ES2755140A1 - PORTABLE BREATHING ASSISTANCE DEVICE (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

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Piriz Pau Manuel Narcis Guasch
Calatayud Pau Romagosa
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Abstract

Portable breathing aid device (1) comprising; a compartment (8) suitable to house the self-inflating air balloon (2) of an AMBU device and withstand the pressure that is made on the self-inflating air balloon (2) when compressing it, a mechanical compression system (3) that acts on the self-inflating air balloon (2) compressing it, a software that controls at least the following variables the mechanical compression system (3); volume of air supplied in each cycle, number of cycles per minute, relationship between inspiration time and expiration time, in such a way that it is possible to automate the use of a manual AMBU and adapt it to the needs of the patient. Preferably, the portable breathing aid device (1) also comprises at least one sensor (4) for capturing the variable of the volume delivered in each cycle, the number of cycles per minute and the relationship between inspiration time and expiration. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

D E S C R I P C I Ó ND E S C R I P C I Ó N

DISPOSITIVO PORTABLE DE ASISTENCIA A LA RESPIRACIÓNPORTABLE BREATHING ASSISTANCE DEVICE

SECTOR DE LA TÉCNICATECHNICAL SECTOR

Esta invención se encuadra en sector médico, en concreto en los dispositivos médicos de soporte a la respiración.This invention is framed in the medical sector, specifically in medical respiratory support devices.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION

Como dispositivos de soporte vital a la respiración en los hospitales se encuentran sistemas de respiradores médicos o ventiladores mecánicos para suplir la ventilación pulmonar.Respiratory life support devices in hospitals include medical ventilator systems or mechanical ventilators to supply pulmonary ventilation.

En circunstancias de epidemias y pandemias que producen situaciones que desbordan los hospitales, existe la necesidad de suplir la falta de respiradores automáticos convencionales con la garantía de mantener un control total del paciente de forma remota.In circumstances of epidemics and pandemics that produce situations that overflow hospitals, there is a need to make up for the lack of conventional automatic respirators with the guarantee of maintaining full control of the patient remotely.

Es importante que estos dispositivos sean portables para poder ser trasladados a instalaciones fuera de las instalaciones habituales, como pabellones y hospitales de campaña.It is important that these devices are portable so that they can be transferred to facilities outside the usual facilities, such as wards and field hospitals.

Existen dispositivos portables de bolsa-autoinflable, también conocidos como resucitador manual o AMBU (Airway Mask Bag Unit), desarrollados en la década de 1950 por Holger Hesse y Henning Ruben. Éstos al ser accionados manualmente proporcionan asistencia a pacientes con dificultades respiratorias.There are portable self-inflating bag devices, also known as a manual resuscitator or AMBU (Airway Mask Bag Unit), developed in the 1950s by Holger Hesse and Henning Ruben. These when operated manually provide assistance to patients with respiratory difficulties.

Un AMBU consta de en un balón o cámara de aire auto-hinchable conectada a una máscara a través de un conjunto de válvulas. Cuando la máscara se aplica correctamente y la cámara se comprime manualmente, el dispositivo fuerza la entrada de aire hacia los pulmones del paciente. Cuando la compresión manual cesa, el balón o cámara se auto-infla a través del otro extremo con aire atmosférico o enriquecido en oxígeno, mientras permite a los pulmones vaciarse hacia el ambiente mediante el conjunto de válvulas. An AMBU consists of a self-inflating balloon or air chamber connected to a mask through a set of valves. When the mask is applied correctly and the camera is compressed manually, the device forces air into the patient's lungs. When manual compression ceases, the balloon or chamber self-inflates through the other end with atmospheric or oxygen-enriched air, while allowing the lungs to empty into the environment through the valve assembly.

Es un dispositivo usado en vehículos médicos y en situaciones transitorias en los hospitales. Sin embargo, están limitados para periodos cortos de tiempo, ya que deben ser accionados manualmente por el personal sanitario. Además, la acción manual requerida hace que no se proporcione una ventilación constante, ya que parámetros como las respiraciones por minuto, el volumen total aplicado y la relación inspiración/espiración son difíciles de evaluar subjetivamente.It is a device used in medical vehicles and in transitory situations in hospitals. However, they are limited for short periods of time, since they must be manually operated by healthcare personnel. Furthermore, the required manual action means that constant ventilation is not provided, since parameters such as the breaths per minute, the total volume applied and the inspiration / expiration ratio are difficult to assess subjectively.

Por lo tanto, existe una necesidad clara de proporcionar un dispositivo portátil de uso fácil e intuitivo que permita la asistencia a la respiración mediante la automatización de dispositivos AMBU.Therefore, there is a clear need to provide a user-friendly and intuitive portable device that enables breathing assistance by automating AMBU devices.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓNEXPLANATION OF THE INVENTION

Es un dispositivo ideal para suplir la falta de respiradores automáticos convencionales en situaciones de emergencia con la garantía de mantener un control total del paciente de forma remota.It is an ideal device to fill the gap of conventional automatic respirators in emergency situations with the guarantee of maintaining full control of the patient remotely.

Esta invención presenta un dispositivo portable de asistencia a la respiración (1) de uso fácil e intuitivo creado mediante la automatización de dispositivos AMBU (2) de asistencia a la respiración con un sistema mecánico de compresión (3).This invention presents a portable breathing aid device (1) that is easy and intuitive to use, created by automating AMBU devices (2) that assist breathing with a mechanical compression system (3).

En su concepción más simple, esta invención comprendeIn its simplest conception, this invention comprises

- un compartimiento (8) apto para albergar el balón de aire autohinchable (2) de un dispositivo AMBU y aguantar la presión que se realice sobre el balón de aire autohinchable (2) al comprimirlo.- a compartment (8) suitable for housing the self-inflating air balloon (2) of an AMBU device and withstanding the pressure that is applied to the self-inflating air balloon (2) when compressing it.

- un sistema mecánico de compresión (3) que actúa sobre el balón de aire autohinchable (2) comprimiéndolo.- a mechanical compression system (3) that acts on the self-inflating air balloon (2) compressing it.

- un software que controla al menos las siguientes variables el sistema mecánico de compresión (3):- a software that controls at least the following variables the mechanical compression system (3):

- Volumen de aire aportado en cada ciclo- Volume of air supplied in each cycle

- Número de ciclos por minuto- Number of cycles per minute

- Relación entre el tiempo de inspiración y el tiempo de expiración en cada ciclo - Relationship between inspiration time and expiration time in each cycle

de tal manera que es posible automatizar el uso de un AMBU manual y adaptarlo a las necesidades del paciente.in such a way that it is possible to automate the use of a manual AMBU and adapt it to the needs of the patient.

La principal ventaja de la invención es la automatización de dispositivos AMBU que ya cumplen con la normativa médica y disponen de todas las conexiones necesarias de entrada y salida de aire para cumplir su función básica de proporcionar una ventilación adecuada al paciente. De este modo, ya no es necesario la acción el desarrollo de un dispositivo de respiración asistida completo por lo que la fabricación y puesta en el mercado es más rápida.The main advantage of the invention is the automation of AMBU devices that already comply with medical regulations and have all the necessary air inlet and outlet connections to fulfill their basic function of providing adequate ventilation to the patient. In this way, the development of a complete assisted breathing device is no longer necessary, making manufacturing and placing it on the market faster.

El dispositivo objeto de la invención es portátil y no requiere instalación. Estas características son especialmente relevantes en el caso de un desbordamiento del sistema sanitario y se requiera la creación de hospitales de campaña, o la rápida medicalización de zonas como pabellones, hoteles, etc.The device object of the invention is portable and does not require installation. These characteristics are especially relevant in the event of an overflow of the health system and the creation of field hospitals is required, or the rapid medicalization of areas such as pavilions, hotels, etc.

Los dispositivos AMBU aptos para ser utilizados por la invención pueden ser tanto desechables como reutilizables. Los dispositivos AMBU aptos para ser utilizados por la invención pueden usar aire atmosférico o aire con aportación de oxígeno adaptándose así a pacientes con diferentes grados de afectación.AMBU devices suitable for use by the invention can be both disposable and reusable. AMBU devices suitable for use by the invention can use atmospheric air or oxygen-supplied air, thus adapting to patients with different degrees of involvement.

Otra ventaja de la invención es la de permitir adaptar el accionamiento del dispositivo AMBU a las diferentes necesidades del paciente; tanto en volumen de aire aportado en cada ciclo, como el número de ciclos por minuto y la relación entre el tiempo de inspiración y el tiempo de expiración en cada ciclo. Por ejemplo, cuando el paciente es un niño el volumen de aire aportado es menor al volumen de aire aportado cuando el paciente es un adulto y el número ciclos por minuto es mayor cuando el paciente es un niño que cuando el paciente es un adulto.Another advantage of the invention is to allow adapting the drive of the AMBU device to the different needs of the patient; both in volume of air supplied in each cycle, as the number of cycles per minute and the relationship between inspiration time and expiration time in each cycle. For example, when the patient is a child, the volume of air supplied is less than the volume of air supplied when the patient is an adult and the number of cycles per minute is greater when the patient is a child than when the patient is an adult.

Un problema secundario es la fiabilidad de la automatización de los dispositivos AMBU. Podría darse el caso que el balón autohinchable de un AMBU no recuperara su posición de reposo o que la recuperara a una velocidad menor de lo habitual, circunstancia que afectaría a la asistencia a la respiración del paciente.A secondary problem is the reliability of automation of AMBU devices. It could be the case that the self-inflating balloon of an AMBU does not recover its rest position or it recovers it at a slower speed than usual, a circumstance that would affect the patient's breathing assistance.

En una realización preferente, el dispositivo portátil de asistencia a la respiración (1) comprende al menos un sensor (4) para la captación de la variable del volumen aportado en cada ciclo, el número de ciclos por minuto y la relación entre el tiempo de inspiración y expiración. Dicho sensor puede ser un caudalímetro situado a la salida del balón autohinchable (2).In a preferred embodiment, the portable breathing assistance device (1) comprises at least one sensor (4) for capturing the variable of the volume delivered in each cycle, the number of cycles per minute and the relationship between the time of inspiration and expiration. Said sensor may be a flowmeter located at the exit of the self-inflating balloon (2).

En una realización aún más preferente, el software del dispositivo portátil de asistencia a la respiración (1) comprueba si el volumen de aire aportado en cada ciclo, el número de ciclos por minuto y la relación entre el tiempo de inspiración y expiración real corresponden con los parámetros establecidos y en el caso de que no coincidan active una alerta. La alarma puede ser visual, sonora o incluso electrónica y consistir en un mensaje al médico al cargo del paciente.In an even more preferred embodiment, the software of the portable breathing aid device (1) checks whether the volume of air supplied in each cycle, the number of cycles per minute and the relationship between the inspiration time and the actual expiration time correspond to set parameters and if they do not match trigger an alert. The alarm can be visual, audible or even electronic and consist of a message to the doctor in charge of the patient.

El software del dispositivo muestra preferentemente en una pantalla las incidencias y/o desviaciones en los parámetros de respiración. El software puede incluir un contador de ciclo, un contador de tiempo de asistencia y una memoria donde guardar los parámetros del tratamiento de un paciente. Todo este registro esto permite establecer para cada paciente el historial médico con precisión.The device software preferably displays incidences and / or deviations in the breathing parameters on a screen. The software may include a cycle counter, an attendance time counter and a memory to save the parameters of a patient's treatment. All this record allows to establish for each patient the medical history with precision.

El sistema de compresión mecánica (3) comprende preferentemente:The mechanical compression system (3) preferably comprises:

• un elemento (5), encargado de presionar el balón de aire autohinchable (2), • una guía línea (6) a lo largo de la cual se mueve el elemento (5)• an element (5), in charge of pressing the self-inflating air balloon (2), • a line guide (6) along which the element (5) moves

• un servomotor (7) que genera el movimiento del elemento (5) a lo largo de la guía lineal (6) siguiendo los parámetros establecidos por el software,• a servomotor (7) that generates the movement of the element (5) along the linear guide (6) following the parameters established by the software,

Un ejemplo no limitativo de esta realización se puede observar en las Figura 2 y 3.A non-limiting example of this embodiment can be seen in Figures 2 and 3.

Los parámetros de movimiento del elemento (5), tal como como, velocidad, longitud carrera, pausas, etc se regulan mediante un panel de control (9) que dicta al servomotor. La gran ventaja de esta realización es el control absoluto de las variables de respiración que afectan al paciente, como volumen corriente, frecuencia, relación de inspiración y la expiración, etc. Un ejemplo de parámetros obtenidos de la respiración asistida generada por este dispositivo se puede ver en la figura 1.The movement parameters of the element (5), such as, speed, stroke length, pauses, etc. are regulated by means of a control panel (9) that dictates the servo motor. The great advantage of this embodiment is the absolute control of the breathing variables that affect the patient, such as tidal volume, frequency, inspiration and expiration ratio, etc. An example of parameters obtained from assisted respiration generated by this device can be seen in Figure 1.

El sistema de compresión mecánica (3) permite regular el volumen de aire aportado (volumen corriente) en cada ciclo. Preferentemente, este ajuste se realiza mediante la longitud de carrera del elemento (5) que ejerce compresión sobre el dispositivo AMBU (2) en la guía (6). El volumen corriente se puede regular entre un 10 y un 100% de la capacidad del AMBU.The mechanical compression system (3) allows to regulate the volume of air supplied (tidal volume) in each cycle. Preferably, this adjustment is made by means of the stroke length of the element (5) that exerts compression on the AMBU device (2) in the guide (6). The tidal volume can be regulated between 10 and 100% of the AMBU capacity.

El sistema de compresión mecánica (3) permite también controlar la frecuencia respiratoria. Preferentemente, es capaz de ajustar la frecuencia entre 5 y 40 respiraciones por minuto (rpm).The mechanical compression system (3) also allows controlling the respiratory rate. Preferably, it is capable of adjusting the frequency between 5 and 40 breaths per minute (rpm).

El sistema de compresión mecánica (3) permite también asistir la respiración humana ajustando los tiempos de inspiración y espiración para obtener una relación inspiración/espiración (relación I/E) requerida. Preferentemente la espiración puede ser variada de 1 a 3.The mechanical compression system (3) also allows human respiration to be assisted by adjusting the inspiration and expiration times to obtain a required inspiration / expiration ratio (I / E ratio). Expiration can preferably be varied from 1 to 3.

Todas estas variables de control (volumen, frecuencia respiratoria y relación I/E) permiten replicar la respiración humana del paciente, tal como se muestra en la Figura 1 mediante la utilización de un AMBU comercial. Esto logra un ajuste personalizado para cada paciente y situación médica, lo que se traduce en un mejor tratamiento y confort del paciente.All these control variables (volume, respiratory rate and I / E ratio) allow replicating the patient's human respiration, as shown in Figure 1 using a commercial AMBU. This achieves a personalized fit for each patient and medical situation, which translates into better treatment and patient comfort.

En una realización preferente, el dispositivo portátil de asistencia a la respiración (1) dispone de un módulo de conectividad remota para la monitorización y/o control a distancia del dispositivo portátil de asistencia a la respiración (1). Este módulo permite monitorizar el correcto funcionamiento de uno o varios dispositivos portátiles de asistencia a la respiración por ejemplo desde el centro de control de paciente, es decir sin necesidad de estar cerca de cada uno de los dispositivos portátiles de asistencia a la respiración. Esta conectividad puede realizarse mediante cableado, WiFi, o otros modos de conexión remota.In a preferred embodiment, the portable breathing aid device (1) has a remote connectivity module for remote monitoring and / or control of the portable breathing aid device (1). This module allows the correct operation of one or more portable breathing assistance devices to be monitored, for example, from the patient control center, that is, without having to be close to each of the portable breathing assistance devices. This connectivity can be done through wiring, WiFi, or other remote connection modes.

Por todo lo descrito en esta memoria, consideramos que un experto en la materia puede entender el uso y funcionamiento, así como las ventajas de este dispositivo portable de asistencia a la respiración.For all that is described in this memory, we consider that an expert in the field can understand the use and operation, as well as the advantages of this portable device to assist breathing.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, a set of drawings is included as an integral part of said description where, by way of illustration and not limitation, what has been represented following:

Figura 1.- Muestra un ejemplo de los parámetros obtenidos con esta invención Figura 2.- Muestra un esquema del dispositivo (1) en el balón de aire autohinchable expandido.Figure 1.- Shows an example of the parameters obtained with this invention. Figure 2.- Shows a diagram of the device (1) in the expanded self-inflating air balloon.

Figura 3. - Muestra un esquema del dispositivo (1) en el balón de aire autohinchable comprimido.Figure 3. - Shows a diagram of the device (1) in the compressed self-inflating air balloon.

Figura 4- Muestra una realización preferenteFigure 4- Shows a preferred embodiment

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

En una realización preferente, el dispositivo AMBU (2) se encuentra en posición horizontal en el compartimento (8). El sistema de compresión (3) está formado por un elemento (5) que ejerce la presión sobre (2) en una guía lineal (6) controlada por un servomotor (7). El elemento (5) contacta con la parte inferior del AMBU (2), con un desplazamiento vertical produce el efecto de presión sobre (2) necesario para desplazar el gas interior. La carrera es controlable para permitir el ajuste de % de compresión del AMBU para requerimientos de menor volumen de aire.In a preferred embodiment, the AMBU device (2) is in a horizontal position in the compartment (8). The compression system (3) is formed by an element (5) that exerts pressure on (2) in a linear guide (6) controlled by a servomotor (7). The element (5) contacts the lower part of the AMBU (2), with a vertical displacement produces the pressure effect on (2) necessary to displace the internal gas. The stroke is controllable to allow adjustment of AMBU% compression for lower air volume requirements.

El compartimento (8) puede albergar tanto AMBU desechables como reutilizables.Compartment (8) can hold both disposable and reusable AMBUs.

El control se realiza con un dispositivo PLC SIEMENS mediante una pantalla táctil (9). La frecuencia de ventilación se puede regular de 5 a 40 rpm. La relación I/E es regulable de 1:1 a 1:3 con intervalos de 0.5. Incluye sensores de volumen corriente, contares de ciclo y tiempo de asistencia.Control is carried out with a SIEMENS PLC device using a touch screen (9). The ventilation frequency can be regulated from 5 to 40 rpm. The I / E ratio is adjustable from 1: 1 to 1: 3 with intervals of 0.5. Includes tidal volume sensors, cycle counters, and attendance time.

Es un dispositivo portable con unas dimensiones de 390x235x385 mm.It is a portable device with dimensions of 390x235x385 mm.

Un esquema de este dispositivo se puede ver en la Figura 2 y Figura 3.A schematic of this device can be seen in Figure 2 and Figure 3.

(1) Dispositivo(1) Device

(2) AMBU(2) AMBU

(3) Sistema de compresión(3) Compression system

(4) Sensores(4) Sensors

(5) Elemento de contacto(5) Contact element

(6) Guía lineal(6) Linear guide

(7) Servomotor (7) Servo motor

(8) Compartimento(8) Compartment

(9) Panel de control pantalla (9) Display control panel

Claims (5)

R E I V I N D I C A C I O N E S 1. Dispositivo portable de asistencia a la respiración (1) caracterizado por comprender:1. Portable breathing aid device (1) characterized by understanding: - un compartimiento (8) apto para albergar el balón de aire autohinchable (2) de un dispositivo AMBU y aguantar la presión que se realice sobre el balón de aire autohinchable (2) al comprimirlo.- a compartment (8) suitable for housing the self-inflating air balloon (2) of an AMBU device and withstanding the pressure that is applied to the self-inflating air balloon (2) when compressing it. - un sistema mecánico de compresión (3) que actúa sobre el balón de aire autohinchable (2) comprimiéndolo.- a mechanical compression system (3) that acts on the self-inflating air balloon (2) compressing it. - un software que controla al menos las siguientes variables el sistema mecánico de compresión (3):- a software that controls at least the following variables the mechanical compression system (3): - Volumen de aire aportado en cada ciclo- Volume of air supplied in each cycle - Número de ciclos por minuto- Number of cycles per minute - Relación entre el tiempo de inspiración y el tiempo de expiración- Relationship between inspiration time and expiration time de tal manera que es posible automatizar el uso de un AMBU manual y adaptarlo a las necesidades del paciente.in such a way that it is possible to automate the use of a manual AMBU and adapt it to the needs of the patient. 2. Dispositivo portátil de asistencia a la respiración (1) según la reivindicación 1 caracterizado porque comprende al menos un sensor (4) para la captación de la variable del volumen aportado en cada ciclo, el número de ciclos por minuto y la relación entre el tiempo de inspiración y expiración.2. Portable breathing assistance device (1) according to claim 1, characterized in that it comprises at least one sensor (4) for capturing the variable of the volume supplied in each cycle, the number of cycles per minute and the relationship between the inspiration and expiration time. 3. Dispositivo portátil de asistencia a la respiración (1) según reivindicación 2 caracterizado porque el software comprueba si el volumen de aire aportado en cada ciclo, el número de ciclos por minuto y la relación entre el tiempo de inspiración y expiración real corresponden con los parámetros establecidos y en el caso de que no coincidan active una alerta.3. Portable breathing aid device (1) according to claim 2, characterized in that the software checks whether the volume of air supplied in each cycle, the number of cycles per minute and the relationship between the actual inspiration and expiration time correspond to the set parameters and if they do not match trigger an alert. 4. Dispositivo portátil de asistencia a la respiración (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por el sistema de compresión mecánica (3) comprende:4. Portable breathing assistance device (1) according to any of the preceding claims characterized by the mechanical compression system (3) comprising: • un elemento (5), encargado de presionar el balón de aire autohinchable (2), • una guía línea (6) a lo largo de la cual se mueve el elemento (5)• an element (5), in charge of pressing the self-inflating air balloon (2), • a line guide (6) along which the element (5) moves • un servomotor (7) que genera el movimiento del elemento (5) a lo largo de la guía lineal (6) siguiendo los parámetros establecidos por el software,• a servomotor (7) that generates the movement of the element (5) along the linear guide (6) following the parameters established by the software, 5. Dispositivo portátil de asistencia a la respiración (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque dispone de un módulo de conectividad remota para la monitorización y/o control a distancia del dispositivo portátil de asistencia a la respiración (1). 5. Portable breathing aid device (1) according to any of the preceding claims, characterized in that it has a remote connectivity module for remote monitoring and / or control of the portable breathing aid device (1).
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