ES2398816A1

ES2398816A1 - Método para controlar el nivel de agua en una cámara y sistema de suministro de gases humidificados

Info

Publication number: ES2398816A1
Application number: ES201290052A
Authority: ES
Inventors: Alastair Edwin McAuley; Yi-Cheng Sun; Jonathan David Harwood
Original assignee: Fisher and Paykel Healthcare Ltd
Current assignee: Fisher and Paykel Healthcare Ltd
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2030-12-23
Also published as: GB201210703D0; CN104888330A; GB2509044A; US11129957B2; US20130174841A1; ES2398816B2; AU2010335072A1; AU2010335072B2; DE112010005006T5; WO2011078706A2; US11980719B2; GB2509044B; ES2398816B8; CA2784852A1; CN102740918A; US20190217044A1; CN104888330B; CA2784852C; US20220040439A1; CN102740918B

Abstract

La invención se refiere a un método de determinación del nivel de agua en una cámara humidificadora que es parte de un aparato y sistema de suministro de gases humidificados. El método comprende las etapas de suministrar potencia a una placa calentadora, variar la potencia suministrada a la placa calentadora, medir la velocidad de cambio de temperatura y determinar el nivel de agua basándose en las características de calentamiento del volumen de agua dentro de la cámara, en particular determinar el nivel de agua dentro de la cámara basándose en la velocidad de cambio de temperatura y la potencia suministrada.

Description

Método para controlar el nivel de agua en una cámara y sistema de suministro de gases humidificados.

Campo del invento

Este invento se refiere a métodos para controlar el nivel de agua en una cámara y un sistema de suministro de gases humidificados.

Antecedentes

Se conocen varios métodos y sistemas en la técnica para ayudar a la respiración de un paciente. La Presión Continua Positiva en la vía aérea (CPAP) implica la administración de aire a presión a un paciente, usualmente por una interfaz o enlace con el paciente tal como una mascarilla. La CPAP es usualmente utilizada para tratar los ronquidos y la Apnea Obstructiva durante el Sueño (OSA). El soporte de respiración más completo es proporcionado por un ventilador.

Hay problemas asociados con el suministro de aire a las vías respiratorias de un paciente. La sequedad de la mucosa es uno de tales problemas. La sequedad de la mucosa es inconfortable y puede despertar a los pacientes durante la noche. La congestión nasal por rebote ocurre corrientemente durante el día siguiente, simulando una infección viral.

Tales síntomas también ocurren en un ámbito hospitalario cuando los pacientes están en un respirador. Típicamente los pacientes en esta situación están intubados, pero alternativamente puede suministrarse aire al paciente mediante otras interfaces o enlaces con el paciente tales como mascarillas o cánulas nasales. Los pacientes en el ámbito hospitalario pueden también padecer sequedad en las mucosas, congestión nasal de rebote y, también, sequedad, irritación e inflamación de la garganta durante la intubación. Todos estos problemas causan dificultad respiratoria al paciente y pueden conducir a otros problemas respiratorios.

Se han empleado varios métodos para combatir los síntomas y condiciones descritas anteriormente. Algunos de los métodos implican agentes farmacológicos para reducir la enfermedad nasal o calentar la habitación del paciente. El método más comúnmente empleado es la humidificación de los gases suministrados al paciente. Los gases humidificados van a reducir o minimizar de algún modo los problemas causados por el suministro de aire o gases a un paciente. Los humidificadores y los métodos de humidificación de los gases de respiración son conocidos en la técnica. Los métodos más corrientes de humidificación emplean una cámara de humidificación que incluye un depósito de agua y una placa calentadora. El agua es calentada para crear vapor de agua y los gases son hechos pasar a través de la cámara de humidificación. Los gases recogen y contienen el vapor de agua y por tanto son humidificados. La cámara de humidificación puede contener solamente una cantidad finita de agua y necesita ser rellenada por el usuario o por un trabajador del hospital en un ámbito hospitalario. Por consiguiente, el usuario o el profesional sanitario necesitan vigilar el nivel de agua dentro de la cámara y añadir más agua cuando se requiera. Esta puede ser una tarea tediosa y puede ser pasada por alto. Un sensor de nivel conectado dentro de la cámara es un modo de medir el nivel de agua dentro de la cámara de humidificación. Esto es demasiado difícil de poner en práctica y puede ser engorroso. El sensor de nivel es difícil de implantar debido a que requiere conexiones eléctricas dentro de la cámara de humidificación, el sensor requiere calibración y el sensor puede interferir con la humidificación de gases.

El documento US 2008/0142019 describe un sistema de terapia de flujo elevado que incluye una interfaz respiratoria no cerrada herméticamente con un sensor dispuesto cerca de ella. El sistema también incluye una cámara de humidificación para humidificar gases y una placa calentadora para calentar el contenido de la cámara de humidificación. El sistema incluye un microprocesador para controlar la placa calentadora y medir la presión de los gases suministrados. El documento describe la vigilancia de la temperatura y de los datos de potencia de la placa calentadora para determinar el estado del nivel de agua en la cámara de humedad y puede disparar el rellenado automático de la cámara.

El documento US 2002/0112725 describe un aparato de asistencia a la respiración para suministrar gases humidificados a un paciente. El sistema incluye una cámara de humidificación con una placa calentadora y un microprocesador para controlar el calentamiento de la placa calentadora. El documento describe un método para determinar la cantidad de potencia requerida para calentar el contenido del humidificador a la temperatura apropiada de tal forma que los gases son humidificados a su nivel correcto.

El documento US 2004/0079370 describe una sonda de flujo para utilizar en un sistema de humidificación. La sonda proporciona detección de la temperatura y del caudal. El documento describe una “alarma de falta de agua” que avisa a un usuario cuando el nivel de agua dentro de la cámara de humidificación es demasiado bajo. El sistema calcula la conductividad térmica basándose en el requisito de potencia de la placa calentadora, la temperatura de la placa calentadora y la temperatura de la cámara. El controlador compara esta conductividad térmica calculada con un valor de umbral. Si el valor de umbral es mayor que la conductividad térmica entonces el nivel de agua es demasiado bajo.

En esta memoria, se hace referencia a memorias de patente, otros documentos externos, u otras fuentes de información,

generalmente con el propósito de proporcionar un contexto para discutir las características del invento. A menos que se haya establecido expresamente de otra manera, la referencia a tales documentos externos no ha sido construida como una admisión que tales documentos, o tales fuentes de información, en cualquier jurisdicción, son técnica anterior, o forman parte del conocimiento general común en la técnica.

Compendio del Invento

Es un objeto del invento proporcionar un método de control que puede de algún modo superar o al menos proporcionar al público una alternativa útil.

Por consiguiente, en un primer aspecto, el presente invento puede decirse que consiste, en términos amplios, en un método para determinar el nivel de agua en una cámara humidificadora dentro de un sistema de suministro de gases humidificados, donde dicho método comprende las etapas de:

suministrar potencia a un calentador utilizado para calentar el contenido de la cámara,

determinar el incremento de temperatura durante un periodo de tiempo mientras la potencia es suministrada,

determinar el nivel de agua dentro de la cámara basándose en la potencia suministrada, el incremento de temperatura y el período de tiempo.

Preferiblemente el nivel de agua dentro de la cámara es determinado basándose en la velocidad de incremento de temperatura y la potencia suministrada.

Preferiblemente el nivel de agua dentro de la cámara es determinado a partir de una tabla de consulta, almacenando la tabla de consulta valores relativos al cambio de temperatura durante un período de tiempo establecido, para una potencia dada con el nivel de agua dentro de la cámara.

Alternativamente el nivel de agua dentro de la cámara es determinado utilizando la ecuación de la energía térmica para una sustancia y replanteando la ecuación para calcular la masa.

Preferiblemente dicho método incluye las etapas adicionales de medir la temperatura del contenido de la cámara antes de la puesta en marcha, medir la temperatura después de que haya transcurrido dicho período de tiempo, determinar el incremento de temperatura basándose en la diferencia entre la temperatura final y la temperatura inicial.

Preferiblemente el método descrito antes es utilizado para determinar el nivel inicial de agua dentro de la cámara al comienzo de la terapia.

En otro aspecto el invento puede decirse que consiste ampliamente en un método para determinar el nivel de agua en una cámara dentro de un sistema de suministro de gases humidificados, en el que el método incluye las etapas de:

suministrar potencia a un calentador para calentar el contenido de la cámara,

reducir la potencia del calentador durante un período de tiempo,

determinar la caída de temperatura durante un período de tiempo establecido mientras el calentador es alimentado a una potencia reducida,

determinar el nivel de agua dentro de la cámara basándose en la potencia reducida, la caída de temperatura y el período de tiempo.

Preferiblemente el nivel de agua dentro de la cámara es determinado basándose en la velocidad de descenso de la temperatura.

Preferiblemente dicho método incluye las etapas adicionales de medir la temperatura del contenido de la cámara antes de reducir la potencia, medir la temperatura después del período de tiempo de potencia reducida de la placa calentadora.

Preferiblemente el nivel de agua dentro de la cámara es determinado a partir de una tabla de consulta, conteniendo la tabla de consulta la relación entre caída de temperatura y nivel de agua dentro de la cámara.

Preferiblemente el método descrito es utilizado para determinar el nivel de agua dentro de la cámara al comienzo de la terapia o durante la terapia.

En otro aspecto puede decirse que el invento se compone de un aparato de humidificación adecuado para humidificar una corriente de gases, donde dicho aparato de humidificación comprende:

una cámara de humidificación, donde dicha cámara de humidificación es adecuada para contener un volumen de agua, donde la cámara de humidificación incluye una entrada para recibir una corriente de gases y una salida,

una placa calentadora, en uso, en contacto con la cámara de humidificación, donde dicha placa calentadora es adecuada para calentar la cámara de humidificación y el contenido dentro de la cámara para crear vapor de agua dentro de la cámara,

un controlador electrónico adecuado para controlar la potencia suministrada a la placa calentadora, donde dicho controlador es adecuado para:

•: suministrar potencia a un calentador utilizado para calentar el contenido de la cámara,

•: determinar el incremento de temperatura durante un período de tiempo mientras la potencia es suministrada,

•: determinar el nivel de agua dentro de la cámara basándose en la potencia suministrada, el incremento de temperatura y el período de tiempo.

En otro aspecto puede decirse que el invento consiste en un aparato de humidificación adecuado para humidificar una corriente de gases, donde dicho aparato de humidificación comprende:

una placa calentadora, en uso, en contacto con la cámara de humidificación, donde dicha placa calentadora es adecuada para calentar la cámara de humidificación y el contenido de dentro la cámara para crear vapor de agua dentro de la cámara,

•: suministrar potencia a un calentador usado para calentar el contenido de la cámara,

•: reducir la potencia del calentador durante un período de tiempo,

•: determinar la caída de temperatura durante un período de tiempo establecido mientras el calentador es alimentado a potencia reducida,

•: determinar el nivel de agua dentro de la cámara basándose en la potencia reducida, la caída de

temperatura y el período de tiempo. En otro aspecto del invento puede decirse que consiste ampliamente en un sistema de suministro de gases humidificados para suministrar gases humidificados a un paciente que comprende:

una fuente de gases a presión, una cámara de humidificación, donde dicha cámara de humidificación es adecuada para contener un volumen de agua dentro de ella, teniendo la cámara de humidificación una entrada y una salida, recibiendo la cámara de

humidificación una corriente de gases procedente de la fuente de gases a través de la entrada, siendo humidificada la corriente de gases dentro de la cámara y saliendo a través de la salida, una placa calentadora adecuada para calentar el contenido de la cámara de humidificación, una interfaz de paciente que recibe gases humidificados procedentes de la cámara de humidificación y

suministra los gases humidificados al paciente, un controlador que regula la potencia suministrada a la placa calentadora y el caudal de la fuente de gases, el controlador adecuado para poner en práctica cualquiera o todos los métodos descritos con anterioridad.

Realizaciones Alternativas

Otras realizaciones alternativas pueden incluir uno cualquiera o cualquier combinación de los siguientes métodos. Una realización alternativa podría incluir un método para determinar el nivel de agua en una cámara dentro de un sistema

de suministro de gases humidificados al ponerse en marcha el sistema, comprendiendo el método las etapas de: suministrar potencia a un calentador usado para calentar el contenido de la cámara, medir el tiempo para que el contenido de la cámara alcance una temperatura objetivo, determinar el nivel de agua dentro de la cámara basándose en la cantidad de tiempo que se requiere para que el

contenido de la cámara alcance una temperatura objetivo. Preferiblemente el nivel de agua dentro de la cámara es determinado a partir de la tabla de consulta, conteniendo la tabla

de consulta la relación entre el tiempo empleado para alcanzar una temperatura objetivo y el nivel de agua dentro de la cámara. Preferiblemente dicho método incluye las etapas de medir la temperatura antes de calentar y medir la temperatura a lo

largo de dicho período de calentamiento para vigilar cuando es alcanzada la temperatura objetivo. Otra realización alternativa podría incluir un método para determinar el nivel de agua en una cámara dentro de un sistema de suministro de gases humidificados a la puesta en marcha del sistema como se ha reivindicado en cualquiera de las

reivindicaciones precedentes, comprendiendo el método las etapas de: suministrar una potencia a un calentador usado para calentar el contenido de la cámara, medir la temperatura inicial, reducir la potencia suministrada al calentador, medir el tiempo empleado para que el contenido de la cámara alcance una temperatura objetivo mientras es

suministrada una potencia reducida, determinar el nivel de agua dentro de la cámara basándose en el tiempo empleado para alcanzar una temperatura objetivo y el nivel de potencia reducido.

Preferiblemente el nivel de agua dentro de la cámara es determinado a partir de una tabla de consulta, refiriéndose la tabla de consulta al nivel de agua dentro de la cámara con el tiempo para alcanzar una temperatura objetivo. Otra realización alternativa podría incluir un método para determinar el nivel de agua en una cámara dentro de un sistema

de suministro de gases humidificados en uso, comprendiendo el método las etapas de: suministrar potencia a una placa calentadora para calentar el contenido de la cámara, medir la temperatura inicial del contenido de la cámara, cambiar la cantidad de potencia a una placa calentadora durante un período de tiempo para provocar un cambio

en la temperatura del agua dentro de la cámara,

determinar el cambio en la temperatura durante un período de tiempo establecido una vez que la potencia a la placa calentadora es variada, calcular el nivel de agua dentro de la cámara basándose en una relación entre el cambio en la temperatura, el

período de tiempo y la potencia suministrada. Preferiblemente dicha potencia a la placa calentadora es desconectada durante un período de tiempo con el fin de

determinar el nivel de agua dentro de la cámara basándose en la relación entre el cambio en la temperatura y el período de tiempo. Preferiblemente dicha potencia es incrementada durante dicho período de tiempo, dicho nivel de agua es determinado

basándose en el cambio en la temperatura, la potencia suministrada y el período de tiempo.

Preferiblemente el método incluye medir la temperatura ambiental del aire y el caudal de aire antes de determinar el nivel de agua dentro de la cámara. Preferiblemente el método descrito es realizado a intervalos de tiempo establecidos y el nivel de agua calculado

almacenado cada vez que el método es realizado. Preferiblemente el método incluye almacenar el valor del nivel de agua calculado en el intervalo de tiempo previo, calcular

la velocidad de evaporación del agua procedente de la cámara, y calcular el nivel real de agua dentro de la cámara restando la velocidad de evaporación del nivel de agua para el intervalo de tiempo previo. Preferiblemente el valor del nivel de agua inicial es recibido por el controlador como una entrada de usuario desde una

interfaz de usuario. Alternativamente el valor del nivel de agua inicial puede ser medido por un sensor apropiado. Otra realización alternativa podría incluir un método para determinar la humedad ambiental, comprendiendo el método las

etapas de: determinar cambios en una cantidad de agua en una cámara, medir el caudal de aire en la cámara, medir la temperatura ambiental, determinar la humedad ambiental basándose en el cambio en el nivel de agua, el flujo de aire, y la temperatura

ambiental.

Preferiblemente el método que comprende la etapa de calcular la humedad ambiental a partir de una tabla de consulta que se refiere al nivel de agua en una cámara de humidificación, el caudal de aire y la humedad ambiental. Otra realización alternativa podría incluir un método para determinar el nivel de agua en una cámara dentro de un sistema

de suministro de gases humidificados en uso, comprendiendo el método las etapas de: medir la temperatura del contenido de la cámara,

determinar el cambio en la temperatura durante un primer período de tiempo establecido una vez que la potencia para la placa calentadora es variada, calcular el nivel de agua de dicho período de tiempo establecido y el valor de almacenamiento de la potencia

suministrada. Otra realización alternativa podría incluir un método para determinar el nivel de agua en una cámara dentro del sistema de

suministro de gases humidificados que comprende las etapas de: recibir un valor del nivel de agua procedente de una entrada de usuario, almacenar dicho valor del nivel de agua, calcular una velocidad de evaporación de agua desde dicha cámara, calcular el valor actual del nivel de agua dentro de la cámara restando dicha velocidad de evaporación calculada

del valor del nivel de agua almacenada. Preferiblemente el método es repetido en uso a intervalos de tiempo especificados. Otra realización alternativa podría incluir un método para determinar el nivel de agua en una cámara dentro de un sistema

de suministro de gases humidificados en uso, comprendiendo el método las etapas de: recibir un valor del nivel de agua inicial procedente de una entrada de usuario mediante una interfaz de usuario, almacenar un valor del nivel de agua inicial, medir la temperatura del contenido de la cámara, suministrar potencia a una placa calentadora para provocar un cambio en la temperatura del agua contenida

dentro de dicha cámara,

determinar un cambio en la temperatura durante un período de tiempo establecido cuando el nivel de potencia a la placa calentadora es variado, determinar una velocidad de evaporación del agua desde dicha cámara,

calcular el nivel de agua basándose en el nivel de agua inicial, la velocidad de evaporación, el cambio en la temperatura, el período de tiempo y el nivel de potencia suministrado.

Preferiblemente dicho método incluye medir la temperatura ambiental y el caudal de aire antes de determinar el nivel del agua dentro de la cámara.

Preferiblemente dicha velocidad de evaporación es calculada basándose en una transferencia de masa de gases a través de dicha cámara, área húmeda, presión de vapor de superficie húmeda y presión de vapor de flujo de gases.

Preferiblemente dicha área húmeda es determinada basándose en la geometría de dicha cámara, dicho valor del área húmeda es calculado, almacenado en la memoria antes de calcular la velocidad de evaporación, el valor del área húmeda se trae desde la memoria para calcular la velocidad de evaporación.

Preferiblemente la transferencia de masa es calculada basándose en la constante universal de los gases, la masa molecular de los gases y el coeficiente de transferencia de masa, el valor de transferencia de masa es calculado y almacenado en la memoria antes de calcular la velocidad de evaporación y se trae desde la memoria para calcular la velocidad de evaporación.

Preferiblemente dicho método incluye las etapas de medir la humedad ambiental, el caudal de volumen de los gases y la presión de vapor de dicho flujo de gases en dicha cámara antes de determinar la velocidad de evaporación de agua desde la cámara.

Preferiblemente dicha presión de vapor de superficie húmeda es determinada basándose en la humedad ambiental y dicho coeficiente de transferencia de masa es calculado basándose en dicho caudal de volumen y comportamiento del diseño de flujo, y la presión de vapor de superficie húmeda y el coeficiente de transferencia de masa es calculado antes de determinar la velocidad de evaporación.

Preferiblemente cualquiera de los métodos descritos previamente comprende además las etapas de:

controlar la potencia suministrada a dicha placa calentadora de tal forma que la cantidad de agua en dicha cámara dure al menos una parte sustancial del tiempo de tratamiento al tiempo que proporciona una cantidad adecuada de humidificación para un tiempo de tratamiento nominal.

Preferiblemente dicho tiempo de tratamiento nominal está basado en un registro histórico de los tiempos de tratamiento del paciente.

Preferiblemente cualquiera de los métodos descritos antes puede comprender además la etapa de:

recibir y almacenar unos datos de tratamiento de paciente, en particular el tiempo medio de tratamiento para un paciente y la cantidad de humidificación requerida.

Otra realización alternativa podría incluir un método para determinar el nivel de agua en una cámara humidificadora a la puesta en marcha que está siendo usada como parte de un sistema de suministro de gases humidificados durante a la puesta en marcha de dicho sistema, incluyendo dicho sistema un calentador que en uso es utilizado para calentar el contenido de dicha cámara humificadora, un sensor de temperatura para medir la temperatura del contenido de dicha cámara humidificadora, y un controlador que recibe datos desde dicho sensor de temperatura, donde dicho método comprende las etapas de:

medir la temperatura del contenido de dicha cámara,

suministrar potencia a una tasa o valor conocido a dicho calentador,

medir la temperatura del contenido de dicha cámara después de que haya pasado un período de tiempo determinando el incremento de temperatura de dicho contenido durante dicho período de tiempo,

determinar el nivel de agua dentro de dicha cámara basándose en la cantidad de potencia suministrada, dicho incremento de temperatura y dicho período de tiempo.

Otra realización alternativa podría incluir un método para determinar el nivel de agua en una cámara humidificadora que está siendo usada como parte de un sistema de suministro de gases humidificados a la puesta en marcha de dicho sistema, incluyendo dicho sistema un calentador que en uso es utilizado para calentar el contenido de dicha cámara humidificadora, un sensor de temperatura para medir la temperatura del contenido de dicha cámara humidificadora, y un controlador que recibe datos procedentes de dicho sensor de temperatura, donde dicho método comprende las etapas de:

suministrar potencia a un calentador para calentar el contenido de la cámara, reducir la potencia del calentador durante un período de tiempo,

determinar la caída de temperatura durante un período de tiempo establecido mientras es suministrada una potencia reducida al calentador,

Otra realización alternativa podría incluir un método para determinar el nivel de agua en una cámara humidificadora en la puesta en marcha que está siendo utilizada como parte de un sistema de suministro de gases humidificados a la puesta en marcha de dicho sistema, incluyendo dicho sistema un calentador que en uso es utilizado para calentar el contenido de dicha cámara humidificadora, un sensor de temperatura para medir la temperatura del contenido de dicha cámara humidificadora, y un controlador que recibe datos desde dicho sensor de temperatura, donde dicho método comprende las etapas de:

medir el tiempo para que el contenido de la cámara alcance una temperatura objetivo,

determinar el nivel de agua dentro de la cámara basándose en la cantidad de tiempo que se requiere para que el contenido de la cámara alcance una temperatura objetivo.

Otra realización alternativa podría incluir un método para determinar el nivel de agua en una cámara humidificadora a la puesta en marcha que está siendo utilizada como parte de un sistema de suministro de gases humidificados durante la operación o utilización de dicho sistema, incluyendo dicho sistema un calentador que en uso es utilizado para calentar el contenido de dicha cámara humidificadora, un sensor de temperatura para medir la temperatura del contenido de dicha cámara humidificadora, y un controlador que recibe datos desde dicho sensor de temperatura, donde dicho método comprende las etapas de:

suministrar potencia a la placa calentadora para calentar el contenido de la cámara,

medir la temperatura inicial del contenido de la cámara,

cambiar la cantidad de potencia a una placa calentadora durante un período de tiempo para provocar un cambio en la temperatura del agua contenida dentro de la cámara,

determinar el cambio en la temperatura durante un periodo de tiempo establecido una vez que la potencia para la placa calentadora es variada,

calcular el nivel de agua dentro de la cámara basándose en una relación entre el cambio en la temperatura, el período de tiempo y la potencia suministrada.

Otra realización alternativa podría incluir un método para determinar el nivel de agua en una cámara humidificadora en la puesta en marcha que está siendo utilizada como parte de un sistema de suministro de gases humidificados durante la operación o utilización de dicho sistema, incluyendo dicho sistema un calentador que en uso es utilizado para calentar el contenido de dicha cámara humidificadora, un sensor de temperatura para medir la temperatura del contenido de dicha cámara humidificadora, y un controlador que recibe datos desde dicho sensor de temperatura, donde dicho método comprende las etapas de:

medir la temperatura del contenido de la cámara,

determinar un cambio en la temperatura durante un primer período de tiempo establecido una vez que la potencia para la placa calentadora es variada,

calcular el nivel de agua durante dicho período de tiempo establecido y el valor de almacenamiento de potencia suministrada.

recibir un valor del nivel de agua inicial procedente de una entrada de usuario a través de una interfaz de usuario, almacenar un valor del nivel de agua inicial,

medir la temperatura del contenido de la cámara,

suministrar potencia a la placa calentadora para provocar un cambio en la temperatura del agua contenida dentro de dicha cámara,

determinar un cambio en la temperatura durante un período de tiempo establecido cuando el nivel de potencia para la placa calentadora ha variado,

determinar una velocidad de evaporación de agua desde dicha cámara,

Este invento puede también decirse en términos amplios que consiste en las partes, elementos y características a que se ha hecho referencia o indicado en la memoria de la solicitud individual o colectivamente, y cualquiera o todas las combinaciones de cualquiera de dos o más de dichas partes, elementos o características, y donde se han mencionado aquí enteros específicos que tienen equivalentes conocidos en la técnica a la que se refiere este invento, tales equivalentes conocidos se consideran como incorporados aquí como si se hubieran descrito individualmente. El invento consiste en lo anterior y también considera construcciones de las que a continuación solo se dan ejemplos.

El termino “comprender” como se ha utilizado en la memoria significa “consistir en parte en”. Cuando se interpreta cada consideración en esta memoria que incluye el término “comprender”, pueden también estar presentes otras características distintas de las introducidas por el término. Los términos relacionados tales como “comprenden” y “comprende” deben ser interpretados de la misma manera.

Breve Descripción de los Dibujos

La fig. 1 muestra un sistema de humidificación con ventilador para suministrar gases para la respiración humidificados a un usuario.

La fig. 2 muestra un sistema de humidificación CPAP para usar como una parte de un sistema para suministrar gases de respiración humidificados a un usuario.

La fig. 3 muestra un diagrama de flujo de un método para determinar el nivel de agua en una cámara humidificadora basándose en el enfriamiento o refrigeración durante un período de tiempo.

La fig. 4 muestra un diagrama de flujo de un método para determinar el nivel de agua en una cámara humidificadora basándose en el incremento de temperatura durante un período de tiempo.

La fig. 5 muestra un diagrama de flujo de un método para determinar el nivel de agua en una cámara humidificadora basándose en el tiempo empleado para calentar el contenido de la cámara a una temperatura objetivo.

La fig. 6 muestra un método para determinar el nivel de agua en una cámara humidificadora basándose en el tiempo empleado para que el contenido de la cámara se enfríe a una temperatura objetivo.

La fig. 7 muestra un diagrama de flujo de método generalizado para determinar el nivel de agua en una cámara humidificadora en uso, basándose en el cambio de temperatura.

La fig. 8 muestra un diagrama de flujo de un método para determinar el nivel de agua en una cámara humidificadora en uso, basándose en calcular la velocidad de evaporación y determinar el nivel de agua basándose en la velocidad de evaporación, el nivel de agua inicial y el cambio de temperatura.

Las figs. 9 a 12 muestran resultados experimentales de la respuesta de temperatura cuando la potencia del calentador es desconectada, mostrando cada una de las figuras la respuesta de temperatura para tres volúmenes de agua, en los que la temperatura es medida en diferentes posiciones en el sistema o humidificador.

La fig. 13 muestra la respuesta de temperatura para calentar el agua hasta que se ha alcanzado una temperatura de estado estacionario.

Descripción detallada

Sistema de humidificación

Con referencia a los dibujos, se han ilustrado un aparato de humidificación o sistemas de humidificación respiratorios

ejemplares, que incorporan el presente invento. La fig. 1 muestra un sistema 1 de humidificación respiratorio que incluye un ventilador o medios de alimentación de gases o un ventilador 2 que tiene un salida 3 que alimenta gases (por ejemplo aire, oxígeno, gases anestésicos) a la entrada 4 de una cámara de humidificación 5. En un sistema de ventilador la entrada de la cámara humidificadora 5 está conectada a la salida del ventilador 2 por un conducto adecuado 6. La fig. 2 muestra un sistema CPAP típico en el que el humidificador está integrado con una soplante 18 para extraer aire ambiental y suministrarlo a presión a la cámara humidificadora 5. La soplante y la cámara de humidificación 5 están integrados en una unidad. La soplante está situada en el alojamiento 19.

La cámara de humidificación 5 puede, por ejemplo, comprender una cámara formada de plástico que tiene una base 7 conductora del calor, cerrando herméticamente la base la parte inferior de la cámara 5. La cámara de humidificación 5 está adecuada para contener un volumen de agua 8 dentro de ella y la base 7 de la cámara de humidificación está formada preferiblemente a partir de un material conductor de calor tal como aluminio. La base 7 conductora del calor de la cámara 5 está en contacto con una placa calentadora 9 de un dispositivo de humidificación o humidificador 10. El humidificador 10 incluye un controlador 11. El controlador controla la operación de la placa calentadora 9 y también controla otras partes y características del sistema de humidificación.

Cuando el agua contenida dentro de la cámara 5 es calentada se evaporará lentamente, mezclando vapor de agua con el flujo de gases a través de la cámara de humidificación 5 desde la soplante 2. Por consiguiente, los gases humidificados dejan la cámara 5 a través de la salida 12 de la cámara y son suministrados a un paciente 13 u otra persona que necesite tales gases a través de un trayecto de transporte de gases o conducto inspiratorio 14. Con el fin de reducir la condensación dentro del conducto inspiratorio 14 y de aumentar la temperatura de los gases proporcionados al paciente 13, un cable calentador 15 puede estar previsto dentro, alrededor o junto al conducto inspiratorio 14. El cable calentador puede ser excitado por una corriente alimentada desde el humidificador 10. La alimentación de corriente puede estar controlada por el controlador 11.

La fig. 1 muestra una interfaz 16 de paciente. En este ejemplo la interfaz es una máscara sobre la nariz y la boca del paciente. Muchas otras interfaces de pacientes tales como una cánula nasal, almohadillas nasales, máscaras nasales, máscaras orales, intubación, máscaras de cara completa, respiradores nasales y máscaras orales-nasales pueden ser usadas para suministrar gases humidificados y presurizados a un paciente. La interfaz 16 de paciente está conectada al conducto respiratorio 14 y adecuada para recibir gases desde el conducto inspiratorio 14 y suministrar los gases a los pasos nasales o al paso oral del paciente 13. También es posible proporcionar un trayecto de vuelta para que los gases exhalados por el paciente vuelvan a la soplante o ventilador 2. En este caso un accesorio adecuado tal como una “pieza en Y” puede estar unida entre el paciente 13, el conducto inspiratorio 14 y un conducto de expiración (no mostrado) que está conectado a una entrada (no mostrada) del ventilador o soplante 2.

El controlador 11 puede comprender por ejemplo un microprocesador o circuito lógico con memoria o almacenamiento asociado que contiene un programa de software. El programa de software incluye preferiblemente un conjunto de instrucciones relativas a la operación y control del sistema 1. El programa de software es ejecutado por el controlador para controlar la operación del sistema basándose en las instrucciones del programa de software y basándose en entradas externas. El controlador pone en práctica métodos para determinar el nivel de agua en la cámara de humidificación 5. Estos métodos y otras funciones del controlador serán descritos a continuación con mayor detalle.

En una forma alternativa el dispositivo CPAP o sistema de humidificación respiratorio puede incluir una interfaz de usuario

22. La interfaz de usuario permite que un usuario comunique con el controlador. La interfaz de usuario también permite que el controlador 11 comunique información relativa al sistema o dispositivo CPAP al usuario. En la forma más preferida la interfaz de usuario incluye una pantalla y un teclado. El usuario puede introducir información desde el teclado. El teclado está conectado al controlador y alimenta información del usuario al controlador 11. La información procedente del teclado es transmitida en el formato apropiado para permitir que el controlador 11 procese la información o alternativamente para que el controlador pueda convertir la información del teclado al formato correcto. La pantalla emite información procedente del controlador 11 al usuario. La pantalla es preferiblemente una pantalla LCD pero alternativamente podría ser cualquier otra pantalla para presentar información. La pantalla está preferiblemente adecuada para presentar información en formato alfanumérico pero puede presentar información en cualquier otro formato adecuado. El teclado y la pantalla pueden también estar en comunicación con otros elementos del sistema de humidificación respiratorio o dispositivo CPAP.

La fig. 7 muestra el método generalizado para determinar el nivel de agua en una cámara humidificadora. El método es puesto en práctica preferiblemente por un controlador 11. El método comienza suministrando potencia a una placa calentadora en la etapa 70. El controlador determina el nivel de potencia suministrado a la placa calentadora y está suministrando potencia constantemente cuando el sistema 1 esta proporcionando gases humidificados. La temperatura inicial del agua en la cámara 5 es medida a continuación en la etapa 71. El controlador determina la temperatura inicial del agua usando un sensor. El controlador recibe la información desde el sensor. Esta etapa es opcional y no necesita ser realizada; sin embargo en la mayoría de los casos se realizará esta etapa. A continuación la potencia del calentador es variada durante un período de tiempo establecido en la etapa 72. El controlador 11 puede o bien aumentar la potencia o

disminuir la potencia o desconectar la potencia suministrada a la placa calentadora 9. A continuación la temperatura al final del período de tiempo establecido es medida en la etapa 73. El controlador mide la temperatura al final del periodo de tiempo durante el que se varió el nivel de potencia. A continuación la velocidad de cambio de temperatura es determinada en 74. La velocidad de cambio de temperatura es la respuesta de temperatura del volumen particular de agua. Aunque el método establece que la potencia es variada durante un período de tiempo establecido, como alternativa la potencia puede ser variada hasta que se alcance una temperatura establecida y puede medirse el tiempo empleado para alcanzar la temperatura establecida. La respuesta de temperatura (velocidad de cambio de temperatura) es el cambio de temperatura sobre el cambio en el tiempo. El método puede medir el cambio de temperatura durante un tiempo conocido o medir alternativamente el tiempo empleado para que ocurra un cambio de temperatura establecido. Ambas formas para determinar la velocidad de cambio de temperatura son parte del presente invento. A continuación el nivel de agua basándose en la velocidad de cambio de temperatura y la potencia suministrada son determinados en la etapa 75. El controlador determina el nivel de agua dentro de la cámara basándose en la respuesta de temperatura para un nivel de potencia particular o cambio en el nivel de potencia. La relación entre la velocidad de cambio de temperatura y el nivel de potencia al nivel de agua puede ser determinada a partir de una tabla de consulta o ecuación derivada para el sistema. La tabla de consulta es construida y la relación del nivel de agua a la velocidad de cambio de temperatura (respuesta de temperatura) es determinada experimentalmente midiendo y almacenando distintas respuestas de temperatura para distintos volúmenes de agua en la cámara.

Nivel de Agua de la cámara en la Puesta en Marcha

Las figs. 4 y 5 muestran un diagrama de flujo de operaciones para determinar el nivel de agua en la puesta en marcha de la cámara. El nivel de agua en la cámara es medido por el controlador 11 en la puesta en marcha del sistema para determinar una cantidad base de agua en la cámara de humidificación 5. En la puesta en marcha el controlador 11 suministra potencia al calentador para calentar el contenido de la cámara en la etapa 40, o en la etapa 50. Preferiblemente el controlador 11 excita la placa calentadora 9 a su potencia total y mide el tiempo empleado por el contenido de la cámara para alcanzar un porcentaje de una temperatura predeterminada o alcanzar la temperatura predeterminada en la etapa

50. En la etapa 43 también puede ser determinada la velocidad de cambio de temperatura como el tiempo empleado para alcanzar una temperatura objetivo para una entrada de potencia dada. Por ejemplo, a potencia total el controlador mide el tiempo que el contenido de la cámara emplea para alcanzar el 75% de una temperatura predeterminada. Más específicamente en la etapa 41 el controlador determina la temperatura inicial antes del calentamiento. En la etapa 42 la temperatura después del calentamiento es medida o la temperatura es medida para determinar si se ha alcanzado una temperatura objetivo. Una vez que se ha medido el tiempo el controlador regula hacia abajo la potencia suministrada a la placa calentadora a un valor de potencia inferior. La entrada de potencia a la placa calentadora puede ser escalonada para calentar el agua contenida dentro de la cámara 5 a distintas temperaturas y medir la respuesta de temperatura del agua con el fin de determinar el nivel de agua dentro de la cámara 5. En la etapa 43 es medida la velocidad de cambio de temperatura. Más específicamente en la puesta en marcha (en la etapa 43) es determinado el incremento de temperatura durante un período de tiempo. La temperatura de la cámara puede ser determinada, o bien midiendo la temperatura del agua, de la pared de la cámara, de la placa calentadora o bien la temperatura del aire de salida a la salida de la cámara. El controlador relaciona el tiempo empleado para calentar el agua a una temperatura predeterminada con las masa térmica del agua en la cámara 5. El sistema puede medir la temperatura inicial del agua o la temperatura ambiental del agua utilizando un sensor o cualquier otro medio adecuado. El cambio en la temperatura es calculado utilizando la temperatura inicial del agua y la temperatura medida final del agua. La respuesta de temperatura o velocidad de cambio de temperatura puede ser determinada por el controlador 11.

Preferiblemente el controlador 11 accede a una tabla de consulta que relaciona la velocidad de cambio de temperatura con el nivel de agua dentro de la cámara para una entrada de energía calorífica dada en la etapa 44 o en la etapa 52. La tabla de consulta comprende preferiblemente la velocidad de cambio de temperatura con un valor del nivel de agua correspondiente para una entrada de calor o de energía eléctrica particular. La tabla de consulta incluye la velocidad de cambio de temperatura o valores de temperatura y unos valores del nivel de agua correspondientes para un margen de potencia eléctrica o de calor suministrado a la placa calentadora. Preferiblemente la tabla de consulta está almacenada en la memoria del dispositivo de humidificación 10. La memoria también esta asociada con el controlador 11, que puede acceder a la memoria para leer información desde la memoria y escribir información a la memoria. El controlador 11 utiliza la tabla de consulta para determinar el nivel de agua dentro de la cámara basándose en la tabla de consulta que relaciona la velocidad de cambio de temperatura y nivel de agua a diferentes niveles de potencia. En una forma alternativa la tabla de consulta puede relacionar la cantidad de cambio de temperatura con el nivel de agua dentro de la cámara 5. Por ejemplo el nivel de agua puede estar relacionado a la magnitud de cambio de temperatura durante un período de tiempo seleccionado en vez de la velocidad de cambio de temperatura a un nivel de potencia dado. Las tablas de búsqueda pueden ser creadas basándose en resultados experimentales de distintas velocidades de cambio de temperatura para distintos volúmenes de agua en diferentes condiciones ambientales.

La fig. 13 muestra un gráfico experimental de respuesta de temperatura para distintos niveles de agua. Esto podría formar la base de una tabla de consulta. La fig. 13 es un gráfico de respuesta de temperatura a 85 vatios suministrados a la placa

calentadora 9. Preferiblemente la tabla de consulta está basada en los datos procedentes de varios gráficos como el de la fig. 13, siendo cada uno de estos gráficos diferente para un nivel de potencia diferente suministrado al calentador. El gráfico de la fig. 13 muestra el incremento de temperatura en función de la potencia suministrada porque este es el gráfico en la puesta en marcha. Por motivos de claridad la fig. 13 muestra tres curvas de respuesta de temperatura relativas a 3 niveles de agua.

El sistema incluye preferiblemente respuestas de temperatura medida o trazada para varios volúmenes. Más preferiblemente la respuesta de temperatura es medida o determinada experimentalmente para todos los volúmenes o niveles de agua operacionales. Los volúmenes operacionales o niveles operacionales de agua significan los distintos niveles de agua o volúmenes que son requeridos durante la humidificación. Por ejemplo el volumen mínimo de cámara puede ser de 10 ml y el volumen operacional máximo puede ser de 800 ml. Las respuestas de temperatura son determinadas o resueltas para cada volumen en este caso a 100 ml, 300 ml y 600 ml. Este es un ejemplo, pero las respuestas de temperatura podrían ser para cualquier intervalo de volúmenes de agua, para una mayor claridad solo se han mostrados 3 volúmenes en la fig. 13 pero podrían trazarse generalmente más volúmenes, por ejemplo a intervalos de 2 ml desde 10 ml hasta 800 ml. El nivel de agua en la cámara para 85 vatios puede ser encontrado determinando o midiendo la temperatura después de un intervalo de tiempo y haciendo referencia a la gráfica para el nivel de agua. En una forma alternativa la velocidad de cambio de la temperatura puede ser medida entre la temperatura inicial y hasta una pata 1300 en la gráfica. La temperatura es una temperatura de estado estacionario después de la pata, como para la fig.

13. La temperatura de estado estacionario puede ser alcanzada para niveles de potencia particulares o el calentador es desactivado una vez que la velocidad de cambio de temperatura es determinada, la desactivación del calentador podría ser indicado por la pata 1300. Las graficas o tablas de consulta podrían ser generadas para correlacionar niveles de agua también a otros niveles de entrada de potencia. La fig. 13 es un ejemplo para 85 vatios. La fig. 13 muestra la respuesta de temperatura para el agua dentro de la cámara.

Alternativamente la tabla de consulta puede incluir una fórmula integrada que relaciona la velocidad de cambio de temperatura, o el tiempo empleado para que la temperatura alcance una temperatura predeterminada y el nivel de agua para distintas condiciones ambientales y caudales. El controlador ejecuta la fórmula sobre las entradas del sensor de condiciones ambientales, valores de temperatura o velocidad de cambio de temperatura, caudales y períodos de tiempo de calentamiento y enfriamiento. La fórmula integrada puede estar almacenada en la memoria del controlador. La formula puede ser ejecutada y programada en el controlador.

Alternativamente el controlador puede calcular el nivel de agua en la cámara utilizando la ecuación para la masa térmica del agua. La masa térmica es igual a la cantidad de agua multiplicada por su capacidad calorífica específica. La capacidad calorífica específica de agua es un valor conocido que puede ser programado en el controlador y almacenado en la memoria asociada con el controlador 9. La ecuación para energía de calentamiento introducida o sacada de un volumen de material está basada en la masa térmica multiplicada por el cambio de la temperatura. La cantidad de energía calorífica es expresada por la ecuación siguiente

Q = mcLT

Q = Energía calorífica suministrada a una sustancia

m = Masa

c = Capacidad calorífica especifica

LT = Cambio en la temperatura.

La energía calorífica suministrada al volumen de agua en la cámara es conocida ya que está relacionada con la energía suministrada a la placa calentadora. La placa calentadora es excitada a potencia total lo que significa que la energía calorífica Q es igual a la máxima potencia eléctrica suministrada a la placa calentadora menos cualesquiera pérdidas dentro del sistema de calentamiento y/o la placa calentadora. En la puesta en marcha el contenido de la cámara es calentado hasta que una temperatura establecida es alcanzada o alternativamente el contenido de la cámara 5 es calentado durante un período de tiempo establecido y el cambio en la temperatura es medido. Basándose en la ecuación para el calor aplicado al contenido de la cámara 5 (antes mostrada), puede calcularse la masa del agua dentro de la cámara. El volumen de agua puede ser calculado a partir de la masa del agua.

En otra forma preferida del método de medición del nivel de agua el controlador mide la caída de temperatura con potencia recibida desde la placa calentadora 9. Este método tiene la ventaja de que es independiente de las variaciones de fabricación tales como las características caloríficas de la placa calentadora que pueden variar de unidad a unidad o la conductividad térmica a través de la placa calentadora. En la forma mas preferida el agua en la cámara 5 es calentada a una temperatura conocida y la placa calentadora es alimentada con un nivel de potencia establecido. El controlador mide a continuación el tiempo para que la cámara o el contenido de la cámara bajen de temperatura desde una primera

temperatura conocida a una segunda temperatura conocida. Por ejemplo el contenido de la cámara es calentado a 40 grados Celsius y a continuación el tiempo es medido para que el contenido de la cámara descienda desde 40 grados Celsius a 30 grados Celsius. Alternativamente el controlador puede medir la caída de temperatura durante un periodo de tiempo establecido; este tiempo establecido puede ser almacenado en la memoria del controlador. El nivel de agua dentro de la cámara es determinado utilizando una tabla de consulta que relaciona la caída de temperatura con el nivel de agua dentro de la cámara. La relación entre la caída de temperatura y el nivel de agua es determinada experimentalmente y almacenada en la memoria asociada con el controlador. La relación básica entre el nivel de agua y la caída de temperatura es; cuanto mayor es la masa de agua o volumen más tiempo tarda en caer o descender la temperatura. Un volumen o masa de agua mayores da como resultado un periodo de enfriamiento mayor.

En otra forma alternativa el usuario puede introducir el valor del nivel de agua inicial a través de la interfaz de usuario. El controlador puede almacenar este valor de nivel de agua inicial o puede presentarlo de nuevo al usuario. El controlador puede también pedir la confirmación por el usuario del valor del nivel de agua a través de la pantalla.

Nivel de Agua de la cámara durante su utilización

Las figs. 3 y 6 muestran un diagrama de flujo para determinar el nivel de agua basándose en la velocidad de cambio de enfriamiento para un nivel de agua. Los diagramas de flujo muestran métodos que pueden ser usados para determinar el nivel de agua en una cámara 5 durante su utilización. El controlador 9 también puede calcular la cantidad de agua en la cámara mientras la cámara 5 está en uso ejecutando un segundo método descrito más adelante. En uso los gases respiratorios fluyen a la cámara 5 a través de la entrada de la cámara, resultan humidificados y fluyen hacia fuera de la salida de la cámara. En la etapa 30 o en la etapa 60 el controlador suministra potencia a la placa calentadora. Esta es la condición en uso en la que la placa calentadora es excitada para calentar el agua de tal forma que el vapor de agua es creado para humidificar el flujo de gases. En la etapa 31 o en la etapa 61 el controlador mide la temperatura inicial. El controlador 11 varia la potencia proporcionada a la placa calentadora en la etapa 62 o en la etapa 32. Preferiblemente el controlador reduce la potencia a la placa calentadora e incluso más preferiblemente el controlador desactiva la potencia a la placa calentadora en la etapa 32 o en la etapa 62. En la etapa 63 o en la etapa 34 el controlador determina la respuesta de temperatura (es decir, la velocidad de cambio de temperatura para enfriamiento) del contenido de la cámara 8. Preferiblemente en la etapa 33 el controlador mide la temperatura al final del periodo de tiempo desde que la potencia es desactivada (o variada). El controlador determina uno de dos valores, o bien el cambio de temperatura durante un período de tiempo (como para la etapa 34), por ejemplo el controlador puede desactivar la potencia a la placa calentadora y medir la caída de la temperatura durante un tiempo establecido (como para las etapas 33 y 34). Alternativamente el controlador puede medir el tiempo empleado para que la temperatura del contenido de la cámara 8 caiga a una cierta temperatura especificada (como para la etapa 63), por ejemplo el controlador 11 puede desactivar la placa calentadora y medir el tiempo empleado para que el sistema cambie la temperatura en dos grados. Ambos de estos valores determinados según uno u otro método son indicativos de la velocidad de cambio de la temperatura para enfriamiento. La cantidad de agua que permanece dentro de la cámara de humidificación es determinada por el controlador (en la etapa 35 o en la etapa 64) basándose en la velocidad de cambio del cambio de temperatura para enfriamiento. Puede utilizarse cualquier método para determinar la velocidad de cambio de temperatura.

El nivel de agua dentro de la cámara durante su uso es determinado experimentalmente, lo que significa que la relación entre la velocidad de cambio de temperatura para enfriamiento y el nivel de agua es determinada experimentalmente y almacenada dentro de otra tabla de consulta. La tabla de consulta para el nivel de agua durante su uso es almacenada en la memoria del controlador 11. El controlador accede a la tabla de consulta para determinar el nivel de agua dentro de la cámara. El controlador varia la potencia y mide el cambio de la temperatura. El controlador determina a continuación el nivel de agua dentro de la cámara 5 utilizando la tabla de consulta para determinar el valor del nivel de agua basándose en las otras variables identificadas anteriormente. Una vez que el nivel de agua es determinado, la potencia a la placa calentadora es restaurada a niveles operativos normales.

En el método para determinar el nivel de agua en uso, el controlador reduce la potencia a la placa calentadora o desactiva la potencia a la placa calentadora y entonces mide la magnitud de la caída de temperatura en un intervalo de tiempo especificado. Una alternativa es la velocidad de cambio de temperatura o medir el tiempo empleado para que la temperatura caiga en una cantidad especificada. La tabla de consulta incluye preferiblemente la relación entre el nivel de agua y la magnitud de cambio de temperatura para un intervalo de tiempo especificado. La tabla de consulta puede ser creada basándose en resultados experimentales de distintas velocidades de cambio de temperatura (es decir, velocidades de enfriamiento) para distintos volúmenes de agua en distintas condiciones ambientales. Ejemplos de resultados experimentales usados para crear una tabla de consulta están mostrados en las figs. 9 a 12. La tabla de consulta relaciona el volumen de agua en la cámara a la velocidad de cambio de temperatura para enfriamiento, como se ha visto en las figs. 9 a 12. El volumen o nivel de agua en la cámara puede ser medido o determinado a partir de la gráfica basándose en la velocidad de enfriamiento para ese volumen particular. Cada volumen de agua en la cámara 5 tiene una velocidad de enfriamiento diferente o una respuesta de temperatura diferente para enfriamiento, como se ha visto a partir de las tres graficas que se refieren a los distintos volúmenes. Las curvas mostradas en las figs. 9 a 12 son para potencia 0

suministrada a la placa calentadora, es decir la potencia está desactivada. Con propósitos de claridad solo se han mostrado tres volúmenes en las figs. 9 a 12. En la tabla de consulta real la relación entre la velocidad de enfriamiento y el volumen es determinada para cada volumen operativo de la cámara. Volúmenes operacionales o niveles operacionales de agua quieren decir los distintos niveles o volúmenes de agua que son empleados durante la humidificación. Por ejemplo el volumen mínimo de la cámara puede ser de 10 ml y el volumen máximo operacional puede ser de 800 ml. Las respuestas de temperatura (es decir, velocidades de enfriamiento) son determinadas o resueltas para cada volumen a intervalos de 2 ml desde 10 ml hasta 800 ml. Las figs. 9 a 12 son un ejemplo que muestra tres volúmenes de 600 ml, 300 ml y 100 ml, pero las respuestas de temperatura podrían ser para cualquier intervalo de volúmenes de agua. Cada volumen de agua tiene una única respuesta de enfriamiento (es decir, velocidad de cambio de temperatura para enfriamiento). Las velocidades de enfriamiento no dependen del nivel de potencia si no se ha suministrado potencia al calentador. La fig. 9 muestra la respuesta de temperatura del agua de la cámara. La fig. 10 muestra la respuesta de temperatura de la temperatura de la placa calentadora. La fig. 11 muestra la respuesta de temperatura de la superficie de la bóveda de la cámara. La fig. 12 muestra la respuesta de temperatura a la salida de la cámara. Cualquiera o todas las posiciones de medición de la temperatura pueden ser utilizadas para medir la temperatura para cualquiera de los métodos antes descritos. Las figuras confirman la relación de que cuanto mayor es el volumen de agua más tiempo se tarda en enfriarlo.

Alternativamente la tabla de consulta puede incluir una formula integrada que relaciona la velocidad de cambio de temperatura, o el tiempo empleado por la temperatura para alcanzar una temperatura predeterminada y el nivel de agua para distintas condiciones ambientales y caudales. El controlador ejecuta la formula sobre las entradas del sensor de condiciones ambientales, valores de temperatura o velocidad de cambio de temperatura, caudales y periodos de tiempo de calentamiento y enfriamiento. La fórmula integrada puede ser almacenada en la memoria del controlador. La fórmula puede ser trabajada y programada en el controlador.

El caudal de aire puede ser determinado utilizando un sensor de flujo o sensor de presión colocado cerca de la entrada 4 de la cámara 5, donde la cámara recibe el flujo de gases procedente de una soplante 2. En la forma más preferida el sensor de flujo o sensor de presión está posicionado justo antes del ventilador en la soplante 2. Alternativamente el sensor podría estar colocado en cualquier lugar entre la entrada 4 de la cámara 5 y la soplante 2.

Se describirá otro método alternativo para calcular el nivel de agua dentro de la cámara durante el uso. El método implica la excitación de la placa calentadora 9 a un nivel especificado.

Cálculo de la velocidad de evaporación del agua

De acuerdo con un método alternativo para medir el nivel de agua durante el uso, el controlador 11 calcula la cantidad de consumo de agua o velocidad de evaporación en la cámara humidificadora 5 y a continuación calcula el nivel de agua en la cámara utilizando la cantidad de agua consumida. La fig. 8 muestra un diagrama de flujo de un método usado para determinar el nivel de agua basado en la velocidad de evaporación. La cantidad de agua consumida es calculada como una velocidad de evaporación de agua desde la cámara de humidificación 5. La cantidad de agua consumida o velocidad de evaporación está basada en la temperatura ambiental, el nivel de humedad ambiental, el ajuste de la placa calentadora, el caudal de volumen de aire y el área húmeda. El área húmeda puede ser el área del depósito en la cámara

o el área de agua dentro de la cámara 5. Preferiblemente el controlador 11 mide directamente la temperatura ambiental, la potencia del calentador y el caudal de aire. El controlador 11 almacena estos valores en memoria y los trae para determinar la velocidad de evaporación.

La velocidad de evaporación puede ser calculada basándose en estas entradas y en la ecuación siguiente:

ll MB MB !(hm . JJ. Are s . ePB r vPi B o

(

R

g

ll

MB = Velocidad de evaporación

MB = Masa molecular

Rg = Constante universal de los gases

hm = Coeficiente de transferencia de masa

Adepósito = Área húmeda

PBi = Presión de vapor para corriente de aire

PBo = Presión de vapor para superficie húmeda

M

( B J

El coeficiente de transferencia de masa hm . es calculado a partir del comportamiento del caudal de volumen de

(J

Rg

aire y del diseño de flujo de aire bajo caudal de volumen y nivel de agua diferentes. Adepósito es una entrada conocida si se conoce la geometría de la cámara. PBi es la presión de vapor de superficie húmeda que siempre seria considerada a nivel saturado. PBo puede ser calculado basándose en el conocimiento del nivel de humedad ambiental. El nivel de humedad ambiental es medido preferiblemente utilizando un sensor de humedad o cualquier otro dispositivo de medición adecuado. Esta velocidad de evaporación puede ser utilizada para calcular el nivel de agua dentro de la cámara restando la cantidad de evaporación del nivel de agua inicial para dar como resultado un valor del nivel de agua actual. Este cálculo puede ser realizado cuando el sistema está funcionando. El controlador ejecuta preferiblemente de forma constante este cálculo de cantidad de agua evaporada y mantiene una estimación del nivel de agua a lo largo de todo el tiempo de operación del sistema de humidificación. Más preferiblemente el controlador realiza estos cálculos cada pocos segundos, por ejemplo cada 30 segundos. Alternativamente el controlador podría realizar estos cálculos a intervalos de minutos o a cualesquiera otros intervalos adecuados. El nivel inicial de agua dentro de la cámara puede ser determinado utilizando cualquiera de los métodos para determinar el nivel de agua a la puesta en marcha como se ha descrito con anterioridad. Alternativamente el usuario puede introducir el nivel inicial de agua en la cámara a través de la interfaz 22 de usuario. El nivel inicial de agua en la cámara es almacenado en la memoria y traído por el controlador para determinar el nivel de agua en la cámara utilizando la velocidad de evaporación.

El método de velocidad de evaporación puede ser utilizado en un sistema CPAP o sistema de humidificación para determinar el nivel de agua en la cámara 5 y proporcionar un nivel más exacto de agua dentro de la cámara 5. La velocidad de evaporación puede ser utilizada con cualquier de los métodos para determinar el nivel de agua en la cámara en uso para proporcionar un valor más exacto del nivel de agua en la cámara 5. El nivel de agua en la cámara durante su uso o a la puesta en marcha es calculado y almacenado basándose en el método descrito con anterioridad. En las etapas 80 y 81 el controlador recibe un nivel de agua inicial y almacena el nivel de agua inicial. En la etapa 82 el controlador suministra potencia al calentador. En la etapa 83 el controlador determina la temperatura del contenido de la cámara. En la etapa 84 el controlador varía la potencia suministrada al calentador. En la etapa 85 el controlador mide la temperatura al final del período de potencia variada. En la etapa 86 es determinada la velocidad de cambio de temperatura o cambio de temperatura o respuesta de temperatura. La velocidad de evaporación es calculada en la etapa 87, utilizando el método para calcular la velocidad de evaporación basado en la fórmula identificada antes. El nivel real de agua es calculado en la etapa 88 basándose en la velocidad de evaporación, el nivel inicial de agua, el cambio en la temperatura y el período de tiempo. Preferiblemente la velocidad de evaporación es utilizada para calcular una magnitud de evaporación real que puede ser utilizada para determinar el nivel de agua restando la cantidad de evaporación del nivel de agua calculado por el método para determinar el nivel de agua en uso. La cantidad de evaporación es determinada basándose en la velocidad de evaporación y un período de tiempo establecido, es decir la cantidad de evaporación es igual a la velocidad de evaporación multiplicada por el período de tiempo. Alternativamente el controlador puede determinar el nivel de agua a partir de una tabla de consulta que relaciona el nivel de agua calculado, el nivel inicial de agua, el cambio de temperatura y la velocidad de evaporación. La tabla de consulta da el valor del nivel de “agua verdadera” en la cámara. El verdadero valor del nivel de agua es el nivel de agua una vez que se ha tenido en cuenta o se ha compensado la velocidad de evaporación del agua. La tabla de consulta incluye la relación entre el nivel de agua calculado y la velocidad de evaporación. La tabla de consulta que determina el nivel de agua verdadero también puede ser almacenada en la memoria asociada con el controlador.

Ventajas

Determinar el nivel de agua en la cámara de humidificación 5 es útil porque permite que una máquina de CPAP o el sistema de suministro de gases incluya un indicador del nivel de agua que propicia que un usuario o un trabajador de un hospital rellene la cámara cuando el nivel de agua es demasiado bajo. Esto es ventajoso porque el método de medición del nivel de agua descrito puede ser puesto en práctica en máquinas en las que la cámara de humidificación no es visible y un usuario no puede decir el nivel de agua en la cámara 5 mirando a la cámara. El controlador puede alertar al usuario para llenar la cámara 5 antes de su uso. Alternativamente el controlador puede alertar al usuario de un nivel de agua bajo durante la utilización de la cámara de humidificación. El controlador puede servir como una alarma de nivel de agua bajo. Por ejemplo el controlador puede activar un zumbador o una sirena para avisar a un usuario del nivel de agua bajo. Esto es particularmente útil en la puesta en marcha del dispositivo ya que el controlador puede avisar a un usuario de que no ponga en marcha el dispositivo si el nivel de agua es demasiado bajo. Los métodos identificados antes también son ventajosos debido a que permiten controlar el consumo de agua dentro de la cámara de humidificación. El controlador puede variar el calor de la placa calentadora y el caudal de gases para asegurar que el agua dura más tiempo basándose en la cantidad de humedad requerida y en la duración de la humidificación. El controlador puede ser capaz de aprender el régimen de terapia de un paciente particular basado en el consumo de agua y en los cálculos del nivel de agua a través de la terapia. Alternativamente el controlador puede ser programado previamente con un régimen de terapia de paciente para una noche por ejemplo los caudales y los niveles de humedad. El controlador puede vigilar el nivel de agua y controlar el

nivel de agua para asegurar que el paciente reciba alguna humidificación a lo largo de la terapia.

En la forma preferida el controlador mantiene un registro del tiempo de tratamiento nominal para un paciente. Preferiblemente el tiempo de tratamiento nominal para un paciente está basado en un registro histórico del tiempo de tratamiento del paciente. El controlador puede vigilar los tiempos de tratamiento del paciente y almacenar los tiempos de tratamiento del paciente en la memoria. Los tiempos de tratamiento pueden ser almacenados en una tabla de consulta o en cualquier otra forma adecuada. El tiempo de tratamiento nominal del paciente es calculado basándose en los valores históricos almacenados por cualquier método apropiado.

Alternativamente el tiempo de tratamiento para el paciente puede ser programado previamente en el controlador 11 y almacenado en la memoria. Alternativamente el paciente o un trabajador sanitario o cualquier otro usuario pueden introducir manualmente un tiempo de tratamiento del paciente en el controlador mediante una interfaz 22 de usuario. En otra forma alternativa el dispositivo de humidificación 10 puede incluir un puerto USB y una información de tratamiento del paciente puede ser programada en el controlador con un USB. En otra forma alternativa el humidificador o dispositivo de humidificación 10 o controlador 11 puede incluir un aparato de comunicación inalámbrica similar a un MODEM. El aparato de comunicación inalámbrica puede permitir que el controlador comunique con un servidor que está fuera del lugar. El controlador puede recibir un tiempo de tratamiento de paciente y detalles procedentes del servidor por comunicación inalámbrica utilizando cualquier protocolo de comunicación inalámbrica.

Utilizar la velocidad de evaporación junto con uno de los métodos para determinar el nivel de agua en la cámara proporciona un valor más exacto de agua en la cámara. El verdadero nivel de agua que puede ser determinado utilizando la velocidad de evaporación junto con uno de los métodos para determinar el nivel de agua proporciona un valor más exacto del nivel de agua en la cámara 5. Esto es ventajoso porque permite un control más fino y permite una vigilancia más exacta del nivel de agua en la cámara. Los valores más exactos también impiden falsas alarmas del nivel de agua bajo. Esto significa que el usuario es alertado cuando el nivel de agua es bajo y el usuario no necesita vigilar constantemente el nivel de agua en la cámara 5.

En la forma preferida el humidificador o sistema incluye un sensor de humedad 20 situado en los gases ambientales, por ejemplo el flujo de gases antes de la entrada de la cámara. Esto es para mejorar la exactitud del método de determinación del nivel de agua puesto en práctica por el controlador 11. En un controlador 11 para usar con un ventilador el controlador 11 puede estar programado para asumir que la humedad inicial de los gases es cero.

El método para determinar el nivel de agua es exacto para niveles de agua elevados en la cámara, lo que significa cuando la cámara está llena o cerca de estar llena. La solicitante ha encontrado mediante pruebas que la exactitud del método para determinar el nivel de agua disminuye cuando el nivel de agua dentro de la cámara 5 cae. El método es más inexacto a niveles bajos de agua dentro de la cámara que a niveles elevados de agua dentro de la cámara. Añadir un sensor de humedad permite que el controlador mida la humedad en la entrada de la cámara y mida la humedad de los gases de entrada. Esto permite que el controlador 11 se calibre a sí mismo y por ello produce resultados más exactos a niveles de agua inferiores dentro de la cámara.

Verificación del Rellenado de la Cámara

En otro aspecto un sensor de humedad 21 podría ser usado aguas abajo de la cámara. El dispositivo de CPAP puede también incluir una interfaz 22 de usuario que permite al usuario introducir información. El controlador recibe las entradas de usuario a través de la interfaz del usuario. El controlador ejecuta un método para comprobar si la cámara de humidificación 5 ha sido llenada por el usuario. El método implica utilizar la información procedente del sensor de humedad aguas abajo en combinación con una entrada del usuario.

El controlador pregunta al usuario si la “¿cámara ha sido llenada?”. Los mensajes para el usuario pueden ser presentados en una pantalla de presentación 23 como una pantalla LCD o cualquier otra pantalla apropiada. Preferiblemente la interfaz del usuario tiene al menos un botón de SI y NO para permitir que el usuario responda a la pregunta de si la cámara ha sido rellenada. El usuario pulsa o bien el botón de SI o NO para indicar si la cámara ha sido llenada o no.

El controlador vigila continuamente el valor del sensor de humedad situado aguas debajo de la cámara 5. El sensor de humedad 21 mide el valor de humedad en los gases que salen de la cámara debido a que está situado aguas abajo de la cámara 5 y preferiblemente en el trayecto de flujo de los gases que salen de la cámara 5. El controlador mantiene una estimación del nivel de agua en la cámara basándose en el valor de humedad menos la humedad de los gases que entran en la cámara. El controlador puede verificar si la cámara ha sido llenada o no y por lo tanto puede activar un aviso para el usuario si la cámara no ha sido llenada de manera suficiente. El controlador será programado previamente con un valor de humedad de umbral mínimo que se refiere al nivel mínimo de agua dentro de la cámara 5. El controlador puede incluir una tabla de consulta que se refiere a los valores del sensor de humedad 21 aguas abajo y al nivel de agua dentro de la cámara. La tabla de consulta permite al controlador determinar una estimación del nivel de agua basándose en el valor de humedad y viceversa. La tabla de consulta puede ser creada y programada en la memoria del controlador basándose en

datos experimentales. La tabla de consulta también permite al controlador comprobar que el sensor de humedad 21 aguas abajo está funcionando correctamente y que no da falsas lecturas. Si el controlador determina falsas lecturas, el controlador puede alertar al usuario de que el sensor de humedad aguas abajo ha fallado o es defectuoso.

Calculo de Humedad Relativa

El controlador 11 tiene una variedad de funciones además de los métodos de medición del nivel de agua antes descritos. El controlador 11 también está configurado para calcular la humedad relativa de una habitación. El controlador 11 calcula esta humedad relativa de una habitación o humedad ambiental basándose en el consumo de agua en la cámara de humidificación. La humedad relativa de una habitación es calculada calculando la transferencia de masa en la corriente de aire. La transferencia de masa en la corriente de aire está relacionada a la humedad ambiental, al caudal de gases, a la temperatura, y a los ajustes de la placa calentadora, como la cantidad de energía calorífica. Esta relación es preferiblemente determinada de forma experimental y almacenada en una tabla de consulta y almacenada dentro de la memoria del controlador.

El controlador 11 se refiere a la tabla de consulta y determina una estimación de la humedad ambiental para un valor de consumo de agua dado a un caudal, temperatura y valor de calentamiento dados. Alternativamente la humedad relativa puede ser calculada invirtiendo la ecuación para el consumo de agua y calculando la humedad relativa o la humedad ambiental basándose en el valor de consumo de agua.

En otra realización el valor de consumo de agua puede ser resuelto a partir del cálculo de la velocidad de evaporación como se ha descrito antes. La velocidad de evaporación es directamente proporcional a la velocidad de consumo de agua de la cámara de humidificación 5. La velocidad de consumo de agua puede ser calculada utilizando cualquiera de los métodos para determinar el nivel de agua dentro de la cámara de humidificación. Preferiblemente el valor de consumo de agua es determinado calculando la diferencia entre valores de los niveles de agua sucesivos. El método para determinar el nivel de agua dentro de una cámara de humidificación 5 es preferiblemente ejecutado repetidamente para vigilar continuamente la cantidad de agua en la cámara 5. El controlador almacena valores consecutivos del nivel de agua dentro de la cámara y del consumo de agua calculado basándose en los valores consecutivos del nivel de agua en la cámara. Como otro método alternativo el valor de consumo de agua puede ser calculado utilizando una combinación de uno de los métodos para determinar el nivel de agua y el método para calcular la velocidad de evaporación. El nivel de agua en la cámara puede ser calculado y almacenado repetidamente utilizando uno de los métodos descritos con anterioridad. La velocidad de evaporación del agua puede ser calculada y restada de un nivel de agua previo o inicial para dar un verdadero valor de nivel de agua. El consumo de agua puede ser calculado como la diferencia entre dos valores de nivel de agua calculados consecutivos. En otra alternativa el nivel de agua puede ser medido por un sensor de nivel o cualquier otro sensor apropiado. El sensor mide preferiblemente el nivel de agua a intervalos de tiempo especificados y almacena valores de nivel de agua en memoria. El valor de consumo de agua puede ser calculado como la diferencia entre dos valores de nivel de agua medidos consecutivos. El controlador 11 calcula preferiblemente el valor de consumo de agua.

Al ser el controlador capaz de calcular la humedad ambiental o la humedad relativa permite el uso de ajustes de clima en un algoritmo de control de CPAP. Esto permite que el controlador ajuste los otros parámetros del dispositivo de CPAP basándose en los ajustes de clima y en la humedad relativa de la habitación. Conocer la humedad ambiental permite un control más exacto del dispositivo de CPAP. Este método de determinar la humedad relativa permite también que el controlador optimice la temperatura de la placa calentadora basándose en el valor de humedad relativa y por tanto permite un mejor control del nivel de humedad en los gases suministrados al paciente.

El controlador puede incluir varias tablas de consulta. El controlador selecciona y utiliza la tabla de consulta correcta basándose en el modo de operación del sistema. Los modos básicos de operación son “puesta en marcha”, “en uso” y “reconocimiento de humedad relativa”. El usuario puede seleccionar manualmente el modo de operación del sistema o el controlador puede operar y seleccionar el modo apropiado automáticamente.

Para cualquier descripción en esta memoria de utilizar una tabla de consulta para determinar el nivel de agua en la cámara basándose en el cambio de temperatura del agua, el controlador puede almacenar múltiples tablas de consulta para distinta temperatura ambiental y flujo de aire ambiental. El controlador puede también almacenar múltiples tablas de consulta para distintos valores de humedad ambiental. El controlador puede seleccionar la tabla de consulta apropiada basándose en la medición del flujo de aire o de la temperatura ambiental. La temperatura ambiental y el flujo de aire pueden ser medidos por un sensor apropiado. El controlador selecciona la tabla de consulta basándose o bien en la temperatura ambiental, en el flujo de aire, en la humedad ambiental o bien en una combinación de estos. Las tablas de consulta son construidas preferiblemente basándose en resultados experimentales.

Las etapas de los métodos descritos anteriormente son ejecutadas preferiblemente y de una manera secuencial. Las etapas son realizadas preferiblemente de manera independiente una de otra. Alternativamente en algunas realizaciones algunas de las etapas del método pueden ser realizadas simultáneamente por el controlador 11, mientras que aún se consigue el resultado deseado. En otra alternativa algunas de las etapas pueden ser realizadas fuera del orden descrito pero consiguiendo aún el mismo resultado y permanecen dentro del marco del invento.

Aunque el invento es susceptible de su realización en formas diferentes, se ha mostrado realizaciones específicas en los

dibujos, y descrito con detalle anteriormente. La presente exposición ha de ser considerada una ejemplificación de los

principios del invento, y no pretende limitar el invento a lo que se ha ilustrado y descrito aquí.

Claims

REIVINDICACIONES

1.- Un método para determinar el nivel de agua en una cámara humidificadora dentro de un sistema de suministro de gases humidificados, donde dicho método comprende las etapas de:

suministrar potencia a un calentador utilizado para calentar el contenido de la cámara,

determinar el incremento de temperatura durante un periodo de tiempo mientras la potencia es suministrada,

determinar el nivel de agua dentro de la cámara basándose en la potencia suministrada, el incremento de temperatura y el período de tiempo.
2.- Un método para determinar el nivel de agua en una cámara humidificadora dentro de un sistema de suministro de gases humidificados según la reivindicación 1, en el que el nivel de agua dentro de la cámara es determinado basándose en la velocidad de incremento de temperatura y el nivel de la potencia suministrada.
3.- Un método para determinar el nivel de agua en una cámara humidificadora dentro de un sistema de suministro de gases humidificados según la reivindicación 1, en el que el nivel de agua dentro de la cámara es determinado a partir de una tabla de consulta, donde dicha tabla de consulta almacena valores relativos al cambio de temperatura durante un período de tiempo establecido, para una potencia dada con el nivel de agua dentro de la cámara.
4.- Un método para determinar el nivel de agua en una cámara humidificadora dentro de un sistema de suministro de gases humidificados según la reivindicación 1, en el que el nivel de agua dentro de la cámara es determinado utilizando la ecuación de la energía térmica para una sustancia y replanteando la ecuación para calcular la masa de agua.
5.- Un método para determinar el nivel de agua en una cámara humidificadora dentro de un sistema de suministro de gases humidificados según la reivindicación 1, en el que dicho método incluye las etapas adicionales de medir la temperatura del contenido de la cámara antes de la puesta en marcha, medir la temperatura de medición después de que haya transcurrido dicho período de tiempo, determinar el incremento de temperatura basándose en la diferencia entre la temperatura final y la temperatura inicial.
6.- Un método para determinar el nivel de agua en una cámara humidificadora dentro de un sistema de suministro de gases humidificados según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el método es utilizado para determinar el nivel inicial de agua en la cámara al comienzo de la terapia.
7.- Un método para determinar el nivel de agua en una cámara dentro de un sistema de suministro de gases humidificados, en el que el método incluye las etapas de:

suministrar potencia a un calentador para calentar el contenido de la cámara,

reducir la potencia del calentador durante un período de tiempo,

determinar la caída de temperatura durante un período de tiempo establecido mientras el calentador es alimentado a una potencia reducida,

determinar el nivel de agua dentro de la cámara basándose en la potencia reducida, la caída de temperatura y el período de tiempo.
8.- Un método para determinar el nivel de agua en una cámara dentro de un sistema de suministro de gases humidificados según la reivindicación 7, en el que el nivel de agua dentro de la cámara es determinado basándose en la velocidad de descenso de la temperatura.
9.- Un método para determinar el nivel de agua en una cámara dentro de un sistema de suministro de gases humidificados según la reivindicación 7, en el que dicho método incluye las etapas adicionales de medir la temperatura del contenido de la cámara antes de reducir la potencia, medir la temperatura después del período de tiempo de potencia reducida de la placa calentadora.
10.- Un método para determinar el nivel de agua en una cámara dentro de un sistema de suministro de gases humidificados según la reivindicación 7, en el que el nivel de agua dentro de la cámara es determinado a partir de una tabla de consulta, donde la tabla de consulta contiene la relación entre caída de temperatura y nivel de agua dentro de la cámara.
11.- Un método para determinar el nivel de agua en una cámara dentro de un sistema de suministro de gases

humidificados según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en el que el método es utilizado para determinar el nivel de agua dentro de la cámara al comienzo de la terapia o durante la terapia.
12. Un método para determinar el nivel de agua en una cámara dentro de un sistema de suministro de gases humidificados según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, para uso antes o durante el suministro de gases humidificados a un paciente.
13.- Un aparato de humidificación adecuado para humidificar una corriente de gases, donde el aparato de humidificación comprende:

una cámara de humidificación, donde dicha cámara de humidificación es adecuada para contener un volumen de agua, donde la cámara de humidificación incluye una entrada para recibir una corriente de gases y una salida,

una placa calentadora, en uso, en contacto con la cámara de humidificación, donde dicha placa calentadora es adecuada para calentar la cámara de humidificación y el contenido dentro de la cámara para crear vapor de agua dentro de la cámara,

un controlador electrónico adecuado para controlar la potencia suministrada a la placa calentadora, donde dicho controlador es adecuado para:

•

suministrar potencia a un calentador utilizado para calentar el contenido de la cámara,

•

determinar el incremento de temperatura durante un período de tiempo mientras la potencia es suministrada,

•

determinar el nivel de agua dentro de la cámara basándose en la potencia suministrada, el incremento de temperatura y el período de tiempo.
14.- Un aparato de humidificación adecuado para humidificar una corriente de gases, donde dicho aparato de humidificación comprende:

una cámara de humidificación, donde dicha cámara de humidificación es adecuada para contener un volumen de agua, donde la cámara de humidificación incluye una entrada para recibir una corriente de gases y una salida,

una placa calentadora, en uso, en contacto con la cámara de humidificación, donde dicha placa calentadora es adecuada para calentar la cámara de humidificación y el contenido de dentro la cámara para crear vapor de agua dentro de la cámara,

un controlador electrónico adecuado para controlar la potencia suministrada a la placa calentadora, donde dicho controlador es adecuado para:

•

suministrar potencia a un calentador para calentar el contenido de la cámara,

•

reducir la potencia del calentador durante un período de tiempo,

•

determinar la caída de temperatura durante un período de tiempo establecido mientras el calentador es alimentado a potencia reducida,

•

determinar el nivel de agua dentro de la cámara basándose en la potencia reducida, la caída de temperatura y el período de tiempo.
15.- Un sistema de suministro de gases humidificados para suministrar gases humidificados a un paciente, que comprende:

una fuente de gases a presión,

una cámara de humidificación, donde dicha cámara de humidificación es adecuada para contener un volumen de agua dentro de ella, teniendo la cámara de humidificación una entrada y una salida, recibiendo la cámara de humidificación una corriente de gases procedente de la fuente de gases a través de la entrada, siendo humidificada la corriente de gases dentro de la cámara y saliendo a través de la salida,

una placa calentadora adecuada para calentar el contenido de la cámara de humidificación,

una interfaz de paciente que recibe gases humidificados procedentes de la cámara de humidificación y suministra los gases humidificados al paciente,

un controlador que regula la potencia suministrada a la placa calentadora y el caudal de la fuente de gases, el controlador adecuado para poner en práctica un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

N.º solicitud: 201290052

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 23.12.2010

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : A61M16/16 (2006.01) A61M16/10 (2006.01)

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categoría

56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas

X

US 2004079370 A1 (GRADON LEWIS GEORGE et al.) 29.04.2004, párrafos [0051,0079-0091]; figuras 5-6. 1-15

A

US 2004221844 A1 (HUNT PETER JOHN et al.) 11.11.2004, párrafos [0011-0050]; figuras 3-4. 1-15

A

ES 2208807 T3 (FISHER & PAYKEL) 16.06.2004, descripción; figuras 1-2. 1-15

A

US 2004020487 A1 (KOCH JOCHIM et al.) 05.02.2004, todo el documento. 1,7,13-15

A

WO 9959661 A1 (GEORGIA BIOMEDICAL INC) 25.11.1999, descripción; figuras 1-2. 1,7

Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud

El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:

Fecha de realización del informe 04.03.2013

Examinador M. Cañadas Castro Página 1/5

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 201290052

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) A61M Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de

búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI

Informe del Estado de la Técnica Página 2/5

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201290052

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 04.03.2013

Declaración

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)

Reivindicaciones Reivindicaciones 6-11, 15 1-5, 12-14 SI NO

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)

Reivindicaciones Reivindicaciones 1-15 SI NO

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).

Base de la Opinión.-

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

Informe del Estado de la Técnica Página 3/5

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201290052

1. Documentos considerados.-

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

Documento

Número Publicación o Identificación Fecha Publicación

D01

US 2004079370 A1 (GRADON LEWIS GEORGE et al.) 29.04.2004
2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración

La invención hace referencia a procedimientos para determinar el nivel de agua en una cámara humidificadora dentro de un sistema de suministro de gases humidificados; también es objeto de la invención dicho sistema de suministro de gases y un aparato de humidificación. La solicitud examinada consta de 15 reivindicaciones, donde las reivindicaciones 1 a 12 tratan los procedimientos para determinar el nivel de agua, la 13 y 14 el aparato de humidificación y la 15 el sistema de suministro de gases.

De los documentos citados en el Informe del Estado de la Técnica, el documento US2004079370 (D01) se considera el más próximo a la solicitud. El documento D01 afecta a la novedad de las reivindicaciones 1-5 y 12-14; además de afectar al requisito de actividad inventiva para todas las reivindicaciones, tal como se justifica a continuación:

Reivindicación 1 Siguiendo la redacción de la reivindicación primera, el documento D01 (Párrafos [0051], [0079-0091]; Figs. 5-6) divulga un método para determinar el nivel de agua en una cámara humidificadora (4, las referencias entre paréntesis se refieren a D01) dentro de un sistema de suministro de gases humidificados; donde el método comprende las etapas de suministrar potencia a un calentador (9) utilizado para calentar el contenido de la cámara, determinar el incremento de temperatura durante un período de tiempo mientras la potencia es suministrada, determinar el nivel de agua dentro de la cámara basándose en la potencia suministrada, el incremento de temperatura y el periodo de tiempo.

El procedimiento recogido en la reivindicación 1 ha sido divulgado idénticamente en el documento D01. Por lo tanto, esta reivindicación se encuentra comprendida en el estado de la técnica y no cumpliría con el requisito de novedad (Art. 6.1 LP).

Reivindicaciones 2 -5, 12 El documento D01 ya divulga la posibilidad de determinar el nivel de agua basándose en la velocidad de incremento de la temperatura y el nivel de la potencia suministrada; utilizándose una tabla de consulta (look up table) que almacene los valores relativos al cambio de temperatura durante un periodo de tiempo establecido (valores de Conductividad Térmica), para una potencia dada con el nivel de agua dentro de la cámara (párrafos [0091] y [0051]); empleándose, también, la ecuación de la energía térmica para una sustancia y replanteando la ecuación para calcular la masa de agua (esto es así ya que la masa de agua puede derivarse de los datos de Conductividad Térmica). Asimismo, D01 divulga las etapas adicionales de medir la temperatura del contenido de la cámara antes de la puesta en marcha, medir la temperatura después de un período de tiempo y determinar el incremento de temperatura basándose en la diferencia entre la temperatura final e inicial (párrafos [0081] y [0082]).

Por todo lo expuesto, las reivindicaciones 1-5 y 12 han sido idénticamente divulgadas y no cumplirían con el requisito de novedad (Art. 6.1 LP).

Reivindicación 6 En cuanto a la reivindicación 6, el hecho de que el método para determinar el nivel de agua se utilice al comienzo de la terapia es una mera alternativa de diseño que resultaría evidente para un experto en la materia, por lo tanto no implicaría actividad inventiva a la vista del estado de la técnica anterior (Art. 8.1 LP).

Informe del Estado de la Técnica Página 4/5

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201290052

Reivindicaciones 7 a 11 La reivindicación 7 define un método cuyas características principales son similares al método incluido en las reivindicaciones anteriores, pero con la peculiaridad de que la potencia suministrada a la placa es reducida hasta un determinado nivel, durante un periodo de tiempo concreto, de forma que se utilicen los datos de descenso de temperatura para calcular el nivel de agua en la cámara. Dado que el documento D01 describe (párrafos [0079-0091]) un método basado en el cálculo de la Conductividad Térmica a partir de un cambio en la potencia suministrada a la placa calentadora y de la diferencia de temperatura registrada, implícitamente ya contempla la posibilidad de un aumento o reducción de la potencia que daría lugar a una diferencia de temperatura positiva o negativa. Por tanto, el hecho de que se imponga una reducción de la potencia para medir la caída de temperatura supone una alternativa de diseño evidente, para el experto en la materia, a la vista del método anterior divulgado en D01. Las reivindicaciones dependientes 8 a 11 detallan etapas adicionales que, o bien ya han sido contempladas en D01, o no comprenden características técnicas adicionales que aporten el grado de actividad inventiva necesario frente al estado de la técnica anterior.

Es por ello que las reivindicaciones 7 a 11 no implicarían actividad inventiva a la vista del estado de la técnica anterior (Art. 8.1 LP).

Reivindicaciones 13 y 14 En cuanto a la reivindicación 13, el documento D01 ya describe un aparato (10, referencias relativas a D01) adecuado para humidificar una corriente de gases, donde el aparato comprende: una cámara de humidificación (4) adecuada para contener un volumen de agua, que posee una entrada (3) para recibir una corriente de gases y una salida (2); una placa calentadora (9), estando en uso en contacto con la cámara de humidificación (4) a la que calienta para crear vapor de agua dentro de ella; y un controlador electrónico (11) adecuado para controlar la potencia suministrada a la placa calentadora, donde dicho controlador permite: suministrar potencia a un calentador utilizado para calentar el contenido de la cámara, determinar el incremento de temperatura durante un período de tiempo mientras la potencia es suministrada, determinar el nivel de agua dentro de la cámara basándose en la potencia suministrada, el incremento de temperatura y el periodo de tiempo (Fig. 5, párrafos [0079]-[0091]).

La reivindicación 14 describe un aparato similar al definido anteriormente, únicamente se añade que el controlador electrónico es adecuado específicamente para reducir la potencia suministrada al calentador, de forma que esto pueda ser tenido en cuenta para determinar el nivel de agua en la cámara; sin embargo el controlador divulgado en D01 está concebido para regular la potencia suministrada y, por tanto, contempla la posibilidad de aumentarla o reducirla.

Por consiguiente, tanto el objeto recogido en la reivindicación 13 como en la 14 han sido divulgados idénticamente en el documento D01. Por lo tanto, estas reivindicaciones se encuentran comprendidas en el estado de la técnica y no cumplirían con el requisito de novedad (Art. 6.1 LP).

Reivindicación 15 Finalmente, en el documento D01 se divulga un sistema completo de suministro de gases humidificados para suministrar dichos gases a un paciente, que comprende: una fuente de gases a presión; una cámara de humidificación, donde dicha cámara es adecuada para contener un volumen de agua dentro de ella y consta de una entrada y una salida, recibiendo dicha cámara una corriente de gases a través de la entrada, siendo humidificada la corriente de gases dentro de la cámara y saliendo a través de la salida; una placa calentadora adecuada para calentar el contenido de la cámara de humidificación; una interfaz de paciente que recibe gases humidificados procedentes de la cámara de humidificación y los suministra al paciente; un controlador que regula la potencia suministrada a la placa calentadora, donde dicho controlador es capaz de poner en práctica cualquiera de los métodos descritos anteriormente (véanse las observaciones relativas a las reivindicaciones 1 a 11).

El sistema definido por la reivindicación 15 se diferencia del divulgado en D01 en que el controlador es capaz además de regular el caudal de la fuente de gases, esta diferencia, sin embargo, resultaría del trabajo técnico normal y no inventivo de un experto en la materia, cuya aplicación no produce un resultado técnico sorprendente frente a lo conocido en el estado de la técnica anterior a la solicitud. Es por ello que, a la vista del documento D01, la reivindicación 15 no cumpliría con el requisito de actividad inventiva (Art. 8.1 LP).

Informe del Estado de la Técnica Página 5/5