención, se provee un tubo de inspección multifuncional para recoger información sobre las cavidades y espacios internos del cuerpo de un paciente o un animal en relación con la inserción de un tubo de inspección en el cuerpo. El tubo de inspección multifuncional es un tubo endotraqueal modificado. Según la presente invención, el tubo está equipado con medios para examinar tanto el posicionamiento del tubo de inspección con respecto a los órganos del cuerpo como los aspectos funcionales del cuerpo durante y después de la inserción. Por lo tanto, el tubo de la invención puede usarse no solo para tareas de tratamiento médico habituales, sino también para tareas de inspección que examinan la reacción a dicho tratamiento y la condición de los órganos penetrados. El tubo de inspección multifuncional incorpora un medio para recibir señales relacionadas con la condición de los órganos penetrados, como señales visuales y de audio, empleando sensores adecuados incorporados en la cara anterior del tubo o cerca de ésta. Las señales producidas por los sensores se transmiten vía cables o fibras de comunicación que pasan a lo largo del tubo hacia un conector o un transmisor inalámbrico ubicado en la porción posterior del tubo cerca de su conector estándar hacia la fuente de ventilación. Las señales se reciben con un receptor que contiene un medio adecuado de acondicionamiento de la señal para posterior procesamiento, exhibición, grabación y/o monitorización. El concepto estructural de la invención se explica mejor con referencia a la Fig. 1. Se muestra una porción 20 de un tubo de inspección multifuncional de la invención, que incluye una cara anterior 22. Se asocian canales y un conductor con la pared del tubo. Un canal totalmente incorporado 24 pasa por el tubo de inspección dentro de su pared, a lo largo de un canal ranurado 26. Un elemento conductor 28 pasa a lo largo del tubo sin estar incorporado a la pared del tubo, sino que unido a la pared del tubo, y ocupa un espacio en el lumen del tubo. El conducto puede estar parcialmente incorporado al tubo o puede estar insertado dentro de una ranura o puede pasar dentro de un canal totalmente incorporado sin unirse al tubo. Incluso en realizaciones en las que el lumen contiene un elemento conductor unido a al pared, como se describió anteriormente, el lumen del tubo está en gran medida libre para transferir gases en ambas direcciones. En este sentido, puede ser preferible la realización en la que los canales y los elementos conductores están incorporados o totalmente insertados en la pared.
Una característica típica del tubo de inspección multifuncional es la adquisición de imágenes internas del cuerpo. Para adquirir las imágenes, se puede emplear un sensor de imágenes, como una cámara electrónica en miniatura que emplea un chip CCD o CMOS incorporado en la cara anterior del tubo de inspección. En una realización, la cámara se incorpora en una ranura en la pared del tubo como se describe en la Fig. 2 a la que se hace ahora referencia. Se muestra una porción de un tubo de inspección, dentro del lado interno 40 en el cual se inserta una cámara 42 en un canal ranurado, que sobresale de la cara anterior 44 del tubo. La señal de la cámara es transmitida por un elemento conductor 46, típicamente un alambre de cobre o una fibra óptica. La lente de la cámara mira hacia afuera del tubo. Las señales que llegan desde la cámara son posteriormente alimentadas a un receptor y pueden exhibirse luego en una pantalla, que puede ser una minipantalla independiente, una pantalla de vídeo común o una porción de la pantalla comúnmente utilizada para monitorizar los parámetros fisiológicos y de bienestar del paciente. En algunas realizaciones de la invención, se utiliza un elemento de fibra óptica que pasa a lo largo del tubo para transmitir luz a fin de iluminar el campo visual de la cara anterior del tubo de inspección. Alternativamente, puede asociarse una fuente de luz con la cara proximal del tubo. Los ejemplos de recursos de luz son lámparas halógenas en miniatura, diodos de emisión de luz (LED), láser o cualquier otra fuente de emisión de luz de tamaño adecuado. Un método alternativo de iluminación consiste en construir el tubo de inspección de material conductor de luz. En algunas realizaciones de la invención, se emplean métodos para mantener la lente de la cámara y/u otros sensores limpios y transparentes. Las vías respiratorias de un paciente enfermo por lo general se llenan de secreciones que pueden ser espesas y viscosas. Por lo tanto, es bastante posible que las secreciones se acumulen en la lente y obscurezcan su campo visual, o en otros sensores, modificando así su grado de respuesta. Para superar dicho obstáculo, se bombea un flujo de aire o flujo fluido fisiológico constante o intermitente a través de un canal en la pared del tubo, por el cual la descarga del canal se dirige directamente hacia la lente o la superficie activa del sensor. Este flujo puede ser generado por una sola fuente de flujo o por un dispositivo que se activa para emitir flujo tras el comando de un cuidador humano, un cronómetro o un programa de software que monitoriza la señal y determina cuándo se requiere una acción de limpieza.
En general, el tubo de inspección se usa como plataforma de transporte bidireccional para diversos elementos requeridos para el cumplimiento de sus tareas de inspección. Esto se describe esquemáticamente en la Fig. 3 a la que se hace ahora referencia. El tubo 52 recibe energía de activación 54 de uno o varios tipos en su extremo posterior, y descarga información 56, en bruto o procesada del mismo extremo. En el extremo anterior 58, el tubo recibe señales 60 de uno o varios tipos, y consume energía 62 que luego será elaborada.
En algunas realizaciones de la invención, se emplea un micrófono en el tubo. Dicho micrófono puede incorporarse en la pared del tubo. Dicho micrófono recibe señales acústicas de por lo menos la proximidad de la parte anterior del tubo, y transfiere las señales, en bruto o procesadas, a la parte posterior del tubo para descarga y procesamiento adicionales.
Se pueden emplear eficazmente una pluralidad de sensores en la cara anterior del tubo de la invención, la lista no limitativa incluye cámaras, videocámaras, micrófonos, transductores de presión y sensores térmicos. Los sensores de gas, por ejemplo sensores para gases particulares tales como oxígeno y dióxido de carbono, pueden también emplearse. La energía requerida para activar dichos sensores es provista por conductos de energía tales como cables eléctricos incorporados al tubo. Además, se puede suministrar energía auxiliar a la proximidad de la cara anterior del tubo para fines de limpiar y aclarar las facetas activas de los sensores, limpiándolos con medios de limpieza tales como gases, aire u oxígeno humidificado, o líquidos, típicamente una solución fisiológica, a través de canales en la pared del tubo. Los líquidos o gases para limpiar se energizan y conducen típicamente vía un canal totalmente incorporado. El tubo de inspección de la invención puede utilizarse solo o en combinación con otras sondas y tubos que se insertan ordinariamente en las vías respiratorias de los pulmones. La tecnología actual puede aplicarse para la ventilación artificial del pulmón.
Los sensores del tubo transmiten uno o más tipos de señales, que son preprocesadas en el sensor, por ejemplo en el chip CCD, y pueden enviarse en bruto, para ser procesadas adicionalmente por circuitos análogos o digitales a fin de producir información relacionada con el estado del órgano o la cavidad del cuerpo inspeccionada. Los dispositivos receptores o procesadores tales como monitores, visores, medios de almacenamiento, analizadores, procesadores DSP, ordenadores y generadores de señales de alarma típicamente se conectan con una o una pluralidad de conectores del tubo. El tubo de la invención puede usarse para inserción a través de orificios tales como la nariz o la boca.
La transmisión de señales en bruto o procesadas se realiza a través de conductores a lo largo del tubo tales como cables o fibras ópticas, que se conectan a un conector en la parte posterior del tubo. Puede aplicarse un transmisor inalámbrico o transmisor-receptor en cualquier parte adecuada del tubo, típicamente en la parte posterior, para comunicar con una consola que contiene un receptor y un procesador y/o un módulo de control.
El tubo de inspección de la invención puede también detectar cambios en las indicaciones de las funciones vitales de un paciente. Por consiguiente, la imagen y la señal acústica se detectan, procesan y comparan con una estructura de imagen o sonido base de referencia. Suena una alarma ni bien ciertos cambios en la indicación pasan un umbral predeterminado. Por ejemplo, la acumulación de secreciones o el desarrollo de ruidos excesivos o insuficientes anormales en los pulmones.
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Referencias citadas en la descripción
Esta lista de referencias citadas por el solicitante es para practicidad del lector únicamente. No forma parte del documento de patente europea. Si bien se ha prestado especial atención en la compilación de las referencias, no pueden excluirse errores u omisiones, y la Oficina de Patentes Europea (European Patent Office o EPO) niega toda responsabilidad en este sentido.
Documentos de patente citados en la descripción
WO 9428784

Claims (14)

1. Un tubo endotraqueal multifuncional (52) que tiene un lumen sustancialmente libre para transportar diversos elementos y gases hacia adentro y hacia afuera de los pulmones y pasajes de aire penetrados por dicho tubo (52), estando el tubo caracterizado por:
un sensor de imágenes (42) incorporado en la cara anterior (22,44) de dicho tubo, por lo menos un conducto de energía (54) para activar dicho sensor de imágenes (42) está asociado con la pared de dicho tubo (52);
por lo menos un elemento conductor (28) para transmitir señales de imágenes de dicho sensor de imágenes al extremo posterior de dicho tubo, y por lo menos un receptor para dichas señales de imágenes.
2. Un tubo multifunción (52) según la reivindicación 1, y donde la pared de dicho tubo (52) comprende un canal (24, 26).
3. Un tubo multifunción (52) según la reivindicación 2, y donde la pared (20) de dicho tubo comprende un canal totalmente incorporado (24).
4. Un tubo multifunción según la reivindicación 2, y donde la pared de dicho tubo comprende un canal ranurado (26).
5. Un tubo multifunción según la reivindicación 1, y donde un elemento de iluminación se asocia con dicha cara anterior de dicho tubo.
6. Un tubo multifunción según la reivindicación 5, y donde dicho elemento de iluminación es una fibra óptica que pasa a lo largo de la pared de dicho tubo.
7. Un tubo multifunción según la reivindicación 5, y donde dicho elemento de iluminación es una fuente de emisión de luz.
8. Un tubo multifuncional (52) según la reivindicación 1, que además comprende medios de limpieza para mantener limpio dicho sensor de imágenes.
9. Un tubo multifuncional (52) según la reivindicación 8, en el que dichos medios de limpieza se activan con por lo menos un software o un cronómetro.
10. Un tubo multifunción (52) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que además incluye un micrófono para recibir señales acústicas de la proximidad de la parte anterior del tubo.
11. Un sistema que comprende un tubo multifuncional (52) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en combinación con por lo menos un circuito para procesar señales provistas por dicho sensor (42) como para producir información relativa al estado de los pulmones y los pasajes de aire que estén siendo inspeccionados por dicho tubo (52).
12. Un sistema según la reivindicación 11, que además comprende medios para detectar cambios en la indicación de las funciones vitales, que comprenden medios para procesar y comparar las señales de imágenes con una imagen base de referencia, una alarma que se activará ni bien ciertos cambios en la indicación pasen un umbral predeterminado.
13. Un sistema según la reivindicación 11 ó 12, donde dicho circuito se comunica con dicho sensor a través de comunicación alámbrica o inalámbrica.
14. Un tubo multifuncional según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el sensor (42) se adapta para enviar señales a dispositivos de exhibición y monitorización como para producir información relacionada con el estado de los pulmones y los pasajes de aire que estén siendo inspeccionados por dicho tubo (52).
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