ES2785646T3 - Aparato de monitorización respiratoria - Google Patents

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ES2785646T3 ES17713755T ES17713755T ES2785646T3 ES 2785646 T3 ES2785646 T3 ES 2785646T3 ES 17713755 T ES17713755 T ES 17713755T ES 17713755 T ES17713755 T ES 17713755T ES 2785646 T3 ES2785646 T3 ES 2785646T3
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Michael L Blomquist
Paul James Leslie Bennett
Anthony Lucio Belisario
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Abstract

Aparato de monitorización respiratoria incluyendo un detector (200) que responde a un biomarcador situado en la respiración exhalada, caracterizado por que el aparato incluye un dispositivo de terapia espiratoria vibratoria (100) dispuesto para proporcionar una resistencia alterna al flujo espiratorio del usuario, y por que el detector (200) está situado en un camino de flujo espiratorio (6) de manera que está expuesto al flujo espiratorio vibratorio del usuario.

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato de monitorización respiratoria
Esta invención se refiere a un aparato de monitorización respiratoria del tipo que incluye un detector que responde a un biomarcador situado en la respiración exhalada.
Es bien sabido que la presencia o el progreso de algunas enfermedades pueden ser monitorizadas mediante la detección de varios biomarcadores del aliento exhalado (véase, por ejemplo, el documento US 2007/0265509 y Simone Scarlata y otros: "Exhaled breath analysis by electronic nose in respiratory diseases", Expert Review of Molecular Diagnostics, volumen 15, No 7, del 11 de mayo de 2015 (2015-05-11), páginas 933-956, GB ISSN: 1473­ 7159, DOI: 10.1586/14737159.2015.1043895. Los marcadores que indican dichas enfermedades incluyen sulfuro de hidrógeno, acetona, pentano, tolueno amoniaco y óxidos de nitrógeno. Se han propuesto diversas tecnologías de detección, tales como la cromatografía de gases, la espectroscopia de masas, la espectrometría de movilidad iónica y los detectores quimiorresistivos. Las enfermedades que pueden ser monitorizadas a partir de biomarcadores del aliento exhalado incluyen diabetes, cáncer de pulmón, insuficiencia renal, asma, fibrosis quística y EPOC. Un problema con dicho aparato de monitorización de enfermedades es que la respiración suministrada al detector tiende a ser principalmente desde la parte superior del sistema bronquial donde los biomarcadores pueden estar en bajas concentraciones. Además, la respiración inspiratoria y espiratoria normal puede no liberar mucho de los biomarcadores.
Es un objeto de la invención presente proporcionar un aparato respiratorio alternativo.
Según la invención presente, se proporciona un aparato de monitorización respiratoria del tipo especificado anteriormente, caracterizado por que el aparato incluye un dispositivo de terapia espiratoria vibratoria dispuesto para proporcionar una resistencia alternativa al flujo espiratorio del usuario, y por que el detector está situado en un camino de flujo espiratorio tal que está expuesto al flujo espiratorio vibratorio del usuario.
El detector puede ser seleccionado de un grupo que incluye detectores quimiorresistivos, detectores de cromatografía de gases y detectores de movilidad iónica. El dispositivo de terapia espiratoria vibratoria puede incluir un balancín dispuesto para abrir y cerrar una abertura a la atmósfera durante la exhalación. El detector puede estar expuesto solamente al flujo espiratorio y no al flujo inspiratorio. El detector puede responder a un biomarcador que indica una enfermedad respiratoria. El detector puede ser montado con un alojamiento del dispositivo de terapia. Alternativamente, el detector puede ser situado de forma remota en el dispositivo de terapia y ser conectado al dispositivo de terapia por medio de un tubo de muestreo de gas. El detector puede además responder a sustancias en el dispositivo de terapia que indican que el dispositivo necesita limpieza. El aparato puede estar dispuesto para monitorizar selectivamente sustancias en una parte solamente del ciclo respiratorio. El aparato puede incluir una pantalla dispuesta para proporcionar una visualización de la sustancia detectada o de una enfermedad asociada a la sustancia detectada.
El aparato de monitorización respiratoria según la invención presente se describe a continuación, a modo de realización con referencia al dibujo adjunto que es una vista en despiece ordenado del aparato.
El aparato comprende un dispositivo de terapia respiratoria 100 y un detector de respiración 200.
El dispositivo de terapia respiratoria tiene la forma de un dispositivo manual de presión positiva espiratoria (PEP), es decir, un dispositivo que presenta una resistencia a la espiración a través del dispositivo. Dichos dispositivos son actualmente ampliamente usados para ayudar a tratar a pacientes que padecen una variedad de problemas respiratorios, tales como enfermedad pulmonar obstructiva crónica, bronquitis, fibrosis quística y atelectasia. Más recientemente, se ha encontrado que dichos dispositivos que proporcionan una resistencia alterna al flujo son particularmente efectivos. Smiths Medical vende un ejemplo de dicho dispositivo con la marca Acapella (una marca registrada de Smiths Medical) y está descrito en los documentos US6581598, US6776159, US7059324 y US7699054.
El dispositivo respiratorio 100 comprende un conjunto oscilante 1 contenido dentro de un alojamiento exterior 2 que tiene dispuesta una parte superior 3 y una parte inferior 4 de forma sustancialmente semicilíndrica. El dispositivo se completa con un dial ajustable 5 de sección circular. El alojamiento exterior 2 contiene un tubo de flujo de aire 6 con una entrada de respiración 7 en un extremo y una entrada inspiratoria 8 en el extremo en oposición que incluye una válvula unidireccional (no mostrada) que permite que el aire fluya hacia el tubo de flujo de aire pero impide que el aire fluya a través de la entrada inspiratoria. El tubo de flujo de aire 6 tiene una abertura de salida 10 con un perfil no lineal que se abre y se cierra mediante un elemento de válvula cónico 11 montado en un brazo oscilante 12 que pivota a mitad de camino de su longitud alrededor de un eje transversal. El tubo de flujo de aire 6 y el alojamiento 2 proporcionan una estructura en la que está montado el brazo oscilante 12. En su extremo más alejado, apartado de la entrada de respiración 7, el brazo oscilante 12 lleva un pasador de hierro 13 que interactúa con el campo magnético producido por un imán permanente (no visible) montado en un bastidor de soporte ajustable 14. El imán está dispuesto de tal manera que, cuando el paciente no está respirando a través del dispositivo, el extremo más alejado del brazo oscilante 12 es mantenido abajo para que su elemento de válvula 11 esté mantenido abajo en acoplamiento de sellado con la abertura de salida 10. Un saliente de seguimiento de leva 15 en un extremo del bastidor de soporte 14 está dispuesto en una ranura de leva 16 en el dial 5 de manera que, al girar el dial, el bastidor de soporte 14, con su imán, puede ser movido hacia arriba o hacia abajo para alterar la fuerza del campo magnético que interactúa con el pasador de hierro 13. El dial 5 permite ajustar la frecuencia de operación y la resistencia al flujo de aire a través del dispositivo para obtener el máximo beneficio terapéutico para el usuario.
Cuando el paciente inhala a través de la entrada de respiración 7, el aire es arrastrado a través de la entrada inspiratoria 8 y a lo largo del tubo de flujo de aire 6 hacia la entrada de respiración. Cuando el paciente exhala, la válvula unidireccional de la entrada inspiratoria 8 se cierra, impidiendo que el aire fluya a lo largo de este camino. En cambio, la presión espiratoria es aplicada por medio del tubo de flujo 6 a la parte inferior del elemento de válvula 11 del brazo oscilante 12 causando que se levante fuera de la abertura 10 contra la atracción magnética, permitiendo de esta manera que el aire fluya a la atmósfera. La abertura 10 tiene un perfil no lineal, lo que causa que la superficie de descarga efectiva aumente conforme se eleva el extremo más alejado del brazo oscilante 12, permitiendo de esta manera que el brazo caiga hacia abajo y cierre la abertura. Mientras el usuario siga aplicando suficiente presión espiratoria, el brazo oscilante 12 se eleva y cae repetidas veces a medida que se abre y cierra la abertura 10, causando una interrupción vibratoria, alterna u oscilante al flujo de la respiración espiratoria a través del dispositivo. Información adicional sobre la construcción y la operación no es esencial para la comprensión de la invención pero puede ser encontrada en los documentos de patente US6581598, US7059324 y US7699054.
El detector 200 está montado en el alojamiento 2 donde está expuesto a la respiración espiratoria del paciente, tal como dentro del tubo de flujo de aire 6. En este lugar se puede ver que el detector 200 está expuesto a la respiración inspiratoria y espiratoria. Esto puede no ser un problema. Sin embargo, puede ser que el gas que fluye sobre el detector 200 durante la respiración inspiratoria (directamente desde la atmósfera) diluya la respuesta del detector al biomarcador u otra sustancia de interés. Si éste es el caso, el detector puede estar situado en su lugar en un punto aguas abajo de la abertura con válvula 10, en una extensión de la abertura, de manera que el detector solo esté expuesto a respiraciones exhaladas. El detector 200 puede ser de varios tipos diferentes o puede incluir dos o más tipos diferentes de detector dependiendo del biomarcador que está siendo monitorizado. Por ejemplo, el detector puede ser un detector de cromatografía de gases, un detector de espectroscopía de masas, un detector de espectrómetro de movilidad iónica u otro tipo de detector convencional.
En la realización presente, el detector 200 es un detector quimiorresistivo del tipo que incluye un grupo de elementos de diferentes mezclas de polímero y polvo conductor tal como el carbono. La resistencia de cada elemento varía a medida que los compuestos orgánicos volátiles son absorbidos por los polímeros, lo que hace que se expandan y aumenten la resistencia a través del polvo conductor. Al monitorizar las respuestas de diferentes elementos del grupo, es posible identificar la naturaleza del compuesto. Se pueden ver más detalles de tales detectores en los documentos US6716638, US6703241, US6627154, US6746960, US6537498, US5571401, US5698089, US5788833, US5911872, US6093308, US6331244, US6010616, US6017440, US5959191, US5951846, US7040139, US7201035, US7819803 y otros.
Al incorporar el detector a un dispositivo de terapia vibratoria espiratoria, el detector está expuesto a una mayor proporción de respiración pulmonar profunda y a una mayor proporción de biomarcadores liberados más fácilmente del tejido pulmonar por la vibración producida. Una ventaja adicional es que el detector está expuesto a múltiples respiraciones durante el progreso de la sesión de terapia, lo que permite una detección más fiable promediando y, como alternativa, integrando.
Si el detector es demasiado grande o pesado para ser contenido dentro del alojamiento del dispositivo de terapia, puede estar situado de forma remota y conectado a él por medio de un tubo de muestreo de gas, lo que puede requerir alguna forma de bomba para suministrar una muestra del gas exhalado al detector.
El aparato puede incluir una visualización de la sustancia detectada o de una enfermedad asociada a la sustancia detectada. Si el detector es lo suficientemente liviano y lo suficientemente pequeño, puede ser posible proporcionar una pantalla en el alojamiento 2 del dispositivo de terapia pero, más habitualmente, la salida del detector 200 es suministrada por una unidad 201 del alojamiento, que transmite una señal a una unidad de procesamiento remoto 202 por medio de un cable o de un enlace inalámbrico, tal como señales de radiofrecuencia con el protocolo Bluetooth. La unidad de procesamiento 202 puede tener una pantalla 203 y un almacén 204 para registrar la salida del detector para su posterior descarga.
La unidad de procesamiento 202 puede tener varias características. Por ejemplo, puede estar dispuesta para responder a cambios en la salida del detector 200 a lo largo del tiempo, es decir, de sesión a sesión, para indicar una mejora o deterioro en la condición del usuario. La unidad de procesamiento puede emplear software de inteligencia artificial para analizar la salida del detector y proporcionar una indicación de la condición del usuario. El detector y la unidad de procesamiento pueden estar dispuestos para detectar si el usuario ha fumado o no. La unidad de procesamiento puede estar dispuesta además para recibir señales representativas del uso del dispositivo de terapia y proporcionar información que muestre cómo varía la condición del usuario con el uso del dispositivo de terapia. Pueden ser establecidas varias líneas de base superiores e inferiores y la información dada al usuario si estas líneas de base están cruzadas. Las señales pueden ser promediadas, filtradas o integradas según sea necesario para proporcionar información de forma adecuada. El detector y la unidad de procesamiento pueden estar dispuestos para responder a la presencia de biomarcadores específicos de usuarios con enfermedades específicas, tal como la presencia del patógeno pseudomonas aerugina en pacientes con fibrosis quística. La invención es particularmente adecuada para detectar las enfermedades respiratorias.
El aparato puede tener una función de prueba por la que el detector está dispuesto para detectar la presencia de sustancias, tales como agentes patógenos, dentro del dispositivo de terapia, lo que indica que el dispositivo necesita limpieza. Esto puede lograrse, por ejemplo, monitorizando la presencia de tales sustancias durante el flujo inspiratorio y espiratorio a través del dispositivo. Si la respuesta indicadora de patógeno es sustancialmente la misma durante las respiraciones inspiratoria y espiratoria, indica que el patógeno está dentro del dispositivo de terapia y no en los pulmones del usuario.
El aparato puede estar dispuesto para detectar la presencia de contaminantes en el aire de los pulmones que pueden ser perjudiciales para el usuario, como el benceno y el formaldehído.
La unidad de procesamiento puede estar dispuesta para monitorizar selectivamente las sustancias en una parte particular del ciclo respiratorio, tal como durante la espiración pulmonar profunda solamente. Esto puede lograrse seleccionando una parte particular de la forma de onda de la salida del detector. Alternativamente, el dispositivo puede tener algún tipo de disposición de válvula que exponga el detector al flujo respiratorio solo durante las partes seleccionadas del ciclo respiratorio.
En esta solicitud, la expresión "gas" se usa para incluir "vapor".

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Aparato de monitorización respiratoria incluyendo un detector (200) que responde a un biomarcador situado en la respiración exhalada, caracterizado por que el aparato incluye un dispositivo de terapia espiratoria vibratoria (100) dispuesto para proporcionar una resistencia alterna al flujo espiratorio del usuario, y por que el detector (200) está situado en un camino de flujo espiratorio (6) de manera que está expuesto al flujo espiratorio vibratorio del usuario.
2. Aparato según la reivindicación 1, caracterizado por que el detector (200) es seleccionado de un grupo que incluye detectores quimiorresistivos, detectores de cromatografía de gases y detectores de movilidad iónica.
3. Aparato según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el dispositivo de terapia espiratoria vibratoria (100) incluye un balancín (12) dispuesto para abrir y cerrar una abertura (10) a la atmósfera durante la exhalación.
4. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones, caracterizado por que el detector (200) está expuesto solamente al flujo espiratorio y no al flujo inspiratorio.
5. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el detector (200) responde a un biomarcador que indica una enfermedad respiratoria.
6. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el detector (200) está montado en un alojamiento (2) del dispositivo de terapia (100).
7. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el detector está situado remotamente al dispositivo de terapia y está conectado al dispositivo de terapia por medio de un tubo de muestreo de gas.
8. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el detector (200) responde también a sustancias en el dispositivo de terapia (100) que indican que el dispositivo necesita una limpieza.
9. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el aparato está dispuesto para monitorizar selectivamente sustancias solamente en una parte del ciclo respiratorio.
10. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el aparato incluye una pantalla (203) dispuesta para proporcionar una visualización de la sustancia detectada o de una enfermedad asociada a la sustancia detectada.
ES17713755T 2016-05-07 2017-03-17 Aparato de monitorización respiratoria Active ES2785646T3 (es)

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GBGB1608128.3A GB201608128D0 (en) 2016-05-07 2016-05-07 Respiratory monitoring apparatus
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