ES2351037T3 - Sistema de monitorización de ventilador. - Google Patents
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Abstract
Sistema de monitorización de soporte de ventilador (40) adaptado para ser utilizado con un ventilador (20) que presenta por lo menos un control de ajuste del ventilador, comprendiendo el sistema (40): un subsistema de procesamiento (70, 80) que presenta un procesador (46) y una memoria (48), estando adaptado el procesador (46) para funcionar bajo el control de un programa almacenado en la memoria (48); estando caracterizado el sistema (40) porque: el subsistema de procesamiento (70, 80) está adaptado para recibir una o más señales de salida (51) procedentes de por lo menos un sensor (52) que se puede conectar de manera funcional a un paciente (12) seleccionado o a un circuito de respiración (25), estando basada la señal de salida (51) en un parámetro de soporte de ventilación (53 a 57) medido; y el subsistema de procesamiento (70, 80) está adaptado para determinar un ajuste de nivel o adaptación de un ajuste de nivel para dicho por lo menos un control de ajustes de ventilador del ventilador (20) como respuesta a una o más señales de salida (51) y proporciona una salida indicativa de dicho ajuste de nivel o adaptación de un ajuste de nivel.
Description
Sistema de monitorización de ventilador.
La presente invención se refiere a un sistema de
monitorización de soporte de ventilador según el preámbulo de la
reivindicación 1.
Los soportes mecánicos de ventilación son
ampliamente aceptados como forma efectiva de terapia y como medio
para el tratamiento de pacientes con insuficiencia respiratoria. La
ventilación es el proceso de suministro de oxígeno a los alvéolos
pulmonares y de lavado del dióxido de carbono procedente de los
mismos. Con el soporte de ventilación, el paciente recibe parte de
un complejo sistema interactivo que se espera que proporcione la
ventilación adecuada y favorezca el intercambio gaseoso para ayudar
a la estabilización y recuperación del paciente. El tratamiento
clínico de un paciente con ventilación requiere con frecuencia la
monitorización de la respiración del paciente para detectar
cualquier interrupción o irregularidad del patrón respiratorio,
para poner en marcha un ventilador para iniciar la respiración
asistida y para interrumpir periódicamente la respiración asistida
para deshabituar al paciente del régimen de respiración asistida,
devolviendo al paciente la capacidad de respirar de forma
independiente.
Para aquellos casos en los que un paciente
necesita ventilación mecánica debido a una insuficiencia
respiratoria, se encuentran disponibles una amplia variedad de
ventiladores mecánicos. Los ventiladores más modernos permiten al
personal médico seleccionar y utilizar varios modos de inhalación
tanto individuales como en combinación a través de los controles de
ajustes del ventilador que se encuentran normalmente en los
ventiladores. Estos modos pueden definirse en tres categorías
inequívocas: espontánea, asistida o controlada. Durante la
ventilación espontánea sin otros modos de ventilación, el paciente
respira a su propio ritmo, pero otras intervenciones pueden afectar
a otros parámetros de la ventilación inclusive, el volumen de
ventilación pulmonar y la presión básica, por encima de la presión
ambiente, en el interior del sistema. En la ventilación asistida, el
paciente inicia la inhalación reduciendo la presión de base en
grados variables, y a continuación el ventilador "asiste" al
paciente completando la respiración mediante la aplicación de
presión positiva. Durante la ventilación controlada el paciente no
puede respirar espontáneamente ni iniciar la respiración, y por lo
tanto depende del ventilador para cada respiración. Durante la
ventilación espontánea o asistida se obliga al paciente a
"trabajar" (en grados variables) utilizando los músculos
respiratorios para respirar.
El trabajo de respirar (el trabajo de iniciar y
mantener una respiración) realizado por el paciente para inhalar
mientras se encuentra intubado y conectado al ventilador puede
dividirse en dos componentes principales: trabajo fisiológico o
respiración (el trabajo de respiración del paciente) y el trabajo
resistente de respiración impuesto por el aparato de respiración.
El trabajo de respiración puede medirse y cuantificarse en Julios/L
de ventilación. En el pasado, se idearon técnicas para suministrar a
los pacientes terapia de ventilación con el objetivo de mejorar los
esfuerzos del paciente para respirar disminuyendo el trabajo
respiratorio para mantener la respiración. También se han
desarrollado otras técnicas que ayudan a la reducción del trabajo
de inspiración del paciente necesario para disparar una conexión
"ON" del sistema ventilador para ayudar a la respiración del
paciente. Es deseable reducir el esfuerzo efectuado por el paciente
en cada una de estas fases, ya que una carga elevada de trabajo de
respiración puede producir daños adicionales a un paciente
debilitado o encontrarse por encima de la capacidad de pacientes
pequeños o minusválidos. Además es deseable proporcional el modo
más apropiado y, dentro de este modo, la cantidad y calidad de
soporte de ventilación más adecuadas que exijan las necesidades
fisiológicas normales del paciente actual.
La primera generación de ventiladores mecánicos,
antes de mediados de los años 60, se diseñó para asistir la
ventilación alveolar y proporcionar oxígeno suplementario para los
pacientes que no pudieran respirar debido a discapacidad
neuromuscular. Desde aquella época, los ventiladores mecánicos se
han vuelto más sofisticados y complicados como respuesta a la
creciente comprensión de la patofisiología pulmonar. Se han
introducido volúmenes de ventilación pulmonar mayores,
"suspiro" ocasional y bajo nivel de presión positiva
espiratoria final (PEEP) para superar la disminución gradual de la
capacidad residual funcional (FRC) que se produce durante la
ventilación con presión positiva (PPV) con volúmenes de ventilación
pulmonar inferiores y sin PEEP. Debido a que la capacidad residual
funcional reducida es el principal defecto pulmonar durante la
lesión pulmonar aguda, la presión positiva continua (CPAP) y la
PEEP se han convertido en los modos principales de soporte de
ventilación durante la lesión pulmonar aguda.
En un esfuerzo para mejorar la tolerancia del
paciente a la ventilación mecánica, se han desarrollado modos de
ventilación asistida o activada por el paciente. El soporte parcial
PPV, en el cual el soporte mecánico complementa la ventilación
espontánea se hizo posible para los adultos fuera de la sala de
operaciones, cuando en los años 70 pudo accederse a la ventilación
mandatoria intermitente (IMV). Siguen desarrollándose variedades de
modos de ventilación "alternativos" destinados a las
necesidades de pacientes gravemente dañados.
La segunda generación de ventiladores se
caracterizó por una mejor electrónica, pero, lamentablemente, debido
a los intentos de sustituir el sistema de flujo gaseoso elevado IMV
por válvulas de flujo según demanda imperfectas, no consiguió
suministrar caudales altos continuos de gas como respuesta al
esfuerzo de inspiración del paciente. Este presunto avance fuerza
al paciente a realizar un trabajo impuesto excesivo y, por lo tanto,
un trabajo total para superar la inercia y la resistencia de la
válvula de flujo según demanda, el circuito y el ventilador. En
años recientes, se han introducido microprocesadores en los
ventiladores modernos. Los ventiladores con microprocesador están
normalmente equipados con sensores que monitorizan respiración a
respiración el flujo, la presión, el volumen y los parámetros
respiratorios mecánicos obtenidos. Su capacidad para captar y
transducir "exactamente" combinada con la tecnología
informática hacen que la interacción entre el personal médico, el
paciente y el ventilador sea más sofisticada que nunca. Los
ventiladores controlados por microprocesador de la técnica anterior
adolecían de una exactitud de compromiso debido a la colocación
requerida de los sensores para transducir las señales de datos. Por
consiguiente, se desarrollaron complicados algoritmos para que los
ventiladores pudieran "aproximar" lo que estaba ocurriendo
realmente dentro de los pulmones del paciente sobre una base de
respiración a respiración. En realidad, los ventiladores controlados
por ordenador de la técnica anterior estaban limitados a la
naturaleza rígida y exacta de los algoritmos matemáticos que
intentaban imitar causa y efecto en el soporte ventilador
proporcionado al paciente.
Lamentablemente, cuando los ventiladores se han
vuelto más complicados, y ofrecen más opciones, el número de
decisiones clínicas potencialmente peligrosas aumenta. Los médicos,
enfermeras y terapeutas respiratorios que cuidan del enfermo
crítico se enfrentan con máquinas caras y complicadas con pocas
directrices para su uso efectivo. El ajuste, monitorización e
interpretación de algunos parámetros de ventilación resulta cada
vez más especulativo y empírico, conduciendo a una peligrosa
utilización incorrecta de estas nuevas modalidades de ventilador.
Por ejemplo, el médico que cuida al paciente puede decidir
incrementar el nivel de ventilación con soporte de presión (PSV)
basándose en la frecuencia de respiración visualizada. El resultado
puede ser un aumento del trabajo de respiración del paciente que
puede no resultar adecuado. Este método de "monitorización de
parámetros", lamentablemente, trata al paciente con el suministro
de niveles inadecuados de soporte de presión.
Idealmente, el soporte ventilador debe
realizarse a la medida para cada patofisiología de paciente
existente, antes que utilizando una técnica única para todos los
pacientes con insuficiencia respiratoria (por ejemplo, en el
ejemplo anterior, de la falacia de utilizar la frecuencia de la
respiración espontánea para deducir exactamente un trabajo de
respiración del paciente). Por lo tanto, el soporte de ventilación
actual oscila desde la ventilación mecánica controlada a la
ventilación totalmente espontánea con CPAP para soporte de
oxigenación y el trabajo elástico de respiración y restauración del
volumen pulmonar. El soporte de ventilación parcial tiende un
puente sobre el vacío para pacientes que pueden efectuar algún
esfuerzo de ventilación pero no pueden soportar completamente su
propia ventilación alveolar. El proceso de toma de decisión respecto
a la calidad y cantidad del soporte ventilador se complica, además,
con el creciente conocimiento del efecto de la ventilación mecánica
sobre otros sistemas orgánicos.
El rendimiento global del sistema de ventilación
asistida viene determinado tanto por factores fisiológicos como por
factores mecánicos. Los determinantes fisiológicos, que incluyen la
naturaleza de la enfermedad pulmonar, los esfuerzos de ventilación
del paciente y muchas otras variables fisiológicas, cambian con el
tiempo y son difíciles de diagnosticar. Además, históricamente, el
médico tiene un control relativamente pequeño sobre estos
determinantes. Por otra parte, la entrada mecánica al sistema está
ampliamente controlada y puede caracterizarse razonablemente bien
examinado los parámetros de flujo del ventilador, volumen y/o
presión. La asistencia de ventilación óptima exige tanto minimizar
adecuadamente las cargas de trabajo fisiológico a un nivel tolerable
como reducir a cero las cargas de trabajo de resistencia impuestas.
De este modo se garantiza que el paciente no está sometido a un
esfuerzo excesivo y tampoco recibe un exceso de soporte de
ventilación. Un soporte de ventilación insuficiente supone una
exigencia innecesaria para el sistema respiratorio del paciente ya
comprometido, induciendo o incrementando la fatiga de los músculos
respiratorios. Un soporte de ventilación excesivo provoca en el
paciente un riesgo de barotrauma pulmonar, un desacondicionamiento
de la musculatura respiratoria y otras complicaciones de
ventilación mecánica.
Lamentablemente, ninguna de las técnicas ideadas
para suministrar soporte de ventilación con el fin de mejorar los
esfuerzos del paciente para respirar, disminuyendo automáticamente a
cero el trabajo de respiración impuesto y reduciendo el trabajo
fisiológico una vez activado el sistema de ventilación por el
esfuerzo inspiratorio del paciente, proporciona al personal médico
información para el crecientemente complicado proceso de toma de
decisión respecto a la calidad y cantidad del soporte de
ventilación. Como se ha indicado anteriormente, es deseable reducir
el esfuerzo empleado por el paciente para evitar complicaciones
médicas innecesarias del soporte respiratorio requerido y para
suministrar el modo, y dentro del modo, la calidad y cantidad de
soporte de ventilación requeridos, más adecuados a las necesidades
fisiológicas actuales del paciente. Incluso utilizando los
avanzados ventiladores modernos controlados por microprocesador, los
aparatos y procedimientos de la técnica anterior tienden a depender
de modelos matemáticos para la determinación de acciones necesarias.
Por ejemplo, un ventilador puede captar que el nivel de saturación
de oxígeno de la hemoglobina del paciente es inadecuadamente bajo
y, a partir de los datos captados y basándose en una relación
matemática determinada, el ventilador puede determinar que debería
incrementarse el contenido de oxígeno del gas de respiración
suministrado al paciente. Esto es similar y lamentablemente tan
inexacto como que un médico simplemente observe a un paciente que se
está poniendo "azul" y determine que necesita más oxígeno.
De lo dicho anteriormente resulta evidente que,
en el complicado entorno de toma de decisión generado por el
ventilador moderno, sería deseable disponer de un sistema médico de
monitorización del ventilador que alertara al personal médico de la
insuficiencia del ventilador para suministrar la calidad y cantidad
adecuadas de soporte de ventilación y proporcionara información al
personal médico sobre la calidad y cantidad de soporte e
ventilación adecuado que se ajustan a la patofisiología del
paciente. Entre los sistemas actuales no se encuentra disponible
ningún sistema de monitorización de ventilador de esta clase.
El documento WO 97/20592A proporciona un sistema
de control de ventilador que puede incluir un simulador para
predecir el estado del sistema pulmonar del paciente antes de
ajustar la pluralidad de controles.
Según los objetivos de la presente invención,
está previsto un sistema de monitorización de soporte de ventilador
según la reivindicación 1. El ventilador presenta una pluralidad de
controles de ajustes de ventilador seleccionables para gobernar el
suministro del gas de respiración procedente del ventilador del
paciente, siendo cada control de ajuste seleccionable para un
ajuste de nivel. El sistema de monitorización de soporte de
ventilador recibe preferentemente por lo menos una señal de
parámetro de ajustes de ventilador, cada señal de parámetro de
ajustes de ventilador es indicativa de los ajustes de nivel de un
control de ajustes de ventilador, monitoriza una pluralidad de
sensores, produciendo cada sensor una señal de salida indicativa de
un parámetro de soporte de ventilación medido, para determinar la
suficiencia del soporte de ventilación recibido por el paciente, y
determina los ajustes de nivel deseados de los controles de ajustes
de ventilador como respuesta a la señal de parámetro de ajustes de
ventilador recibida y las señales de salida. El sistema de
monitorización de soporte de ventilación utiliza preferentemente
una red neural que puede ser adiestrada para determinar los ajustes
de nivel deseado de los controles de ajustes de ventilador.
En otro aspecto, la invención se refiere a un
sistema de monitorización de soporte de ventilador que suministra
un gas de respiración a un paciente mediante un circuito de
respiración en comunicación fluídica con el ventilador y los
pulmones del paciente. El ventilador presenta preferentemente por lo
menos un control de ajustes de ventilador seleccionable. El control
de ajustes de ventilador seleccionable controla el suministro del
soporte de ventilación del ventilador al paciente a través del
circuito de respiración. Cada control de ajustes de ventilador
genera una señal de parámetro de ajustes indicativa del ajuste de
nivel actual del control de ajuste del ventilador.
El sistema de monitorización de soporte de
ventilador presenta por lo menos un sensor y un subsistema de
procesamiento. Los sensores miden una pluralidad de parámetros de
soporte de ventilación y cada sensor genera una señal de salida
basada en el parámetro de soporte de ventilación medido. El
subsistema de procesamiento está conectado para recibir la señal de
salida del sensor y de la señal(es) de ajustes del ventilador
procedente del control(es) de ajuste del ventilador. El
procesador del subsistema de procesamiento funciona bajo el control
de un programa almacenado en la memoria del subsistema de
procesamiento y determina un ajuste de nivel deseado de por lo
menos un control de ajuste del ventilador como respuesta a la señal
de parámetro de ajustes de ventilador y la señal de salida. El
subsistema de procesamiento del ventilador utiliza preferiblemente
una red neural que puede ser adiestrada para determinar los ajustes
de nivel deseados de los controles de ajustes de ventilador.
Los dibujos adjuntos que están incorporados a
esta memoria y forman parte de la misma, ilustran algunas formas de
realización de la invención y, considerados conjuntamente con la
descripción, sirven para explicar las partes principales de la
invención.
La figura 1 es un diagrama de bloques de una
configuración de un sistema de monitorización de ventilador para
determinar los ajustes de control de ventilador deseados para un
ventilador.
La figura 2A es un diagrama de bloques de una
configuración de un sistema de monitorización de ventilador que
muestra un ventilador que proporciona soporte de ventilación a un
paciente conectado al ventilador a través de un circuito de
respiración.
La figura 2B es un diagrama de bloques de una
forma de realización de un sistema de monitorización de ventilador
que muestra el sistema de monitorización incorporado en el
ventilador.
La figura 3 es un diagrama de bloques del
sistema de monitorización de ventilador que muestra una pluralidad
de sensores conectados al subsistema de procesamiento.
La figura 4 es un diagrama de bloques de un
subsistema de procesamiento.
La figura 5 es un diagrama de bloques de un
subsistema de extracción de características.
La figura 6A es un diagrama de bloques de una
forma de realización del subsistema inteligente del subsistema de
procesamiento.
La figura 6B es un diagrama de bloques de una
segunda forma de realización del subsistema inteligente del
subsistema de procesamiento.
La figura 7 es un diagrama de bloques
esquemático de una realización del sistema según la invención.
La figura 8 es un diagrama de la estructura
básica de una red neural artificial que presenta una estructura
estratificada.
Como ilustran las figuras 1 a 3, el sistema de
monitorización de ventilador 10 según la presente invención
comprende preferiblemente un ventilador corriente 20, un subsistema
de procesamiento 40, un sistema de medición y una pantalla 62. El
ventilador 20 suministra un gas de respiración a los pulmones del
paciente P a través de un circuito de respiración 22 que
normalmente comprende un conducto inspirador 23, un conducto
espirador 24 y un tubo de conexión con el paciente 25, todo ello
conectado mediante un conector de paciente 26. El ventilador 20
preferido es un ventilador controlado por microprocesador, por
ejemplo del tipo de un Mallinckrodt, Nelcor,
Puritan-Bennet, 7200ae, o un Bird 6400
Ventilator.
Para controlar el suministro del gas de
respiración, el ventilador 20 preferido presenta normalmente por lo
menos un control seleccionable 30 de ajuste del ventilador conectado
operativamente al sistema de procesamiento 40 para gobernar el
suministro del soporte de ventilación proporcionado al paciente P.
Como apreciarán los expertos en la materia, cada control de ajustes
de ventilador 30 es seleccionable para un ajuste de nivel deseado.
Dicho ventilador 20 es particularmente útil para el control del
suministro de soporte de respiración, de modo que la cantidad y la
calidad del soporte de ventilación coinciden con las necesidades
fisiológicas de soporte del paciente P.
En la forma de realización preferida, el
ventilador preferido 20 puede funcionar selectivamente un uno o más
modos normales cuando es necesario y los selecciona el operador y/o
el subsistema de procesamiento 40, inclusive, aunque no limitado a:
(i) ventilación controlada asistida (ACMV); (ii) ventilación
mandatoria intermitente sincronizada (SIMV); (iii) presión positiva
continua en vía aérea (CPAP); (iv) ventilación controlada por
presión (PCV); (v) ventilación con soporte de presión (PSV); (vi)
ventilación asistida proporcional (PAV); y (vii) soporte de presión
con garantía de volumen (VAPS). Además, el ajuste de nivel de uno o
más controles de ajustes de ventilación normales 30 del ventilador
20 (por ejemplo los controles de ajustes del modo interno del
ventilador 20) puede ajustarse si es necesario y lo selecciona el
operador y/o el sistema de procesamiento 40 para mantener la
suficiencia del soporte de ventilación suministrado al paciente P.
Los controles de ajustes de ventilador 30 del ventilador 20,
incluyen, sin estar limitados a ellos, controles para ajustar: (i)
un nivel de ventilación por minuto (Ve); (ii) un nivel de
frecuencia de respiración del ventilador (f); (iii) un volumen de
ventilación pulmonar (V_{T}); (iv) un nivel caudal de gas de
respiración (V); (v) un nivel de límite de presión; (vi) un nivel
de trabajo de respiración (WOB); (vii) un nivel de ventilación con
soporte de presión (PSV); (viii) un nivel de presión positiva
espiratoria final (PEEP); (ix) un nivel de presión positiva
continua en vía aérea (CPAP); y (x) un nivel de concentración
fraccional de oxígeno inspirado (FIO2).
El ventilador corriente 20 considerado
normalmente presenta un sistema de suministro de gas y también puede
disponer de un sistema de control de la composición del gas. El
sistema de suministro de gas puede ser, por ejemplo, un subsistema
neumático 32 en comunicación fluídica/de flujo con una fuente de gas
34 de uno o más gases respiratorios y el circuito de respiración 22
en una conexión operativa con los ajustes de control de ventilador
30 del ventilador 20 y el subsistema de procesamiento 40. El
circuito de respiración 22 está en comunicación fluídica con los
pulmones del paciente P. Como apreciarán los expertos en la materia,
el subsistema neumático 32 del ventilador 20 y la conexión
operativa de este subsistema neumático 32 con la fuente del gas de
respiración 34 del ventilador 20 puede ser de cualquier diseño
conocido en la técnica y presenta por lo menos un accionador (no
mostrado) que puede estar acoplado operativamente, preferiblemente
acoplado eléctricamente, a los controles de ajustes de ventilador
30 para controlar, por ejemplo, el caudal, la frecuencia y/o la
presión del gas de respiración suministrado por el ventilador 20 al
paciente P a partir de la fuente de gas 34. Un sistema neumático 32
de esta clase se da a conocer en las patentes US nº 4.838.259 de
Gluck et al., nº 5.303.698 de Tobia et al., nº
5.400.777 de Olsson et al., nº 5.429.123 de Shaffer et
al., y nº 5.692.497 de Schnitzer et al., y se
ejemplifica mediante el ventilador Mallinckrodt, Nelcor,
Puritan-Bennet, 7200ae, y el Bird 6400
Ventilator.
El sistema de control de la composición del gas
puede, por ejemplo, ser un subsistema de control de oxígeno 36
acoplado a la fuente del gas de respiración 34 y en conexión
operativa con los controles de ajustes de ventilador 30 del
ventilador 20 y el subsistema de procesamiento 40. El subsistema de
control de oxígeno 36 permite el control preferido del composición
porcentual de los gases suministrados al paciente P. Como apreciarán
los expertos en la materia, el subsistema de control de oxígeno 36
del ventilador 20 y la conexión operativa de este subsistema de
control de oxígeno 36 con el subsistema neumático 32 y con la fuente
del gas de respiración 34 del ventilador 20 puede ser de cualquier
diseño conocido en la técnica que presente por lo menos un
accionador (no mostrado) que pueda acoplarse operativamente,
preferiblemente acoplarse eléctricamente, con los controles de
ajustes de ventilador 30 para controlar, por ejemplo, la composición
porcentual del oxígeno suministrado al paciente P.
El subsistema de procesamiento 40 del sistema de
monitorización de ventilador 10 presenta preferiblemente una
entrada 44 acoplada operativamente a los controles de ajustes de
ventilador 30 del ventilador 20, de modo que el subsistema de
procesamiento 40 pueda recibir por lo menos una señal de parámetro
de ajustes de ventilador 42. Cada señal de parámetro de ajustes de
ventilador 42 es preferiblemente indicativa de un ajuste de un
control de ajustes de ventilador 30. Por lo tanto, el sistema de
procesamiento 40 en la recepción de señales 42, es indicativo de
los ajustes de nivel actuales de los controles de ajustes de
ventilador 30, preferiblemente de forma continuada. Como apreciarán
los expertos en la materia, los ajustes de nivel actuales de los
controles de ajustes de ventilador 30 pueden almacenarse en la
memoria del subsistema de procesamiento 40. En este ejemplo, las
señales de parámetros de ajustes de ventilador 42 se entrarían desde
la memoria del subsistema de procesamiento 40 al procesador para
procesamiento y evaluación continuados.
Por ejemplo, la entrada del sistema de
procesamiento 40, puede recibir una o más de las siguientes señales
de parámetro de ajustes de ventilador 42: una señal de ventilación
por minuto (V_{E}) indicativa del nivel V_{E} fijado en el
ventilador 20; una señal de frecuencia de respiración del ventilador
(f) indicativa del nivel f fijado en el ventilador 20; una señal del
volumen de ventilación pulmonar (V_{T}) indicativa del nivel
V_{T} fijado en el ventilador 20; una señal de caudal de gas de
respiración (V) indicativa del nivel V fijado en el ventilador 20;
una señal de límite de presión indicativa del límite de presión
fijado en el ventilador 20; una señal de trabajo de respiración
(WOB) indicativa del nivel de WOB fijado en el ventilador 20; una
señal de ventilación con soporte de presión (PSV) indicativa del
nivel de PSV fijado en el ventilador 20; una señal de presión
positiva espiratoria final (PEEP) indicativa del nivel de PEEP
fijado en el ventilador 20; una señal de presión positiva continua
en vía aérea (CPAP) indicativa del nivel de CPAP fijado en el
ventilador 20; y una señal de concentración fraccional de oxígeno
inspirado (FIO2) indicativa del nivel de FIO2 fijado en el
ventilador 20.
El sistema de medición del sistema de
monitorización 10 también está conectado operativamente al
subsistema de procesamiento 40. El sistema de medición capta y mide
una pluralidad de parámetros del soporte de ventilación que son
indicativos del soporte de ventilación proporcionado al paciente P y
de las condiciones fisiológica del paciente P. Se considera que el
sistema de medición puede comprender por lo menos un sensor 52, y
preferiblemente comprende una pluralidad de sensores 52, para
captar los datos deseados del soporte de ventilación. Cada sensor
52 genera una señal de salida 51 basándose en el parámetro
particular medido del soporte de ventilación.
En una forma de realización preferida mostrada
en la figura 3, el subsistema de procesamiento 30 se muestra
conectado operativamente a un sensor de caudal 53, un sensor de CO2
espirado (ExCO2) 54, un sensor de presión 55, un sensor de presión
sanguínea 56 y un sensor de SPO2 57. En esta forma de realización,
se prefiere que el sistema de monitorización 10 responda a la
entrada de señales de salida 51 en el subsistema de procesamiento
40, procedentes, por ejemplo: i) del sensor de caudal 53 que es
indicativo del parámetro de caudal del soporte de ventilación del
gas espirado/inspirado por el paciente P dentro del circuito de
respiración 22; ii) el sensor de presión del gas 55 que es
indicativo del parámetro de presión del soporte de ventilación del
gas de respiración dentro del circuito de respiración 22, y iii) el
sensor ExCO2 54, que es indicativo del parámetro de dióxido de
carbono espirado del soporte de ventilación presente en el gas de
espiración espirado por el paciente P dentro del circuito de
respiración 22 (por ejemplo la señal de salida de caudal 51 generada
por el sensor de caudal 53, la señal de salida de presión de gas 51
generada por el sensor de presión de gas 55 y la señal de salida de
ExCO2 51 generada por el sensor de ExCO2 54). Opcionalmente, el
sistema de monitorización 10 puede responder a la entrada de las
señales de salida 51 en el subsistema de procesamiento 40 a partir
de la salida del sensor de la presión sanguínea 56, el cual es
indicativo del parámetro de presión sanguínea del soporte de
ventilación del paciente P, por ejemplo la presión sanguínea
arterial sistólica, diastólica y la media de ambas del paciente P,
y el sensor 57 el SPO2, que es indicativo del parámetro del soporte
de ventilación del nivel de saturación de oxígeno de la hemoglobina
del paciente P (por ejemplo la señal de salida de la presión
sanguínea 51 generada por e sensor de la presión sanguínea 56 y la
señal de salida de SPO2 51 generada por el sensor 57 de SPO2).
El sensor de caudal 53, el sensor de presión 55
y el sensor ExCO2 54 están situados preferiblemente entre el
conector del paciente 26 y el tubo de conexión con el paciente 25.
Alternativamente, se prefiere que el sensor de presión 55 esté
situado en el extremo traqueal del tubo de conexión con el paciente
25. Como ejemplo de los sensores de caudal, presión y ExCO2 53, 54
y 55 puede citarse Novametrics, CO_{2}SM+monitor (que presenta
sensores de caudal, presión y ExCO2). Como ejemplo del sensor de la
presión sanguínea 26 y el sensor del SPO2 57 puede citarse el
sensor de presión de Dynamap, Inc. y el sensor de SPO2 Novametrics,
CO_{2}SMO+monitor. El sensor de la presión sanguínea 56 y el
sensor del SPO2 57 pueden sujetarse a una parte del cuerpo del
paciente para efectuar las mediciones requeridas. Por ejemplo, el
sensor de presión sanguínea 56, que aquí se ilustra por ejemplo
como un sensor de presión sanguínea de banda, sujeto al brazo del
paciente P, y el sensor de SPO2 57, que puede ser, por ejemplo, un
oxímetro de pulso, que se muestra sujeto al dedo del paciente 12.
Los expertos en la materia apreciarán que los datos de presión
sanguínea pueden obtenerse del sensor SPO2 57, con lo cual se
suprime la necesidad de un sensor de presión sanguínea 56.
El equipamiento estándar adicional puede incluir
una interfaz de operador 60, la cual, en la forma de realización
preferida, es un teclado auxiliar de membrana, un teclado, un ratón
u otros dispositivos adecuados de entrada de datos, para
proporcionar entradas de usuario tanto de datos como de órdenes de
control necesarias para ejecutar el software que implementa las
diversas funciones de la invención. El operador del sistema de
monitorización de ventilador 10 de la presente invención puede
proporcionar al subsistema de procesamiento 40, a través de una
señal de entrada de operador generada por la interfaz de operador
60, cualquier número de parámetros de entrada aplicables, tales
como información de identificación del paciente, edad del paciente,
peso del paciente u otras estadísticas deseadas del paciente. Se
prefiere que los datos de referencia del paciente predeterminados
por la entrada de operador, tales como el pH del gas de la sangre
arterial, el PaO2 del gas de la sangre arterial, y/o el PaCO2 del
gas de la sangre arterial de la sangre del paciente y/o la
temperatura del paciente dentro del subsistema de procesamiento 40
como señales de entrada del operador 61 a través de la interfaz de
operador 60. El sistema de monitorización 10 también puede ser
capaz de responder a la temperatura central del cuerpo del paciente
P, la cual puede entrarse en el subsistema de procesamiento 40 como
una señal de salida 51 del sensor de temperatura 58 sujetado al
paciente P o como una señal de entrada de operador 61 a través de la
interfaz de operador 60.
El subsistema de procesamiento 40 comprende
preferiblemente un procesador 46, por ejemplo un microprocesador,
un sistema híbrido hardware/software, un controlador o un ordenador,
y una memoria. Las señales de salida 51 y los datos de ventilación
72 derivados de las señales de salida 51 se almacenan en la memoria
del subsistema de procesamiento 40 a un ritmo definido por el
usuario, que puede ser continuo, para su recuperación y análisis a
discreción. La señal de ajustes del ventilador 42 también puede
almacenarse en la memoria a un ritmo definido por el usuario. Como
apreciarán los expertos en la materia, cualquier señal generada
puede almacenarse en la memoria a los ritmos definidos por el
usuario. La memoria puede ser, por ejemplo, un disco flexible, un
CD, una memoria RAM interna o un disco duro del procesador asociado
12.
El subsistema de procesamiento 40 responde a las
señales de salida 51 de los medios de medición, a la(s)
señal(es) de los parámetros de ajuste del ventilador 42 y,
si se suministran, a las señales de entrada del operador 61. El
procesador 46 funciona bajo el control de un programa almacenado en
la memoria y dispone de una programación inteligente para la
determinación de por lo menos un ajuste de nivel deseado de los
controles de ajustes de ventilador 30 basándose en por lo menos una
parte de la señal de salida 51 de los medios de medición, por lo
menos una parte de
la(s) señal(es de parámetros de ajuste del ventilador 42 recibidas en la entrada 44 del subsistema de procesamiento 40, y, si se suministran, por lo menos una parte de las señales entradas por el operador 61.
la(s) señal(es de parámetros de ajuste del ventilador 42 recibidas en la entrada 44 del subsistema de procesamiento 40, y, si se suministran, por lo menos una parte de las señales entradas por el operador 61.
Los ajustes de nivel deseados para los controles
de ajustes de ventilador 30 del ventilador 20 puede comprender por
lo menos: i) un nivel de ventilación por minuto (V_{E}) indicativo
del nivel V_{E} deseado que debe fijarse en el ventilador 20; ii)
un nivel de frecuencia de respiración del ventilador (f) indicativo
del nivel f deseado que debe fijarse en el ventilador 20; iii) un
nivel de volumen de ventilación pulmonar (V_{T}) indicativo del
nivel V_{T} deseado que debe fijarse en el ventilador 20; iv) un
nivel de caudal de gas de respiración (V) indicativo del nivel V
deseado que debe fijarse en el ventilador 20; v)un nivel de
límite de presión indicativo del límite de presión deseado que debe
fijarse en el ventilador 20; vi) un nivel de trabajo de respiración
(WOB) indicativo del nivel de WOB deseado que debe fijarse en el
ventilador 20; vii) un nivel de ventilación con soporte de presión
(PSV) indicativo del nivel de PSV deseado que debe fijarse en el
ventilador 20; viii) un nivel de presión positiva espiratoria final
(PEEP) indicativo del nivel de PEEP deseado que debe fijarse en el
ventilador 20; ix) un nivel de presión positiva continua en vía
aérea (CPAP) indicativo del nivel de CPAP deseado que debe fijarse
en el ventilador 20; y x) un nivel de concentración fraccional de
oxígeno inspirado (FIO2) indicativo del nivel de FIO2 deseado que
debe fijarse en el ventilador 20.
El ajuste de nivel deseado de los controles de
ajustes de ventilador 30 determinado por el sistema de procesamiento
40 del sistema de monitorización 10 puede ser visualizado por el
operador a través de la pantalla. La pantalla del sistema de
monitorización 10 comprende preferiblemente una pantalla de
representación visual 62 o CRT, acoplada electrónicamente al
subsistema de procesamiento 40 para emitir y representar visualmente
señales de visualización de salida generadas a partir del
subsistema de procesamiento 40.
Aún más, el sistema de monitorización 10 puede
presentar una alarma 21 para alertar al operador tanto de un fallo
del sistema de monitorización 10, como de un fallo de energía o
pérdida de entrada de datos de señal, o de un ajuste inadecuado de
un control de ventilador 30, tal como el ajuste del nivel de un
control de ajustes de ventilador 30 que actualmente controla el
suministro de soporte de ventilador al paciente P diferente de un
ajuste de nivel deseadlo recomendado del control de ajuste del
ventilador 30. Preferiblemente, la alarma 21 comprende una alarma
visual y/o de audio, pero pueden utilizarse cualesquiera medios
conocidos por los expertos en la materia para alertar al personal
médico operativo. Naturalmente, es deseable la utilización de un
suministro de energía adicional, tal como una batería.
Haciendo referencia a las figuras 4 y 5, el
subsistema de procesamiento de la forma de realización preferida de
la presente invención presenta medios para determinar los ajustes de
control de ventilación 30 deseados del ventilador 20. Los medios
determinantes comprenden preferiblemente un subsistema de extracción
de características 70 y un subsistema inteligente 80. El subsistema
de extracción de características 70 presenta medios para la
extracción y compilación de las características de los datos de
ventilación pertinentes a partir de la entrada de los medios de
medición (por ejemplo, las señales de salida 51). Efectivamente, el
subsistema de extracción de características 70 actúa como un
preprocesador para el subsistema inteligente 80. En la figura 5 se
muestra un ejemplo del subsistema de extracción de características
70. En dicha figura, un sensor de caudal 53, un sensor de presión
de gas 55, un sensor de SPO2 57, un sensor de ExCO2 54, un sensor de
temperatura (T) 58, un sensor de la presión sanguínea (BP) 56, del
tipo descrito anteriormente, y cualquier otro sensor deseado están
conectados operativamente al subsistema de extracción de
características 70 del subsistema de procesamiento 40.
Preferiblemente, el sensor de caudal 53, el sensor de presión de gas
55 y el sensor de ExCO2 54 proporcionan las únicas entradas al
sistema de monitorización. Las demás entradas de sensores y la
entrada de usuario pueden incluirse para incrementar la fiabilidad
y la confianza delos ajustes de nivel deseados de los controles 30.
El sistema de monitorización 10 preferiblemente regula la extracción
de los datos de ventilador 72 como función de la presencia o
ausencia de estas entradas opcionales. Al hacer opcional el número
de entradas, haciendo que también el número requerido de sensores 52
que comprende el sistema de medición sea opcional, aumenta el
número de entornos en los cuales puede utilizarse el sistema de
monitorización de ventilador 10.
El objetivo del subsistema de extracción de
características 70 es calcular y/o identificar y extraer variables
o características importantes de la señales de salida 51 producidas
por los medios de medición. Por ejemplo, a partir de las entradas
ejemplificadas requeridas para el subsistema de extracción de
características 70, por ejemplo la señal de salida de presión de
gas 51, la señal de salida de caudal 51, y la señal de salida 51 de
ExCO2, pueden obtenerse una pluralidad de datos de ventilación 72.
Los datos de ventilación obtenidos 72 pueden comprender: los
valores de cualesquiera señales de salida 51 utilizados, tales como
por ejemplo las señales de salida 51 de presión de gas 51, la señal
de salida de caudal 51, y las señales de salida 51 de ExCO2; la
presión inspiratoria de pico (PIP), que es la presión máxima
generada durante la ventilación mecánica de los pulmones; la
presión media en la vía aérea (PAW), que es la media de la presión
positiva medida en la apertura aérea del tubo de conexión del
paciente 25 o en el circuito de respiración 22 durante un minuto;
la presión positiva espiratoria final (PEEP), que es la presión
positiva básica o inicial antes de la inspiración mecánica o la
presión positiva aplicada de forma continua durante la inspiración y
la espiración durante la ventilación espontánea; la frecuencia de
respiración (f) que es la frecuencia o velocidad o respiraciones
por minuto (la frecuencia de respiración total f_{TOT} es la suma
de la frecuencia preseleccionada del ventilador f_{MECH} y la
frecuencia de respiración espontánea del paciente f_{SPON}); el
volumen de ventilación pulmonar total (V_{T}), que es el volumen
del gas de respiración que se desplaza dentro y fuera de los
pulmones por cada respiración (V_{T \ MECH} es lal V_{T}
preseleccionada del ventilador por cada respiración y V_{T \
SPON} es el volumen inspirado y espirado en cada respiración por el
paciente); la ventilación espirada por minuto (VE) que es el
volumen de gas de respiración que se desplaza dentro y fuera de los
pulmones del paciente por minuto (V_{E} es el producto de la
frecuencia de respiración f y el volumen de ventilación pulmonar
total (V_{E} = fxV_{T}), y V_{E \ TOT} es la suma del V_{E}
preseleccionado del ventilador (V_{E \ MECH}) y el V_{E}
espontáneo del paciente inspirado y espirado por minuto (V_{E \
SPON}); la relación de tiempo de inspiración a tiempo de
espiración (relación I:E), que es la relación entre el tiempo de
inspiración y el tiempo de espiración durante la ventilación
mecánica; el volumen residual fisiológico (V_{Dphys}) que es el
volumen de gas que se encuentra en la vía aérea anatómica y en los
alvéolos no perfundidos, ventilados, que no participa en el
intercambio gaseoso de la sangre; la tasa de eliminación de dióxido
de carbono de los pulmones (LCO2) que es el volumen de CO2 espirado
por respiración o por minuto (LCO2 es el área bajo el EX CO2 y la
curva de volumen); la presión parcial del nivel de dióxido de
carbono del volumen de ventilación pulmonar total final (PetCO2)
que es la presión parcial del CO2 espirado medida al final de la
espiración; la salida cardíaca (CO) del paciente que es la cantidad
de sangre expulsada del corazón por minuto y que puede, por
ejemplo, obtenerse a partir de la tasa de LCO2 determinada; la
resistencia y la flexibilidad del sistema respiratorio; la presión
de los músculos respiratorios, el trabajo de respiración del
paciente que puede obtenerse de la presión de los músculos
respiratorios determinada; y las curvas presión volu-
men.
men.
Los datos de ventilación 72 también pueden
obtenerse de las entradas opcionales ejemplificadas para el
subsistema de extracción de características 70. A partir de la
señal de salida de SPO2 51, puede determinarse el nivel de
saturación del oxígeno de la hemoglobina en la sangre arterial y el
ritmo cardíaco. y la forma de onda de la presión sanguínea pulsátil
de la señal de salida de SPO2 51 puede utilizarse para determinar la
presión sanguínea arterial. Adicionalmente, a partir de la señal de
salida de la presión sanguínea 51 puede determinarse la presión
sanguínea arterial sistólica, diastólica y media del paciente P.
Además, a partir de la señal de salida de la temperatura 51, puede
obtenerse la temperatura central del paciente 12. Aún más, a partir
del nivel de saturación de oxígeno de la hemoglobina de la sangre
arterial y del LCO2 determinado puede obtenerse el volumen
residual.
El subsistema de extracción de características
70 también puede recibir entradas de usuario a través de la
interfaz de operador 60 y puede recibir la señal de parámetro de
ajustes de ventilador 42. Los datos de ventilación 72 se compilan
preferiblemente en el subsistema de extracción de características 70
y preferiblemente se genera un vector 74 o matriz que contiene
todos los elementos de datos de ventilación utilizados por el
subsistema de monitorización 10 para realizar el proceso de
evaluación del soporte de ventilación. El vector de características
74 puede actualizarse en intervalos definidos por el usuario, tales
como, por ejemplo, después de cada respiración o cada minuto y es
emitido desde el subsistema de extracción de características 70 al
subsistema inteligente 80 en forma de señal de salida de datos de
ventilación 75. Alternativamente, como apreciarán los expertos en
la materia, los datos de ventilación 72 pueden salir directamente en
el subsistema inteligente 80 como señal de salida de datos de
ventilación 75 sin la etapa de intervención de generación del vector
de características 74 o matriz. Los datos de ventilación 72 también
pueden sacarse por la pantalla 62.
Haciendo referencia a las figuras 4, 6A y 6B, el
subsistema inteligente 80 del subsistema de procesamiento 40
presenta preferiblemente una red neural 82. La función principal del
subsistema inteligente 80 es efectuar una evaluación del soporte de
ventilador proporcionado al paciente y, basándose en la evaluación,
recomendar los ajustes de nivel deseados de los controles de
ajustes de ventilador 30 que soportarán adecuadamente, y
preferiblemente de forma óptima, las necesidades fisiológicas de
soporte de ventilación del paciente P. Por ejemplo, como muestra la
figura 6A, el subsistema inteligente 80 del subsistema de
procesamiento 40 puede presentar una red neural 82 que recibe la
señal de salida de datos de ventilación 75 que contienen los datos
de ventilación compilados 72. La red neural 82 también recibe la
señal de parámetro de ajustes de ventilador 42 y puede recibir
entradas de usuario de la interfaz de operador 60.
Para apreciar completamente los diversos
aspectos y ventajas producidas por la presente invención, es
necesaria una comprensión básica de la tecnología de la red neural.
Sigue a continuación un breve examen de esta tecnología, como
tecnología aplicable al sistema de monitorización de ventilador
10.
Las redes neurales artificiales modelan
aproximadamente el funcionamiento de una red neural biológica, como
el cerebro humano. Por consiguiente, las redes neurales se
implementan normalmente como simulaciones de ordenador de un
sistema de neuronas interconectadas. En particular, las redes
neurales son conjuntos jerárquicos de elementos de procesamiento
interconectados configurados, por ejemplo, como muestra la figura 8.
Específicamente, la figura 8 es un diagrama esquemático de una red
neural estándar 82 que presenta una capa de entrada 84 de elementos
de procesamiento, una capa oculta 86 de elementos de procesamiento y
una capa de salida 88 de elementos de procesamiento. El ejemplo que
muestra la figura 8 es una forma de realización meramente
ilustrativa de una red neural 82 que puede utilizarse según la
presente invención. También pueden utilizarse otras formas de
realización de una red neural, como las que se examinan a
continuación.
Volviendo a la estructura de una red neural 82,
cada uno de sus elementos de procesamiento recibe múltiples señales
de entrada, o valores de datos, que se procesan para calcular una
salida única. El valor de salida se calcula utilizando una ecuación
matemática, conocida en la técnica cono una función de activación o
una función de transferencia que especifica la relación entre los
valores de los datos de entrada. Como es conocido por la técnica,
la función de activación puede incluir un umbral o un elemento de
derivación. Como muestra la figura 8, las salidas de elementos de
los niveles inferiores de la red se suministran en forma de entradas
a elementos de niveles superiores. El elemento o elementos del
nivel más alto produce(n) una salida o salidas del sistema
final.
La red neural 82 es una simulación por ordenador
que se utiliza para generar una recomendación del ajuste de
ventilador deseado de los controles de ventilador 30 del ventilador
20 que soportará adecuadamente, y preferentemente de forma óptima,
las necesidades fisiológicas de soporte de ventilación del paciente,
basándose en por lo menos una parte de los parámetros de ajuste de
ventilación disponibles 42 y por lo menos una parte de la señal de
salida de datos de ventilación 75 (es decir, por lo menos una parte
de los datos de ventilación obtenidos 72).
La red neural 82 de la presente invención puede
construirse especificando el número, la disposición y la conexión
de los elementos de procesamiento que componen la red. 82. Una forma
de realización sencilla de una red neural 82 consiste en una red
completamente conectada de elementos de procesamiento. Los elementos
de procesamiento de la red neural 82 están agrupados en capas: una
capa de entradas 84 donde se introducen por lo menos una parte de
los datos de ventilación 72 seleccionados, las señales de salida 51,
y las señales de parámetros de ajustes de ventilador seleccionados
42; una capa oculta 86 de los elementos de procesamiento; y una capa
de salida 88 en la que se generan el/los ajuste(s) de nivel
determina-
do(s) resultante(s) para el/los control(es) 30. El número de conexiones y, en consecuencia, el número de pesos de conexión, viene fijado por el número de elementos de cada capa.
do(s) resultante(s) para el/los control(es) 30. El número de conexiones y, en consecuencia, el número de pesos de conexión, viene fijado por el número de elementos de cada capa.
En una forma de realización preferida de la
presente invención, los tipos de datos suministrados en la capa de
entrada pueden mantenerse constantes. Además, normalmente se utiliza
la misma ecuación matemática, o función de transferencia en los
elementos de las capas media y de salida. El número de elementos de
cada capa depende generalmente de cada aplicación particular. Como
se conoce por la técnica, el número de elementos de cada capa a su
vez determina el número de pesos y la necesidad total de almacenaje
para construir y aplicar la red neural 82. Evidentemente, las redes
neurales 82 más complejas requieren generalmente más información de
configuración y por lo tanto más almacenaje.
Todo lo que requiere la presente invención es
que una red neural 82 pueda ser adiestrada y readiestrada si es
necesario para utilizarla para determinar los ajustes de nivel
deseados de los controles 30 del ventilador 20. También se prefiere
que la red neural 82 se adapte (es decir, aprenda) durante el
funcionamiento para afinar por parte de la red neural 82 la
determinación de los ajustes de nivel adecuados para los controles
30 del ventilador 20.
Haciendo referencia de nuevo a las figuras 6A y
8, se describe con mayor detalle el funcionamiento de una forma de
realización específica de una red neural unidireccional 82. Debe
tenerse en cuenta que la siguiente descripción es únicamente
ilustrativa del modo en que puede funcionar una red neural 82
utilizada en la presente invención. Específicamente, en
funcionamiento, por lo menos una parte de los datos de ventilación
72 seleccionados de entre de la señal de salida de datos de
ventilación 75 y las señales de los parámetros de ajuste del
ventilador seleccionados 42 (es decir, datos de entrada de forma
colectiva) se suministra a la capa de entrada 84 de los elementos
de procesamiento, designados de aquí en adelante como entradas. Los
elementos de la capa oculta están conectados mediante enlaces 87
con las entradas, presentando cada enlace 87 un peso de conexión
asociado. Los valores de salida de los elementos de procesamiento
de entrada se propagan a lo largo de estos enlaces 87 a los
elementos de la capa oculta 86. Cada elemento de la capa oculta 86
multiplica el valor de entrada a lo largo del enlace 87 mediante el
peso asociado y suma estos productos a través de todos sus enlaces
87. La suma para un elemento individual de la capa oculta se
modifica a continuación según la función de activación del elemento
para producir el valor de salida para dicho elemento. Según las
diferentes formas de realización de la presente invención, el
procesamiento de los elementos de la capa oculta puede producirse en
serie o en paralelo.
Si sólo está presente una capa oculta 86, la
última etapa de la operación de la red neural es calcular
la(s) salida(s) o el/los ajuste(s) de nivel
determina-
do(s) del/de los control(es) 30 del ventilador mediante el/los elemento(s) de la capa de salida. En esta etapa final, los valores de salida de cada uno de los elementos de procesamiento de la capa oculta se propagan a lo largo de sus enlaces 87 al elemento de la capa de salida. Aquí, se multiplican por el peso asociado para el enlace 87 y los productos se suman en todos los enlaces 87. La suma calculada para un elemento de salida individual se modifica finalmente mediante la ecuación de la función de transferencia del elemento de procesamiento de salidas. El resultado es la salida final o salidas que, según una forma de realización preferida de la presente invención, es el ajuste o ajustes de nivel deseados de los controles de ajustes de ventilador 30.
do(s) del/de los control(es) 30 del ventilador mediante el/los elemento(s) de la capa de salida. En esta etapa final, los valores de salida de cada uno de los elementos de procesamiento de la capa oculta se propagan a lo largo de sus enlaces 87 al elemento de la capa de salida. Aquí, se multiplican por el peso asociado para el enlace 87 y los productos se suman en todos los enlaces 87. La suma calculada para un elemento de salida individual se modifica finalmente mediante la ecuación de la función de transferencia del elemento de procesamiento de salidas. El resultado es la salida final o salidas que, según una forma de realización preferida de la presente invención, es el ajuste o ajustes de nivel deseados de los controles de ajustes de ventilador 30.
En el ejemplo del subsistema inteligente 80 que
muestra la figura 6B, el subsistema inteligente 80 es un subsistema
inteligente híbrido que contiene tanto módulos basados en reglas 90
como redes neurales 82. En esta forma de realización alternativa
del subsistema inteligente 90, la determinación de los ajustes de
nivel deseados de los controles 30 del ventilador 20 se desglosa en
diversas tareas que siguen los paradigmas clínicos normales. Cada
tarea puede ejecutarse utilizando un sistema basado en reglas 90 o
una red neural 82. En la configuración preferida, la determinación
de los ajustes de nivel deseados de los controles de ajustes de
ventilador 30 se realiza mediante una de una serie de redes
neurales 82.
El objetivo del módulo de estado de la
ventilación 92 es efectuar una evaluación inicial de la idoneidad
del soporte de ventilación que se está suministrando al paciente P
basándose en los ajustes de nivel de los controles de nivel del
ventilador 30 (cuando son entrados en el subsistema inteligente por
la señales de parámetros de ajustes de ventilador 42) y la señal de
salida de datos de ventilación. La determinación final de los
ajustes de nivel deseados de los controles de ajustes de ventilador
30 se realiza mediante una red neural de una serie de redes
neurales disponibles 82 en el módulo predictor de ajustes de control
de ventilador 94. El objetivo del módulo frontal basado en reglas
96 es determinar, basándose en entradas del módulo de estado de
ventilación 92, datos entrados por el operador, y la señal de
parámetro de ajustes de ventilador 42, cuál de las redes neurales
disponibles 82 determinará los ajustes de nivel deseados de los
controles de ajustes de ventilador 30. El frontal basado en reglas
96 también determinará qué entrada se extraen de la señal de datos
de salida de ventilación 75 y se presentan a la red neural
seleccionada 82. Las entradas al módulo predictor de ajustes de
control del ventilador 94 incluyen datos del ventilador 72
procedentes de la señal de salida de datos de ventilación 75,
entrada de usuario y entrada de las señales de parámetros de
ventilador 42. El objetivo del módulo terminal basado en reglas 98
es organizar la información procedente de los módulos previos, redes
neurales 82, entrada de usuario y datos de ventilación 72 en la
señal de salida de datos de ventilación y formatear la información
para visualizarla en el pantalla para representación visual 62 así
como para almacenaje en una memoria externa 64 tal como un archivo
de disco.
Como en el caso de la mayoría de tecnologías de
modelado empíricas, el desarrollo de una red neural exige un
colección de datos adecuadamente formateados para su uso.
Específicamente, como es conocido por la técnica, los datos de
entras y/o las salidas de las capas intermedias de procesamiento de
la red pueden tener que normalizarse antes de su uso. Se conoce el
procedimiento de conversión de los datos que deben introducirse en
la red neural 82 en una expresión numérica, para transformar cada
una de las expresiones numéricas en un número de un rango
predeterminado, por ejemplo mediante números entre 0 y 1. Por lo
tanto, el subsistema inteligente de la presente invención presenta
preferiblemente medios para: i) la selección por lo menos una parte
de los datos de ventilación 72 de la señal de salida de datos de
ventilación 75 y por lo menos una parte de las señales de parámetros
de ajustes de ventilador 42, ii) la conversión de la parte
seleccionada de los datos de ventilación 72 y la parte seleccionada
de las señales de parámetros de ajustes de ventilador 42 en
expresiones numéricas, y iii) la transformación de las expresiones
numéricas en un número de un rango predeterminado.
En un método corriente que también puede
utilizarse en la presente invención, la red neural 82 de la presente
invención puede incluir un preprocesador 83. El preprocesador 83
extrae los datos correctos de la memoria del subsistema de
procesamiento 48 y normaliza cada variable para garantizar que cada
entrada a la red neural 82 presenta un valor de un rango numérico
predeterminado. Una vez que los datos han sido extraídos y
normalizados, se recurre a la red neural 82. La normalización de
datos y otros procedimientos de formateado utilizados según la
presente invención son conocidos por los expertos en la materia y no
se examinarán con mayor detalle.
Según una forma preferida de realización de la
presente invención, la red neural 82 es adiestrada suministrándole
la evaluación de los ajustes de control de ventilador efectuado por
un médico y con datos de entrada tales como datos de ventilación
72, las señales de los parámetros de ajuste de control de
ventilación 42, y las señales de salida 51 que se hallaban a
disposición del médico. En adelante, el cálculo junto con la
medición de entradas correspondiente y los datos de entrada se
designarán como registro de datos. Todos los registros de datos
disponibles, posiblemente tomados de varios pacientes diferentes,
constituyen un conjunto de datos. Según la presente invención, un
conjunto de datos correspondiente se almacena en la memoria y se
hace accesible para su uso por el subsistema de procesamiento 40
para determinaciones de adiestramiento y diagnóstico.
A continuación se describe brevemente un
mecanismo corriente de adiestramiento utilizado en una forma de
realización preferida de la presente invención. Generalmente, las
especificidades del proceso de adiestramiento son ampliamente
irrelevantes para el funcionamiento del sistema de monitorización de
la ventilación. De hecho, todo lo que se necesita es que la red
neural 82 pueda ser adiestrada y readiestrada, en caso necesario, de
modo que pueda utilizarse para efectuar determinaciones
aceptablemente exactas de los ajustes de nivel deseados de los
controles 30 del ventilador 20. Las redes neurales 82 se adiestran
por anticipado utilizando datos extraídos de pacientes 12 por otros
medios. Utilizando lo que ha aprendido de los datos de
adiestramiento, la red neural 82 puede aplicarlo a otros pacientes
o a pacientes nuevos P.
Como se conoce por la técnica, en el pasado se
han propuesto un gran número de técnicas para el adiestramiento de
redes neurales unidireccionales. Las técnicas utilizadas más
actuales son variaciones del bien conocido procedimiento de
propagación regresiva de errores. Las especifidades del
procedimiento no necesitan considerarse en detalle aquí. Para mayor
referencia y más detalles puede consultarse el excelente análisis
proporcionado por Rumelhardt et al. en "Parallel
Distributed Processing: Explorations in the Microstructure of
Cognition", volúmenes 1 y 2, Cambridge: MIT Press (1986), y
"Explorations in Parallel Distributed Processing, A Handbook of
Models, Programs, and Exercises".
Brevemente, en su forma más común, el
aprendizaje de propagación regresiva se realiza en tres etapas:
- 1.
- Avance;
- 2.
- Propagación regresiva de errores; y
- 3.
- Ajuste de peso.
Como para la etapa de avance, conforme a la
presente invención se suministra un único registro de datos, que
puede extraerse de la señal de salida de datos de ventilación 75 y
la(s) señal(es) de parámetros de ajustes de
ventilador (42), a la capa de entrada 84 de la red 82. Esos datos de
entrada se propagan avanzando a lo largo de los enlaces 87 hasta
los elementos de la capa oculta que calculan las sumas pesadas y
funciones de transferencia, como se ha descrito anteriormente.
Similarmente, las salidas de los elementos de la capa oculta se
propagan a lo largo de los enlaces hasta los elementos de la capa de
salida. Los elementos de la capa de salida calculan las sumas
pesadas y ecuaciones de funciones de transferencia para producir los
ajustes de control de ventilador deseados 30.
En la siguiente etapa del proceso de
adiestramiento, se pone a disposición la evaluación médica junto con
el registro de datos. En esta etapa, la determinación de los
ajustes de nivel deseados de los controles de ventilador 30
producidos por la red neural 82 se compara con la evaluación del
médico. A continuación, se calcula una señal de error como la
diferencia entre la evaluación del médico y la determinación de la
red neural 82. Este error se propaga a partir del elemento de
salida volviendo a los elementos de procesamiento de la capa oculta
86 a través de una serie de ecuaciones matemáticas, como se conoce
por la técnica. Por lo tanto, cualquier error de la salida de la
red neural se asigna parcialmente a los elementos de procesamiento
que se combinan para producirlo.
Como se ha descrito anteriormente, las salidas
producidas por los elementos de procesamiento en la capa oculta 86
y la capa de salida 88 son funciones matemáticas de sus pesos de
conexión. Los errores de las salidas de estos elementos de
procesamiento son atribuibles a errores en los valores actuales de
los pesos de conexión. Utilizando los errores asignados en la etapa
previa, pueden efectuarse ajustes de peso en la última etapa del
procedimiento de aprendizaje de propagación regresiva según las
ecuaciones matemáticas para reducir o eliminar el error de la
determinación de la red neural del ajuste de nivel deseado de los
controles de ajustes de ventilador 30.
Las etapas de avance, propagación regresiva de
errores y ajuste de peso se realiza repetidamente en los registros
del conjunto de datos. A través de dicha repetición, el
adiestramiento de la red neural 82 se completa cuando los pesos de
conexión se estabilizan a determinados valores que minimizan, por lo
menos localmente, los errores de determinación en todo el conjunto
de datos. No obstante, como apreciarán los expertos en la materia,
la red neural 82 puede continuar, y preferiblemente continuará
adiestrándose ella misma (por ejemplo adaptándose ella misma) al
ponerla en uso operativo utilizando los conjuntos de datos recibidos
y almacenados en la memoria del subsistema de procesamiento 40
durante la utilización operativa. Esto permite un refinamiento
continuo de la monitorización 10, al estar continuamente
aprendiendo, es decir adiestrándose, mientras se encuentra en uso
operativo. Además, permite el afinamiento continuo de la
determinación de los ajustes de nivel de ventilador adecuados
respecto al paciente particular P al cual está conectado
operativamente el ventilador 20.
Además del adiestramiento de propagación
regresiva de errores, en formas de realización de la presente
invención alternativas que utilizan mecanismos de adiestramiento
diferentes, por ejemplo, como es conocido por la técnica, los
ajustes de peso pueden acumularse y aplicarse después de que todos
los registros de adiestramiento hayan sido presentados a la red
neural 82. Debería remarcarse, no obstante, que la presente
invención no depende de un mecanismo de adiestramiento particular.
Más bien, el requisito preferido es que la red neural resultante 82
produzca tasas de error aceptables en su determinación de los
ajustes de nivel deseados de los controles de ajustes de ventilador
30.
Al completar la determinación de los ajustes de
nivel deseados de los controles de ajustes de ventilador 30 por el
subsistema inteligente 80 del sistema de procesamiento 40, los
ajustes de nivel deseados de los controles de ajustes de ventilador
30 pueden visualizarse en el pantalla para representación visual 62
para su utilización por el médico. La señal de salida de datos de
ventilación almacenados 75, y particularmente el subconjunto de la
señal de salida de datos de ventilación 75 que contiene los datos de
ventilación 72 que fueron utilizados por el subsistema inteligente
80 en la determinación de los controles de ajustes de nivel deseado
30, pueden ser suministrada al pantalla para representación visual
62. También las señales de los parámetros de ajustes de ventilador
42 y las señales de salida almacenadas 51 pueden visualizarse en el
pantalla para representación visual 62 en el formato adecuado. En
este punto, el médico puede revisar los resultados para ayudar a su
evaluación o deseabilidad de los ajustes de nivel deseados
recomendados de los controles de ajustes de ventilador 30. Los
resultados visualizados pueden imprimirse en una impresora (no
mostrada) para crear un registro de la situación del paciente.
Además, con una forma de realización preferida específica de la
presente invención, pueden comunicarse los resultados a otros
médicos o usuarios del sistema de ordenadores conectado al sistema
de monitorización de ventilador 10 a través de una interfaz (no
mostrada), tal como por ejemplo y procedimiento de comunicación
electrónico moderno u otro procedimiento.
Adicionalmente, una forma preferida de
realización de la presente invención proporciona un sistema y un
procedimiento de monitorización de ventilador 10 en tiempo real. El
funcionamiento en tiempo real exige, en general, que los datos de
entrada se entren, procesen y visualicen de forma suficientemente
rápida para proporcionar una información inmediata al médico para
el ajuste clínico. En formas de realización alternas también pueden
utilizarse procedimientos de procesamiento de datos fuera de línea.
En un funcionamiento fuera de línea normal, no se intenta que el
médico sea informado de inmediato. La medición y los datos de
entrevista en dicho caso se generan en algún momento del pasado y
se almacenan para que el médico los recupere y procese en el momento
adecuado. Debe entenderse que aunque la forma preferida de
realización de la presente invención utilice un método en tiempo
real, formas de realización alternativas pueden sustituir métodos
fuera de línea en diversas etapas.
El procedimiento de funcionamiento preferido de
la presente invención comprende las etapa de recepción de por lo
menos una señal de parámetro de ajustes de ventilador 42 indicativa
de los ajustes de nivel actuales de los controles 30 del ventilador
20, monitorización de una pluralidad de señales de salida 51 para
determinar la suficiencia del soporte de ventilación suministrado
al paciente P, determinación de los ajustes de nivel deseados de
los controles de ajustes del ventilador 30, y visualización de los
ajustes de nivel deseados de los controles 30 para el personal
clínico operativo.
Las señales de salida 51 recibidas pueden
comprender una pluralidad de señales seleccionadas de entre un grupo
de: una señal de dióxido de carbono espirado indicativa del nivel
dióxido de carbono espirado (ExCO2) del gas exhalado por el
paciente P dentro del circuito de respiración 22; una señal de
caudal indicativa del caudal (V) del gas inspirado/espirado
exhalado por el paciente P dentro del circuito de respiración 22;
una señal de saturación del oxígeno de la hemoglobina (SpO2) de un
oxímetro de pulso indicativa del nivel de saturación de oxígeno del
paciente P; una señal de presión (P) indicativa de la presión del
gas de respiración dentro del circuito de respiración 22; una señal
de presión sanguínea (BP) indicativa de la presión sanguínea del
paciente 12. Las señales de salida 51 también pueden comprender una
señal de temperatura (T) indicativa de la temperatura central del
paciente P, una señal de PaO2 del gas de la sangre arterial, una
señal de PaCO2 del gas de la sangre arterial, y/o una señal del pH
del gas de la sangre arterial.
La señal de parámetro de ajustes del ventilador
42 puede comprender por lo menos una o más de las siguientes: una
señal de ventilación por minuto (V_{E}) indicativa del nivel
V_{E} fijado en el ventilador 20; una señal de frecuencia de
respiración del ventilador (f) indicativa del nivel f fijado en el
ventilador 20; una señal del volumen de ventilación pulmonar
(V_{T}) indicativa del nivel V_{T} fijado en el ventilador 20;
una señal de caudal de gas de respiración (V) indicativa del nivel V
fijado en el ventilador 20; una señal de límite de presión
indicativa del límite de presión fijado en el ventilador 20; una
señal de trabajo de respiración (WOB) indicativa del nivel de WOB
fijado en el ventilador 20; una señal de ventilación con soporte de
presión (PSV) indicativa del nivel de PSV fijado en el ventilador
20; una señal de presión positiva espiratoria final (PEEP)
indicativa del nivel de PEEP fijado en el ventilador 20; una señal
de presión positiva continua en vía aérea (CPAP) indicativa del
nivel de CPAP fijado en el ventilador 20; y una señal de
concentración fraccional de oxígeno inspirado (FIO2) indicativa del
nivel de (FIO2) fijado en el ventilador 20.
Por ejemplo, la etapa de determinación de los
ajustes de nivel deseados de los controles de ajustes de ventilador
30 del ventilador 20 puede comprender las etapas de generación de
datos de ventilación 72 a partir de las señales de salida 51
recibidas en el subsistema de procesamiento 40 y aplicación de por
lo menos una parte de los datos de ventilación generados 72 y la
señal de parámetro de ajustes de ventilador 42 a la red neural 82
del subsistema de procesamiento 40. Si se desea, por lo menos una
parte de las señales de salida 51 también pueden aplicarse a la red
neural 82 como datos de ventilación 72.
En un ejemplo alternativo, la etapa de
determinación de los ajustes de nivel deseados de los controles 30
del ventilador 20 puede comprender las etapas de generación de datos
de ventilación 72 a partir de las señales de salida 51 recibidas en
el subsistema de procesamiento 40, aplicación de un conjunto de
reglas de decisión en el módulo frontal basado en reglas 96 a por
lo menos una parte de los datos de ventilación 72 y a la señal de
parámetro de ajustes de ventilador 42 para clasificar las partes
aplicadas de los datos de ventilación 72 y señal de parámetro de
ajustes de ventilador 42, selección de una red neural 82 adecuada
para el uso, y aplicación de una parte de los datos de ventilación
72 y señal de parámetro de ajustes de ventilador 42 a la red neural
seleccionada 82 que podrá utilizarse para determinar los ajustes de
nivel deseados de los controles de ajustes de ventilador 30.
El sistema de monitorización 10 de la presente
invención puede implementarse en una o muchas configuraciones
diferentes. Por ejemplo, el sistema de monitorización de ventilador
10 puede incorporarse dentro del ventilador 20. En un ejemplo
alternativo, el sistema de monitorización de ventilador 10 puede ser
un monitor independiente conectado operativamente al ventilador
20.
La figura 7 ilustra una forma de realización del
subsistema de procesamiento 40 de la presente invención. En este
caso, el subsistema de procesamiento 40 incluye el procesador 46,
que es preferiblemente un microprocesador, memoria 48, dispositivos
de almacenaje 64, controladores 45 para accionar la pantalla 62,
almacenaje 64 y ventilador 20, y un convertidor analógico digital
(ADC) 47 en caso necesario. El subsistema de procesamiento 40
también comprende una red neural que puede, por ejemplo, estar
incluida en una tarjeta de red neural 49. El ADC y las tarjetas de
red neural 47, 49 son productos disponibles comercialmente. También
existe una tarjeta de salida (no mostrada) opcional para conexión a
una red informática y/ a una estación central de monitorización.
La tarjeta ADC 47 convierte la señal analógica
recibida de la salida de cualquiera de los sensores 52 de los
medios de medición en una salida digital que puede ser manipulada
por el procesador 46. En una implementación alternativa, la salida
de cualquiera de los sensores 52 podría conectarse al procesador 46
a través de salidas digitales, por ejemplo un puerto serie RS232.
La implementación particular está determinada por las
características de salida del sensor específico 52. El procesador
46 debería contener circuitos que deberían programarse para
realizar funciones matemáticas, tales como, por ejemplo, media de
formas de onda, amplificación, linealización, rechazo de señal,
diferenciación, integración, adición, substracción, división y
multiplicación en caso deseado. El procesador 46 también puede
contener circuitos que deben programarse para realizar software de
control neural/inteligente, software de aprendizaje de red neural,
y software de control de ventilador en caso necesario. Los
circuitos o programas que realizan estas funciones son bien
conocidos por los expertos en la materia y no forman parte de la
presente invención. El procesador 46 ejecuta el software que efectúa
los cálculos, controla el ADC y las tarjetas de red neural 47, 49 y
controla la salida a la pantalla y a los dispositivos de almacenaje
62, 64, comunicación de red, y el equipo ventilador 20.
El objetivo de la tarjeta de red neural 49 es
implementar el software de control intelinte/neural. Como apreciarán
los expertos en la materia, la necesidad de una tarjeta de red
neural separada 49 viene determinada por la potencia de cálculo del
procesador principal 46. Con los recientes incrementos de la
velocidad de los microprocesadores, puede no ser necesario disponer
de una tarjeta 49 separada, ya que alguna o todas estas funciones
podrían ser conducidas por el procesador 46. La necesidad de la
tarjeta 49 separada también viene determinada por la plataforma
específica en la cual se implementa la invención.
Además, aunque el procesador 46 del subsistema
de procesamiento 40 haya sido descrito como un microprocesador
único, debería entenderse que pueden utilizarse dos o más
microprocesadores para funciones individuales específicas. Por
ejemplo, el ventilador 20 puede disponer de un microprocesador
acoplado operativamente al subsistema de procesamiento 40 del
sistema de monitorización 10. De este modo, el sistema de
monitorización 20 podría incorporarse en un sistema modular 10 que
podría estar acoplado a cualquier ventilador normal controlado por
microprocesador 20 para monitorizar el soporte de ventilación
proporcionado por el ventilador 20. Alternativamente, como
apreciarán los expertos en la materia, y como muestra la figura 2B,
el sistema de monitorización 10 de la presente invención puede
incorporarse en el diseño de un ventilador controlado por
microprocesador 10 con el subsistema de procesamiento 40 del
sistema de monitorización de ventilador que utiliza el
microprocesador del ventilador 20. Además, las funciones del
procesador 46 podrían alcanzarse mediante otros circuitos, tales
como circuitos integrados de aplicación específica (ASIC),
circuitos lógicos digitales, un microcontrolador o un procesador de
señal digital.
La invención se ha descrito en la presente
memoria de forma considerablemente detallada, para satisfacer las
disposiciones legales en materia de patentes y facilitar a los
expertos en la materia la información necesaria para aplicar los
principios novedosos, y construir y utilizar dichos componentes
especializados en la forma requerida. Además, debe entenderse que,
a pesar de que la presente invención se ha descrito haciendo
referencia a detalles específicos de determinadas formas de
realización de la misma, no se pretende que dichos detalles sean
limitativos del alcance de la invención excepto en la medida en que
estén incluidos en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (18)
1. Sistema de monitorización de soporte de
ventilador (40) adaptado para ser utilizado con un ventilador (20)
que presenta por lo menos un control de ajuste del ventilador,
comprendiendo el sistema (40):
un subsistema de procesamiento (70, 80) que
presenta un procesador (46) y una memoria (48), estando adaptado el
procesador (46) para funcionar bajo el control de un programa
almacenado en la memoria (48);
estando caracterizado el sistema (40)
porque:
el subsistema de procesamiento (70, 80) está
adaptado para recibir una o más señales de salida (51) procedentes
de por lo menos un sensor (52) que se puede conectar de manera
funcional a un paciente (12) seleccionado o a un circuito de
respiración (25), estando basada la señal de salida (51) en un
parámetro de soporte de ventilación (53 a 57) medido; y
el subsistema de procesamiento (70, 80) está
adaptado para determinar un ajuste de nivel o adaptación de un
ajuste de nivel para dicho por lo menos un control de ajustes de
ventilador del ventilador (20) como respuesta a una o más señales
de salida (51) y proporciona una salida indicativa de dicho ajuste
de nivel o adaptación de un ajuste de nivel.
2. Sistema de monitorización de soporte de
ventilador (40) según la reivindicación 1, en el que el subsistema
de procesamiento (70, 80) comprende asimismo un subsistema de
extracción de características (70).
3. Sistema de monitorización de soporte de
ventilador (40) según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en
el que el subsistema de procesamiento (70, 80) comprende además un
subsistema de inteligencia (80).
4. Sistema de monitorización de soporte de
ventilador (40) según la reivindicación 3, en el que el subsistema
de inteligencia (80) comprende por lo menos un módulo basado en
reglas (96, 98).
5. Sistema de monitorización de soporte de
ventilador (40) según las reivindicaciones 3 ó 4, en el que el
subsistema de inteligencia (70, 80) comprende por lo menos una red
neural (82).
6. Sistema de monitorización de soporte de
ventilador (40) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en
el que dicho por lo menos un parámetro de soporte de ventilación (53
a 57) se selecciona de entre el grupo constituido por: el caudal
(V) del gas exhalado inspirado/espirado por el paciente en el
interior del circuito de respiración; el nivel de dióxido de
carbono (ExCO2) exhalado del gas exhalado espirado por el paciente
en el interior del circuito de respiración; el nivel de saturación
de oxígeno de la hemoglobina (SpO2) del paciente; la presión (P)
del gas de respiración en el interior del circuito de respiración;
la presión sanguínea (BP) del paciente; y la temperatura central
del cuerpo (T) del paciente.
7. Sistema de monitorización de soporte de
ventilador (40) según la reivindicación 6, en el que dicho por lo
menos un parámetro de soporte de ventilación incluye asimismo por lo
menos uno de entre: el nivel de PaO2 del gas de la sangre arterial
del paciente; el nivel de PaCO2 del gas de la sangre arterial del
paciente; y el nivel del pH del gas de la sangre arterial del
paciente.
8. Sistema de monitorización de soporte de
ventilador (40) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que
comprende además una pantalla (62) adaptada para visualizar la
salida del sistema de procesamiento (70, 80).
9. Sistema de ventilador (10) que comprende:
un ventilador (20) adaptado para suministrar un
gas de respiración (34) a un paciente (12) a través de un circuito
de respiración (25) en comunicación fluídica con por lo menos un
pulmón del paciente (12), presentando el ventilador (20) por lo
menos un control de ajustes de ventilador (30) para regular el
suministro del gas de respiración (34) desde el ventilador (20) al
paciente (12), siendo cada control de ajustes (30) seleccionable
para un ajuste de nivel; y
el sistema de monitorización de soporte de
ventilador (40) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
10. Sistema de ventilador (10) según la
reivindicación 9, en el que el subsistema de procesamiento (70, 80)
está adaptado para determinar si el ajuste de nivel determinado de
dicho por lo menos un(os) control(es) de ajuste de
ventilador es distinto del control de ajustes de ventilador
(30).
11. Sistema de ventilador (10) según las
reivindicaciones 9 ó 10, en el que el ajuste de nivel determinado
de dicho por lo menos un(os) control(es) de ajuste de
ventilador optimiza la ventilación, la oxigenación y/o el esfuerzo
de respiración del paciente.
12. Sistema de ventilador (10) según cualquiera
de las reivindicaciones 9 a 11, en el que cada control de ajustes
de ventilador (30) genera una señal del parámetro de ajustes de
ventilador (42) indicativa del ajuste de nivel actual del control
de ajustes de ventilador (30), y el sistema comprende asimismo una
entrada adaptada para recibir por lo menos una señal del parámetro
de ajustes de ventilador (42), en el que el subsistema de
procesamiento (70, 80) está adaptado además para recibir la señal
del parámetro de ajustes de ventilador (42) de la entrada, y en el
que el subsistema de procesamiento (70, 80) está adaptado para
determinar el ajuste de nivel de dicho por lo menos un(os)
control(es) de ajuste de ventilador como respuesta tanto a la
señal del parámetro de ajustes de ventilador (42) como a las
señales de salida (51).
13. Sistema de ventilador (10) según la
reivindicación 12, en el que la señal de parámetro de ajuste de
ventilador (42) comprende por lo menos: una señal de ventilación
por minuto (V_{E}) indicativa del nivel V_{E} fijado en el
ventilador; una señal de frecuencia de respiración del ventilador
(f) indicativa del nivel f fijado en el ventilador; una señal de
volumen de ventilación pulmonar (V_{T}) indicativa del nivel
V_{T} fijado en el ventilador; una señal de caudal de gas de
respiración (V) indicativa del nivel V fijado en el ventilador; una
señal de límite de presión indicativa del límite de presión fijado
en el ventilador; una señal de trabajo de respiración (WOB)
indicativa del nivel de WOB fijado en el ventilador; una señal de
ventilación con soporte de presión (PSV) indicativa del nivel de
PSV fijado en el ventilador; una señal de presión positiva
espiratoria final (PEEP) indicativa del nivel de PEEP fijado en el
ventilador; una señal de presión positiva continua en vía aérea
(CPAP) indicativa del nivel de CPAP fijado en el ventilador; y una
señal de concentración fraccional de oxígeno inspirado (FIO2)
indicativa del nivel de FIO2 fijado en el ventilador.
14. Sistema de ventilador según cualquiera de
las reivindicaciones 9 a 12, en el que el subsistema de
procesamiento (70, 80) proporciona los ajustes de nivel
determinados de dicho por lo menos un(os) control(es)
de ajuste de ventilación.
15. Sistema de ventilador (10) según la
reivindicación 10, cuando se utiliza el sistema de monitorización
de soporte de ventilador (40) según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, que comprende además una pantalla,
indicando el subsistema de procesamiento si el ajuste de nivel
determinado es distinto del control de ajustes de ventilador.
16. Sistema de ventilador (10) según las
reivindicaciones 10 a 15, que comprende además una alarma (21) para
notificar al operador del ventilador (20) que los ajustes de nivel
de los controles de ajustes de ventilador (30) difieren de los
ajustes fijados de nivel determinado de dicho por lo menos un
control(es) de ajustes de ventilador.
17. Sistema de ventilador (10) según las
reivindicaciones 9 a 13, en el que el ajuste de nivel determinado
de dicho por lo menos un control(es) de ajustes de ventilador
(20) comprende por lo menos uno de entre: una señal de ventilación
por minuto (V_{E}) indicativa del nivel V_{E} fijado en el
ventilador; una señal de frecuencia de respiración del ventilador
(f) indicativa del nivel f fijado en el ventilador; una señal de
volumen de ventilación pulmonar (V_{T}) indicativa del nivel
V_{T} fijado en el ventilador; una señal de caudal de gas de
respiración (V) indicativa del nivel V fijado en el ventilador; una
señal de límite de presión indicativa del límite de presión fijado
en el ventilador; una señal de trabajo de respiración (WOB)
indicativa del nivel de WOB fijado en el ventilador; una señal de
ventilación con soporte de presión (PSV) indicativa del nivel de
PSV fijado en el ventilador; una señal de presión positiva
espiratoria final (PEEP) indicativa del nivel de PEEP fijado en el
ventilador; una señal de presión positiva continua en vía aérea
(CPAP) indicativa del nivel de CPAP fijado en el ventilador; y una
señal de concentración fraccional de oxígeno inspirado (FIO2)
indicativo del nivel de FIO2 fijado en el ventilador.
18. Sistema de ventilador según cualquiera de
las reivindicaciones 9 a 17, en el que el subsistema de
procesamiento (70, 80) está adaptado para seleccionar y ajustar el
ajuste de nivel de dicho por lo menos un control de ajustes de
ventilador (30); y en el que el ajuste de nivel de dicho por lo
menos un control de ajustes de ventilador (30) está ajustado
mediante el subsistema de procesamiento (70, 80) basado en el ajuste
de nivel determinado.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14173599P | 1999-06-30 | 1999-06-30 | |
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| Publication Number | Publication Date |
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| ES2351037T3 true ES2351037T3 (es) | 2011-01-31 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
| DE (1) | DE60045085D1 (es) |
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2000
- 2000-06-30 ES ES05010602T patent/ES2351037T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-06-30 DE DE60045085T patent/DE60045085D1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE60045085D1 (de) | 2010-11-18 |
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