ES2956552T3 - Dispositivo e instalación para suministrar gas terapéutico a un paciente con control de caudal - Google Patents

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Abstract

Un aparato de suministro de gas (1) comprende un paso de gas interno (100), un tanque deformable (27), un dispositivo de válvula (22) dispuesto aguas arriba del tanque deformable (27) y una unidad de suministro de gas (27). control (50) con microprocesador (51) que controla el dispositivo de válvula (22) para establecer o ajustar el flujo de gas. Un sensor de presión (55) mide la presión del gas en una máscara respiratoria (10) y la suministra a la unidad de control (50). La unidad de control (50) compara las mediciones de presión con un valor umbral de presión y controla el dispositivo de válvula (22) para ajustar el flujo de gas de acuerdo con esta comparación, en particular para aumentar el flujo cuando la presión medida es inferior al valor umbral. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo e instalación para suministrar gas terapéutico a un paciente con control de caudal
La invención se refiere a un dispositivo para proporcionar gas y a una instalación para suministrar gas terapéutico que incorpora tal dispositivo para proporcionar gas que se puede utilizar para suministrar un gas terapéutico (es decir, gas puro o mezcla gaseosa) a un paciente consciente en diferentes lugares de cuidados, en particular en el hospital, incluso en el contexto de inhalaciones de larga duración, por ejemplo de varias horas, minimizando al mismo tiempo las pérdidas de gas.
Ciertas terapias requieren la administración a pacientes conscientes de gas terapéutico formado por una mezcla de varios constituyentes gaseosos.
Así, se conoce usar una mezcla equimolar (50%/50%) de protóxido de nitrógeno (N2O) y de oxígeno (O2) para reducir los estados de ansiedad, producir un efecto sedante y/o reducir el dolor agudo.
Del mismo modo, se ha propuesto utilizar una mezcla de argón y oxígeno (60% en volumen de Ar/40% en volumen de O2), inhalado antes y durante, o incluso después, de un procedimiento de trombectomía mecánica, con el fin de tratar los accidentes cerebrovasculares o ACV.
Si la administración del gas por inhalación es generalmente corta, es decir típicamente menos de 30 min, a veces son necesarias inhalaciones más largas, del orden de 1 h o más.
De manera general, la inhalación del gas terapéutico (es decir, 1 o más constituyentes) se lleva a cabo a través de una mascarilla respiratoria, típicamente una mascarilla facial, es decir, naso-bucal, a un paciente consciente y esto de manera continua o intermitente, es decir, periódicamente.
Durante una administración continua, un caudal continuo de gas, que excede la ventilación por minuto del paciente (es decir, el volumen promedio de gas inhalado por el paciente durante un minuto) se suministra continuamente durante las fases de inspiración y espiración del paciente. Durante las fases inspiratorias, el paciente inhala el gas contenido en un depósito deformable, mientras que durante las fases espiratorias, el gas rellena de nuevo el depósito deformable para preparar la siguiente fase inspiratoria. Tal dispositivo se presenta en el documento EP 3701992.
Sin embargo, una administración continua tiene inconvenientes, en particular:
• la ventilación por minuto del paciente debe verificarse regularmente con el fin de reajustar el caudal de gas, si es necesario. Esto requiere una presencia casi permanente de personal de salud, lo que no es posible para los pacientes tratados en su domicilio y se complica en un entorno hospitalario en el que el personal debe atender a varios pacientes al mismo tiempo.
• el caudal seleccionado debe ser mayor que la ventilación por minuto del paciente para evitar que el depósito se vacíe con el tiempo. Así, el caudal siempre se ajusta en exceso. Esto genera importantes pérdidas de gases que se escapan a la atmósfera, sin haber sido inhalados por el paciente.
• en caso de inhalación prolongada, por ejemplo durante una intervención quirúrgica que dura más de 2 horas, a fin de contrarrestar cualquier variación de la ventilación por minuto del paciente, el caudal continuo de gas se ajusta a un valor conservador, que es generalmente muy por encima de la ventilación por minuto promedia del paciente. Los volúmenes de gas necesarios son por lo tanto muy grandes, lo que genera una logística complicada y problemas de espacio en la sala de operaciones o análoga: cambios frecuentes de las botellas de gas vacías por llenas, almacenamiento de las botellas vacías y llenas, falta de espacio libre para el almacenamiento, etc.
Por lo tanto, a menudo se prefiere el suministro de gas intermitente, es decir, no continuo. Para ello, se utilizan convencionalmente dispositivos denominados “válvulas a demanda”.
Durante las fases inspiratorias, una válvula a demanda o VAD se abre y suministra gas terapéutico en proporción a la presión negativa generada por las inspiraciones del paciente en la mascarilla de respiración que equipa el paciente, mientras que, durante las fases espiratorias, la VAD se cierra y deja de proporcionar gas.
Una VAD permite suministrar la cantidad de gas que necesita el paciente, es decir exactamente su ventilación por minuto. Esto permite limitar mucho el consumo de gas y por lo tanto evitar los inconvenientes antes mencionados que existen durante la administración continua.
Sin embargo, una VAD también tiene inconvenientes. Así, requiere una presión negativa mínima, relativamente grande, para abrir y suministrar el caudal de gas al paciente y, una vez abierta, es necesario un esfuerzo inspiratorio sustancial por parte del paciente para inspirar el gas que necesita.
Por estas razones, las VAD no están indicadas para determinados pacientes, en particular personas frágiles (por ejemplo, niños pequeños, personas mayores, etc.), por lo tanto no son adecuados actualmente para el tratamiento de determinadas patologías que afectan a este tipo de pacientes, por ejemplo, los que sufren un ACV que son en su mayoría personas mayores.
Por otro lado, existe otro problema con los dos sistemas (es decir, continuo o discontinuo) en el tratamiento de ciertas patologías. Así, debido a limitaciones de espacio relacionadas con el acto de trombectomía mecánica en el tratamiento de ACV, el sistema de administración debe colocarse lejos de la cabeza del paciente y conectarse a este mediante tuberías de llegada de gas, que pueden alcanzar varios metros de longitud, típicamente hasta a 4 metros, incluso más. Estas tuberías generarán una resistencia adicional a la inspiración, es decir que el paciente debe producir una presión negativa aún más importante para poder inhalar gas y satisfacer sus necesidades ventilatorias.
Ahora bien, en caso de “fugas” a nivel de la mascarilla, es decir, defectos de estanqueidad en la periferia de la mascarilla en contacto con la cara, esta presión negativa arrastra aire ambiente y diluye el gas inhalado.
Esta dilución no deseada del gas terapéutico por aire ambiente es muy problemática ya que puede conducir a una disminución de eficacia significativa del gas medicinal, es decir, del gas terapéutico, administrado al paciente.
Esto no es aceptable en el plano médico y es entonces necesario minimizar, tanto como sea posible, esta presión negativa para limitar la dilución del gas terapéutico con el aire ambiente, a riesgo de no obtener el beneficio clínico esperado, es decir, no tratar el paciente de manera efectiva.
En este contexto, un problema es proponer un dispositivo para proporcionar gas y una instalación para suministrar gas terapéutico, es decir, gas puro o mezcla gaseosa, a un paciente que comprenda tal dispositivo para proporcionar gas que permita limitar el consumo de gas, es decir, que funcione de manera análoga a una válvula a demanda, asegurando al mismo tiempo un esfuerzo inspiratorio mínimo por parte del paciente para garantizar su comodidad respiratoria, incluso durante procedimientos largos (por ejemplo, 1 a 2 horas o más), y limitar al máximo la dilución del gas terapéutico en caso de fugas en la mascarilla, es decir entradas indeseables de aire ambiente por defectos de estanqueidad.
Una solución según la invención se refiere a un dispositivo para proporcionar gas que comprende:
• un paso de gas interno en comunicación fluídica con un depósito deformable para alimentar dicho depósito deformable con gas terapéutico,
• un dispositivo de válvula dispuesto en el paso de gas interno, aguas arriba del depósito deformable, para controlar el caudal de gas terapéutico que circula en el paso de gas interno, y
• una unidad de control por microprocesador que controla el dispositivo de válvula para fijar o ajustar el caudal de gas que pasa a través de dicho dispositivo de válvula y que alimenta el depósito deformable en gas terapéutico, y
caracterizado por que además comprende un sensor de presión configurado para:
- llevar a cabo una o más mediciones de presión de gas (Pmascarilla) a nivel de una mascarilla de respiración, y
- proporcionar a la unidad de control dicha o dichas medidas de presión de gas (Pmascarilla), y en el que la unidad de control está configurada para:
- comparar la o las medidas de presión de gas (Pmascarilla) proporcionadas por el sensor de presión a un valor umbral de presión dado (Pumbral), y
- controlar el dispositivo de válvula para ajustar el caudal de gas en función de dicha comparación. En el contexto de la invención:
• el término “presión” se utiliza para designar, de manera general, una presión positiva (>0 bar), nula (=0 bar) o negativa (<0 bar), es decir una depresión.
• las presiones se expresan en bar o mbar relativos.
• el signo delante de un valor de presión significa que la presión es negativa, es decir, se trata de una depresión (es decir, inferior a la presión atmosférica).
• el signo "+" delante de un valor de presión significa que la presión es positiva (es decir, superior a la presión atmosférica).
• la expresión "gas terapéutico" designa un gas con uno o más constituyentes o compuestos gaseosos, es decir, un gas "puro" o una mezcla gaseosa.
• en "unidad de control", el término "unidad" es equivalente a los términos "dispositivos", "aparatos", "medios", "sistema" o análogos, y el término "control" es equivalente a los términos "mando", “pilotaje”, “tratamiento” o similar.
Según la realización considerada, el dispositivo para proporcionar gas terapéutico de la invención puede comprender una o más de las siguientes características:
• cuando la unidad de control determina que la presión del gas (Pmascarilla) medida en la mascarilla es menor o igual que el valor del umbral de presión dado (Pumbral), es decir, Pmascarilla á Pumbral, dicha unidad de control está configurada para controlar el dispositivo de válvula para aumentar el caudal de gas terapéutico que pasa a través de dicho dispositivo de válvula y alimenta el depósito deformable.
• el valor umbral de presión (Pumbral) es menor o igual a 0 mbar.
• el valor umbral de presión (Pumbral) es menor o igual a -0,25 mbar, preferentemente menor o igual a -0,5 mbar.
• el valor umbral de presión (Pumbral) se memoriza en la unidad de control.
• el valor umbral de presión (Pumbral) se memoriza por el microprocesador o por una memoria de almacenamiento de datos.
• el valor umbral de presión (Pumbral) es ajustable.
• el paso de gas interno comprende uno o más conductos, tuberías o análogo.
• el sensor de presión comprende un sensor de presión diferencial.
• el sensor de presión está conectado eléctricamente a la unidad de control.
• el dispositivo de válvula incluye una válvula proporcional.
• el sensor de presión está configurado para proporcionar a la unidad de control una o más medidas de presión de gas (Pmascarilla), preferentemente varias medidas de presión sucesivas, en forma de valores numéricos o de señales representativas de tales valores numéricos (por ejemplo, señales de tensiones cuyos valores o señales pueden ser procesados como tales o convertidos en valores numéricos por la unidad de control.
• el sensor de presión está conectado neumáticamente, a través de una conexión neumática, tal como un conducto flexible, a una mascarilla respiratoria para realizar mediciones de presión en la cámara respiratoria interna del cuerpo de la mascarilla.
• comprende una fuente de alimentación eléctrica de tipo cable y toma de corriente (por ejemplo, 110/220 V) y/o una batería interna, preferiblemente recargable.
• la fuente de energía eléctrica alimenta en corriente eléctrica la unidad de control y todos los componentes del dispositivo presentes (según la realización escogida) que necesitan energía eléctrica para funcionar, por ejemplo uno o más componentes de tipo pantalla, LED, dispositivo de alarma sonora y/o visual, etc.
• comprende una caja externa rígida, por ejemplo de material polimérico u otro.
• la unidad de control, al menos parte del paso de gas interno, el depósito deformable, el sensor de presión y/o el dispositivo de válvula están dispuestos en la caja.
• el depósito deformable comprende un globo flexible o análogo.
• el depósito deformable se deforma en función de la cantidad y/o de la presión de gas terapéutico que contiene. Por lo tanto, puede adoptar diferentes estados, fases o niveles de llenado, en particular una fase denominada "lleno", una fase denominada "vacío" (es decir, cantidad residual mínima de gas) y fases intermedias correspondientes al llenado parcial del depósito (es decir, entre las fases “lleno” y “vacío”).
• el sensor de presión está configurado o controlado para llevar a cabo medidas de presión (Pmascarilla) a intervalos de tiempo dados, preferentemente cada 20 ms o menos, preferentemente cada 10 ms o menos, o incluso cada 5 ms o menos.
• la unidad de control está configurada para controlar el dispositivo de válvula, en particular la válvula proporcional, para ajustar (es decir, fijar o modificar) el caudal de gas que pasa a través de dicho dispositivo de válvula en función de la comparación realizada por la unidad de control entre la presión medida en el mascarilla (Pmascarilla) y el valor de umbral de presión dado (Pumbral) prefijado que sirve como presión de referencia, en particular para aumentar el caudal de gas terapéutico que pasa a través del dispositivo de válvula y alimenta el depósito deformable, cuando la unidad de control determina que la presión del gas (Pmascarilla) medida en la mascarilla es menor o igual al valor del umbral de presión dado (Pumbral), es decir, Pmascarilla á Pumbral, con Pumbral á 0 mbar, preferiblemente Pumbral á -0,25 mbar, de manera a acelerar el llenado de dicho depósito deformable.
• el depósito deformable está hecho de un material flexible de tipo caucho, silicona o análogo, por ejemplo de caucho-silicona LSR NuSil.
• la unidad de control del microprocesador comprende uno o más microprocesadores, preferiblemente un (o más) microcontrolador.
• el o los microprocesadores implementan uno o más algoritmos.
• la unidad de control comprende una o más memorias de almacenamiento de datos u otro, por ejemplo, tablas de referencia.
• la unidad de control del microprocesador comprende una tarjeta electrónica que lleva el o los microprocesadores, preferiblemente uno o más microcontroladores.
• el dispositivo para proporcionar gas comprende además un medidor de caudal o sensor de caudal dispuesto en el paso de gas interno para medir el caudal de gas que circula a través de dicho paso de gas interno.
• el sensor de caudal (es decir, medidor de caudal) dispuesto en el paso de gas interno, aguas abajo del dispositivo de válvula, en particular la válvula proporcional, de manera a poder medir el caudal de gas suministrado por dicho dispositivo de válvula.
• el sensor de caudal está dispuesto aguas arriba del depósito deformable, preferiblemente aguas arriba del punto de unión de la línea de entrada de aire.
• el sensor de caudal está conectado eléctricamente a la unidad de control y le proporciona las medidas que lleva a cabo.
• el sensor de caudal es un sensor de caudal másico o un sensor de presión diferencial.
• comprende un dispositivo antirretorno dispuesto en el paso de gas interno, aguas abajo del depósito, preferentemente una válvula antirretorno.
• el depósito deformable tiene un volumen comprendido entre aproximadamente 0,1 y 3 l, medido en reposo (es decir, presión interna igual a la presión atmosférica).
• el depósito deformable tiene una pared de grosor comprendido entre 0,10 y 0,90 mm, típicamente entre 0,25 y 0,75 mm.
• el dispositivo comprende además una (o varias) válvulas unidireccionales dispuestas en el paso de gas interno, en particular aguas abajo del depósito deformable.
• el dispositivo comprende además una interfaz hombre-máquina (IHM) que comprende una pantalla de visualización de informaciones, preferiblemente una pantalla táctil, y/o una o más teclas o botones de selección, en particular teclas virtuales que se muestran en la pantalla táctil, y/o un dispositivo de activación, tal como un botón de encendido/apagado o “on/off”, y/u otros elementos.
• el dispositivo comprende además un sistema de alarma para alertar al usuario en caso de un problema que afecta al dispositivo o al gas, por ejemplo, una falla en la válvula o el sensor, una mala composición gaseosa (por ejemplo, una mezcla hipóxica) u otros. El sistema de alarma puede comprender medios o un dispositivo para emitir señales sonoras y/o visuales.
La instalación para suministrar gas terapéutico a un paciente que comprende un dispositivo para suministrar gas según la invención y una mascarilla respiratoria, estando dicha mascarilla respiratoria en comunicación fluídica con el depósito deformable y alimentada con gas terapéutico por dicho depósito deformable, y por otro lado conectada neumáticamente al sensor de presión a fin de permitir la realización de medidas de presión en la mascarilla.
Según la realización considerada, la instalación para suministrar gases terapéuticos según la invención puede comprender una o varias de las siguientes características:
• la mascarilla respiratoria es una mascarilla facial (es decir, naso-bucal) que cubre la nariz y la boca del paciente, en uso, es decir, cuando la lleva dicho paciente.
• comprende además una fuente de gas terapéutico conectada fluídicamente al paso de gas interno para suministrar gas terapéutico a dicho paso de gas.
• la fuente de gas terapéutico comprende uno o más recipientes de gas, en particular botellas.
• la fuente de gas terapéutico comprende un recipiente de gas que contiene una mezcla gaseosa O2/NO2O, preferiblemente una mezcla equimolar de O2/NO2O (es decir, 50% molar/50% molar).
• alternativamente, la fuente de gas terapéutico comprende un recipiente de gas que contiene una mezcla gaseosa O2/argón, preferiblemente con un contenido de 35 a 45% en volumen de O2, y de 55 a 65% en volumen de Ar, por ejemplo una mezcla que contiene de 38 a 43% en volumen de O2 y de 57 a 62% en volumen de Ar, en particular una mezcla binaria formada a partir de 40% en volumen de O2 y 60% en volumen de Ar.
• alternativamente, la fuente de gas terapéutico comprende un primer recipiente de gas que contiene argón o N2O, un segundo recipiente de gas que contiene oxígeno (O2) y un mezclador de gas alimentado con gas por dichos primer y segundo recipientes de gas, llevando a cabo dicho mezclador una mezcla de los gases que provienen del primer y segundo recipientes de gas para obtener una mezcla gaseosa O2/NO2O o O2/argón.
• comprende un conducto de suministro de presión, es decir, una conexión neumática, dispuesto entre la mascarilla respiratoria y el sensor de presión del dispositivo para proporcionar gas.
La invención se entenderá mejor gracias a la descripción detallada a continuación, llevada a cabo a título ilustrativo pero no limitativo, en referencia a las figuras anexas entre las cuales:
La Fig. 1 esquematiza una realización de una instalación para suministrar gas según la invención,
La Fig. 2 esquematiza una realización de la arquitectura interna de un dispositivo para proporcionar gas según la invención,
La Fig. 3 ilustra el funcionamiento de la unidad de control del dispositivo para proporcionar gas de la Fig. 2, en particular las curvas de presión y de caudal obtenidas a lo largo del tiempo, y
La Fig. 4 es una comparación de los rendimientos de un dispositivo para proporcionar gas según la presente invención y de varios otros dispositivos.
La Fig. 1 es una representación esquemática de una realización de una instalación para suministrar gas 1 según la presente invención. Comprende un dispositivo para proporcionar gas 1 según la invención, en particular el esquematizado en la Fig. 2, que comprende una caja externa 2 que forma una caja rígida, por ejemplo de polímero, que comprende los componentes internos, en particular un paso de gas interno, un depósito deformable, un dispositivo de válvula y una unidad de control por microprocesador como se explica a continuación.
Una fuente de gas terapéutico 3, tal como una botella de gas 30 equipada con una válvula 31, suministra un gas terapéutico, es decir, un gas o una mezcla gaseosa al dispositivo para proporcionar gas 1 a través de una manguera flexible de conexión 32, conectada al puerto de entrada 33 del dispositivo para proporcionar gas 1.
El gas terapéutico pasa a través del dispositivo para proporcionar gas 1, como se explica a continuación, para después ser suministrado a un paciente P a través de un conducto de gas 13 que está conectada fluídicamente a un puerto de salida 14 del sistema de administración 1. El gas se suministra al paciente P a través de una interfaz o mascarilla respiratoria 10 alimentada por la línea de gas 13, tal como una tubería flexible.
Preferiblemente, la interfaz o mascarilla respiratoria 10 es una mascarilla facial, es decir, una mascarilla nasobucal, que cubre la boca y la nariz del paciente. Por supuesto, podrían ser adecuadas otras interfaces respiratorias.
La mascarilla facial 10 tiene un puerto de exhalación 11 y un puerto de inhalación 12. El puerto de inhalación 12 está conectado fluídicamente al conducto de gas 13 que transporta el gas. El puerto de exhalación 11 comprende preferentemente una válvula antirretorno que dirige y permite la evacuación a la atmósfera de los gases durante la espiración del paciente, es decir gases exhalados ricos en CO2, e impide por otro lado la entrada de aire ambiente en la mascarilla 10 cuando el paciente inhala el gas terapéutico, es decir durante sus fases inspiratorias. La válvula antirretorno comprende una válvula unidireccional, tal como un disco de silicona que descansa sobre una superficie perforada, que sólo deja pasar el gas en un sentido, por ejemplo la válvula unidireccional con referencia 97351 comercializada por la empresa Qosina.
La mascarilla 10 también tiene un puerto de toma de presión 15 conectado fluídicamente a una línea o conducto de llegada de presión 16, tal como un tubo flexible, por ejemplo, un tubo de silicona de varios metros, el mismo conectado neumáticamente al sensor de presión 55, a través de un puerto de medida 17 dispuesto en la caja 2 del dispositivo para proporcionar gas 1. Esta configuración permite al sensor de presión 55 dispuesto en la caja 2 llevar a cabo medidas de presión en la mascarilla 10 a fin de seguir la presión (es decir, la depresión) que se ejerce en ella, tal como se explica a continuación.
La fuente de gas 3 contiene un gas terapéutico bajo presión, por ejemplo una mezcla de argón/oxígeno, que comprende por ejemplo 60% en volumen de argón y 40% en volumen de oxígeno, a una presión máxima del orden de 250 bar. La válvula 31 es preferiblemente una válvula con un regulador de presión integrado o RDI que suministra el gas en la manguera flexible de conexión 32 a una presión reducida, por ejemplo del orden de 5 bar. El regulador de presión integrado 31 está preferentemente protegido por una cubierta rígida (no representada).
La Figura 2 esquematiza una realización de la arquitectura interna del dispositivo para proporcionar gas 1 según la presente invención que forma parte de la instalación para suministrar gas 40 según la presente invención, que se esquematiza en la Fig. 1.
El dispositivo para proporcionar gas 1 comprende una unidad de control 50 que comprende un microprocesador 51 portado por una tarjeta electrónica 52 que sirve para controlar un dispositivo de válvula 22, tal como una válvula proporcional, para fijar o ajustar el caudal de gas que pasa a través de dicho dispositivo de válvula 22, como se explica a continuación.
La unidad de control 50 comprende uno (o más) microprocesador 51, típicamente uno (o más) microcontrolador, que ejecutan uno (o más) algoritmo que recibe y analiza las medidas proporcionadas por diferentes sensores, en particular por el sensor de presión 55 dispuesto en la caja 2 y conectado neumáticamente a la mascarilla 10 por la línea de llegada de presión 16.
Un paso de gas interno 100, por ejemplo un conducto o análogo, está dispuesto en la caja 2 y se extiende entre un puerto u orificio de entrada 33 y un puerto u orificio de salida 14 de manera a transportar el gas terapéutico desde el puerto de entrada 33 hacia el puerto de salida 14, y permitir después su llevada hasta la mascarilla 10, a través del conducto flexible 13.
El dispositivo de válvula 22, a saber aquí una válvula proporcional, está dispuesto en el paso de gas interno 100, preferiblemente en la sección aguas arriba 21 de dicho paso de gas interno 100. Está controlado por el microcontrolador 51 de la unidad de control 50 para modificar el caudal de gas terapéutico que pasa a través de dicho dispositivo de válvula 22 y que circula en el lumen del paso de gas interno 100 hacia el puerto u orificio de salida 14, como se describe a continuación.
Se pueden utilizar diferentes tipos de válvulas proporcionales como dispositivo de válvula 22, preferiblemente se escoge una válvula proporcional que funciona en una amplia gama de caudales, por ejemplo, la válvula denominada IMI FAS FLATPROP.
Un sensor de caudal 60 está dispuesto en el paso de gas interno 100, a la salida del dispositivo de válvula 22, a fin de medir el caudal del gas terapéutico suministrado por dicho dispositivo de válvula 22, típicamente una válvula proporcional. El sensor de caudal 60 puede ser un sensor de caudal másico o estar basado en un sensor de presión diferencial.
El sensor de caudal 60 está conectado eléctricamente a la unidad de control 50 y proporciona una señal de caudal que es procesada por dicha unidad de control 50, típicamente por el microprocesador 51, preferiblemente un microcontrolador.
Preferiblemente, se obtiene un caudal volumétrico después de la conversión de la señal suministrada por el sensor de caudal 60 con la ayuda de una tabla de correspondencia específica memorizada en una memoria que coopera con la unidad de control 50. El sensor de caudal 60 también puede usarse para detectar cualquier falla en la válvula proporcional 22 o para determinar la cantidad de gas, es decir, el volumen proporcionado por la fuente de gas 3.
El paso de gas interno 100 dirige entonces el gas hacia un depósito deformable 27, en particular un depósito flexible, dispuesto aguas abajo del sensor de caudal 60, y en conexión fluídica con dicho paso de gas 100.
El depósito deformable 27 comprende una pared periférica flexible 270 que delimita un volumen interno 27a para el gas, formando una bolsa deformable para el gas terapéutico. En reposo, el volumen interno 27a está comprendido por ejemplo entre 0,2 y 1 l aproximadamente.
El caudal de gas entra en el volumen interno 27a del depósito deformable 27 a través de un orificio de entrada del depósito 24a, en comunicación fluídica con el paso de gas interior 100. Preferiblemente, las propiedades del depósito deformable 27 son tales que es altamente deformable. Por ejemplo, su pared periférica 270 tiene un grosor comprendido entre aproximadamente 0,25 y 0,75 mm y está formada por una silicona flexible biocompatible, por ejemplo una silicona de la serie LSR comercializada por NuSil.
El gas sale del depósito 27 a través de un orificio de salida del depósito 24b que está conectada fluídicamente a una sección aguas abajo 28 del paso de gas interno 100, que se extiende hasta el puerto de salida 14.
Un (o más) dispositivo antirretorno 61, como una válvula antirretorno, está dispuesto en el paso de gas interno 100, aguas abajo del depósito 27, a saber entre el orificio de salida 24b del depósito 27 y el puerto de salida 14 de caja 2, para impedir cualquier reflujo de gas. Así, los gases exhalados por el paciente P son evacuados únicamente a través del puerto de exhalación 11 de la mascarilla 10 y no pueden regresar al depósito 27.
La válvula antirretorno 61 está concebida preferentemente de tal manera que se genera a través de ella una muy baja caída de presión, típicamente menor o igual a 0,2 mbar, cuando pasa un caudal de gas a través de ella.
Por supuesto, también se pueden utilizar varias válvulas antirretorno 61 en lugar de una sola, por ejemplo 3 a 5 dispuestas en paralelo (no representado).
A fin de poder realizar medidas de presión en la mascarilla 10, se prevé un sensor de presión 55, preferiblemente un sensor de presión diferencial, en la caja 2 del dispositivo 1. El sensor de presión 55 está configurado para medir presiones negativas (es decir, presiones inferiores a la presión atmosférica o depresiones) hasta aproximadamente -5 mb.
El sensor de presión 55 es aquí un sensor de presión diferencial que comprende dos orificios de detección que comprenden un primer orificio de detección mantenido en condiciones atmosféricas (es decir a presión atmosférica, es decir 1 atm) y un segundo orificio de detección dispuesto en un conducto de medida 110, conectado al puerto de medida 17 de la caja 2. El puerto de medida 17 está conectado fluídicamente a la línea de llegada de presión 16 conectada a la mascarilla 10 para monitorear allí la presión que prevalece en la cámara de respiración de dicha mascarilla 10. Por ejemplo, se puede usar el sensor de presión diferencial con referencia SDP3X disponible de Sensirion.
A intervalos de tiempo sucesivos, por ejemplo a una frecuencia de 5 ms, el sensor de presión diferencial 55 envía una señal de medida de presión Pmascarilla a la unidad de control 50, señal Pmascarilla la cual refleja la presión medida en la mascarilla 10 en el instante considerado. La unidad de control 50 procesa entonces esta señal de presión a fin de controlar la válvula proporcional 22 como se detalla a continuación, para ajustar el caudal de gas enviado al depósito flexible 27.
El depósito flexible 27 presenta diferentes estados de inflado/desinflado en función de la presión de gas reinante en el mismo, por lo tanto de la cantidad de gas que se introduce o extrae del mismo, comprendiendo al menos:
• un estado denominado "en reposo", en el que el volumen interno 27a, lleno de gas, está a la presión atmosférica (es decir, 1 atm).
• un estado denominado "inflado", en el que el volumen interno 27a, lleno de gas, está a una presión superior a la presión ambiente (es decir > 1 atm). •
• estados de "desinflado parcial", en el que sale parte del gas contenido en el depósito.
Una fuente de alimentación eléctrica (no mostrada) suministra corriente eléctrica a todos los componentes que funcionan con energía eléctrica, tales como sensores, unidad de control, válvulas controladas, interfaz hombremáquina (IHM), pantalla de visualización digital, etc. Puede disponerse en la caja 2, por ejemplo una batería recargable 0 que comprende un cable y una toma de corriente (110/220V), y eventualmente un convertidor de potencia.
Durante una terapia con administración de gas terapéutico, el paciente P realiza una sucesión de inspiraciones y espiraciones para inhalar el gas terapéutico, por ejemplo una mezcla O2/argón o N2O/O2 y exhalar gases ricos en CO2 resultantes de los intercambios pulmonares.
A fin de facilitar la comprensión del funcionamiento del dispositivo 1, se considera que:
• la presión en el volumen interno 27a del depósito 27 es igual a la presión atmosférica, es decir que el depósito 27 está en posición de reposo.
• el depósito 27 está lleno de gas terapéutico procedente de la fuente de gas 3.
• el paciente empieza una inspiración.
Cuando el paciente empieza a inhalar, el puerto de exhalación 11 de la mascarilla 10 se cierra y se produce una ligera depresión a nivel del puerto de inhalación 12 de la mascarilla 10. Esta depresión se propaga hasta el sensor de presión diferencial 55, a través respectivamente de la línea de suministro de presión 16, el puerto de medida 17 y el conducto de medida 110. La información de presión se transmite entonces por el sensor de presión diferencial 55 a la unidad de procesamiento 50, en particular al microprocesador 51.
Por otro lado, esta depresión se propaga en paralelo en el conducto 13, el puerto de salida 14 y la sección aguas abajo 28 del paso de gas interno 100.
Mientras que la presión del gas en el volumen interno 27a del depósito 27 es igual a la presión atmosférica (es decir, 1 atm), aparece entonces una presión diferencial positiva a través de la válvula antirretorno 61 que permite a una cierta cantidad de gas pasar a través de dicha válvula antirretorno 61 para responder a la demanda respiratoria del paciente.
En otras palabras, se puede establecer un caudal gaseoso desde el depósito 27 en dirección de la mascarilla 10. Después, el volumen interno 27a del depósito 27 se vacía entonces y el depósito 27 se desinfla, creando a su vez una ligera depresión en el volumen interno 27a.
Ahora bien, la unidad de control 50 está configurada para garantizar que, en todo momento, la presión que reina en la mascarilla 10 sea lo más próxima posible a la presión atmosférica (es decir, 1 atm), es decir, 0 mbar relativo. Para ello, la unidad de control 50 controla la válvula proporcional 22 de manera que el caudal suministrado por dicha válvula proporcional 22 sea proporcional a la presión medida Pmascarilla en la mascarilla 10 por el sensor de presión diferencial 55.
Para ello, el microprocesador 51 puede implementar, por ejemplo, un algoritmo del tipo:
• Si “Presión de la mascarilla” es negativa: caudal (l/min) = a * | P |
• Si "Presión de la mascarilla" es positiva: caudal (l/min) = 0
en los que: a es una constante positiva y | P | es el valor absoluto de la presión medida en la mascarilla.
Por lo tanto, la unidad de control 50 actúa sobre la válvula proporcional 22 sólo si la presión que reina en la mascarilla 10 es negativa, es decir que la válvula proporcional 22 está controlada o permanece en la posición cerrada tan pronto como la presión en la mascarilla 10 se vuelve positiva.
En caso de presión negativa (es decir, depresión) en la mascarilla 10, medida por el sensor de presión diferencial 55, reflejando la inspiración del paciente P, la válvula proporcional 22 será controlada por la unidad de control 50, en particular por el microprocesador 51, tal que: caudal (l/min) = a * | P |.
Aparece entonces una proporcionalidad entre el caudal proporcionado por la válvula proporcional 22 y la presión negativa medida en la mascarilla 10 por el sensor de presión diferencial 55. Cuanto más se desvía el valor de presión de 0 mb, mayor es el caudal. Por el contrario, cuanto más se acerca el valor de la presión a 0 mb, menor es el caudal. Se entiende por supuesto que el algoritmo aquí descrito tiene un objetivo ilustrativo, y que podrían implementarse algoritmos más sofisticados tales como un control por términos Proporcional-Integral y Derivativo (PID).
Además, el dispositivo para proporcionar gas 1 puede comprender otros elementos, tal como una interfaz hombremáquina (IHM) con pantalla de visualización de informaciones, preferiblemente una pantalla táctil, una o más teclas o botones de selección, un dispositivo de puesta en marcha, tal como un botón de encendido/apagado, un sistema de alarma y/u otros elementos.
La Fig. 3 esquematiza el funcionamiento de la unidad de control 50, en particular del algoritmo implementado por el microprocesador 51 del dispositivo para proporcionar gas 1, en respuesta a la inspiración del paciente P.
La inspiración del paciente P se divide en dos porciones distintas sucesivas I1 e I2, correspondiendo I1 al principio de la inspiración. Así, si t0 es el instante mismo del principio de la inspiración del paciente P, en ese instante la presión relativa PR en el depósito 27 es cero, es decir a la presión atmosférica (es decir, 1 atm).
Como se mencionó anteriormente, la inspiración del paciente crea entonces una depresión en la mascarilla 10, que está representada por la curva PM. En respuesta a esta depresión, la unidad de control 50 controlará la válvula proporcional 22 para ajustar el caudal de gas terapéutico con el fin de limitar la caída de presión en la mascarilla 10. Ahora bien, como en todo sistema que integra elementos electromecánicos, existe un tiempo de respuesta intrínseco, es decir un plazo, en respuesta a la manifestación física que es aquí la depresión en la mascarilla 10.
Durante esta fase I1, la presión en el depósito deformable 27 disminuye, señal de que éste se está desinflando y de que circula una cantidad de gas a través de la válvula antirretorno 61 en dirección a la mascarilla 10, con el fin de satisfacer la demanda de inspiración del paciente P. Esta disminución de presión en el depósito 27 alcanza, en t1, un valor mínimo PRm y, de manera similar, aparece una presión mínima PMm en la mascarilla 10.
Este tiempo t1 corresponde al momento en el que la electroválvula proporcional 22 comienza a abrirse en respuesta a la solicitud de la unidad de control 50 y por lo tanto a suministrar un caudal D, marcando la transición en fase I2. En estas condiciones, el caudal gaseoso D satisfará las necesidades del paciente P y al mismo tiempo llenará el depósito 27, cuya presión PR aumentará hasta volverse nula en t2, señal de que el depósito 27 ha vuelto a su estado de reposo, es decir, totalmente lleno.
Este aumento de presión PR en el depósito 27 va acompañado naturalmente, al mismo tiempo, de un aumento de presión PM en la mascarilla 10, aproximándose aquí a -0,5 mb.
La porción de la fase I2 ulterior a t2 ve el depósito 27 en una situación de sobreinflado ya que la presión PR es positiva, 10 cual es perfectamente normal.
En efecto, la unidad de control 50 controla la válvula proporcional 22 para ajustar el caudal que la atraviesa de manera que la presión PM en la mascarilla 10 sea la más próxima de 0. Ahora bien, los elementos aguas abajo del depósito 27, en particular la sección aguas abajo 28 del paso 100, la válvula antirretorno 61 y la línea 13 crean una resistencia al flujo de gas. En relación con la demanda inspiratoria del paciente P (es decir, su caudal inspiratorio), esta resistencia al flujo es igual a la diferencia entre la presión PR en el depósito 27 y la presión PM en la mascarilla 10.
En otras palabras, una presión positiva en el depósito 27 sólo tiene como objetivo compensar total o parcialmente la resistencia al flujo de los elementos antes mencionados con el fin de que la presión negativa en la mascarilla 10 sea la más próxima de 0.
Si el dispositivo 1 no dispusiera de un mecanismo de suministro de caudal basado en la presión reinante en la mascarilla 10, es decir, si el depósito 27 se vaciara progresivamente en respuesta a la inspiración del paciente P, entonces la depresión en la mascarilla 10 que permite al paciente P satisfacer sus necesidades ventilatorias, sería igual a la suma de las resistencias al flujo de los elementos situados aguas abajo del depósito 27, incluyendo el propio depósito 27.
Finalmente, la fase I2 da paso a una fase espiratoria E1, en la que el paciente exhala a través del puerto espiratorio 11 de la mascarilla 10. Esta expiración genera entonces una presión PM positiva en la mascarilla 10 y la unidad de control 50 controla entonces la válvula proporcional 22 de manera a interrumpir el suministro de gas, es decir el caudal. Al mismo tiempo, el depósito 27, él mismo bajo presión PR positiva, se vacía progresivamente siguiendo el perfil de la presión PM que reina en la mascarilla 10.
El depósito 27 es indispensable para el buen funcionamiento del dispositivo 1. En efecto, si no estuviera presente, el gas circularía en elementos rígidos, es decir no deformables, como el paso de gas interno 100 y el conducto 13. Así, durante la fase I1, antes de que se abra la válvula proporcional 22, la demanda respiratoria del paciente no sería satisfecha, provocando entonces una gran incomodidad respiratoria para el paciente. Además, el depósito 27, durante toda la fase inspiratoria, actúa como amortiguador atenuando el efecto de las variaciones de la demanda ventilatoria P del paciente y de la respuesta de la unidad de control 50 y de la válvula proporcional 22, en respuesta a estas variaciones.
La Fig. 4 compara los rendimientos de un dispositivo para proporcionar gas 1 según la presente invención y de varios dispositivos de la técnica anterior, tales como un sistema de caudal continuo y una válvula a la demanda.
Con el fin de obtener datos representativos, esta comparación utiliza un banco de prueba que comprende un "paciente electrónico", es decir, un dispositivo que imita la respiración de un paciente, por ejemplo, el simulador respiratorio ASL 5000 disponible en Ingmar Medical, que permite simular de manera repetible la respiración de un paciente.
Los diferentes dispositivos ensayados se conectan al "paciente electrónico" mediante un conducto de suministro de gas con un orificio calibrado que simula una fuga a nivel de la mascarilla respiratoria.
La fuente de gas terapéutico proporciona una mezcla de 60% de argón y 40% de oxígeno (% en volumen).
En función de la resistencia de cada uno de los dispositivos, y por lo tanto de la depresión que genera el “paciente electrónico”, es posible medir la concentración de gas terapéutico inhalado por el paciente bajo el efecto de la dilución con el aire ambiente.
En la Fig. 4:
• S1 es el dispositivo para proporcionar gas 1 de la presente invención, esquematizado en la Fig. 1 y la Fig. 2;
• S2 es una válvula a la demanda, por ejemplo la VAD de Ease II de GCE;
• S3 es un sistema de caudal continuo, por ejemplo el disponible de Intersurgical; y
• S4 es un dispositivo para proporcionar gas análogo al de la invención (es decir, S1) pero en el que se ha eliminado el sistema para limitar la depresión en la mascarilla (es decir, sensor, línea de suministro de presión, etc.).
Los resultados obtenidos muestran claramente las limitaciones de los sistemas actuales.
Así, bajo el efecto de la fuga simulada, la concentración en argón inhalado por el paciente P se aproxima a 40% (% en volumen) para el sistema a caudal continuo S3, y 45% para la válvula a la demanda S2, es decir, respectivamente una pérdida de 20% y 15% en volumen de argón, lo que no permite garantizar una eficacia del dispositivo durante el suministro de gas a un paciente ya que el contenido en argón suministrado al paciente es muy inferior al esperado, es decir 60% en volumen.
Por el contrario, el dispositivo para proporcionar gas 1 (S1) de la invención permite limitar en gran medida la dilución con el aire ambiente, manteniendo, en las mismas condiciones de prueba, una concentración del orden de 57% en volumen, es decir, aproximadamente el contenido deseado (es decir, 60%), garantizando así plenamente la eficacia terapéutica.
A modo de comparación, el dispositivo para proporcionar gas 1, desprovisto de los medios para limitar la depresión en la mascarilla (S4), sigue siendo superior a los dispositivos existentes (S2, S3) pero sólo asegura, sin embargo, una concentración ligeramente superior a 50% en volumen, lo que es insuficiente para garantizar una eficacia del tratamiento con argón para el que se desea un contenido eficaz de 60% en volumen.
El dispositivo para proporcionar gas 1 según la invención satisface, por lo tanto, a todas las necesidades de comodidad del paciente y de minimización del impacto de la fuga en término de reducción de la concentración de gases inhalados, asegurando así la eficacia terapéutica deseada.
Este nivel de eficacia sólo es posible asociando un depósito deformable 27 y una dependencia del caudal de gas proporcionado a la presión medida en la mascarilla 10 por el sensor de presión 55 que coopera con la unidad de control 50 en el microprocesador 51.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo para proporcionar gas (1) que comprende:
- un paso de gas interno (100) en comunicación fluídica con un depósito deformable (27) para alimentar al depósito deformable (27) en gas terapéutico,
- un dispositivo de válvula (22) dispuesto en el paso de gas interno (100), aguas arriba del depósito deformable (27), para controlar el caudal de gas terapéutico que circula en el paso de gas interno (100), y
- una unidad de control (50) con microprocesador (51) que controla el dispositivo de válvula (22) para fijar o ajustar el caudal de gas que pasa a través de dicho dispositivo de válvula (22) y alimenta el depósito deformable (27) en gas terapéutico, caracterizado por que comprende además un sensor de presión (55) configurado para:
a) llevar a cabo una o más medidas de presión de gas (Pmascarilla) a nivel de una mascarilla respiratoria (10), y b) suministrar a la unidad de control (50) dicha o dichas medidas de presión de gas (Pmascarilla),
y en el que la unidad de control (50) está configurada para:
I) comparar la o las medidas de presión de gas (Pmascarilla) suministradas por el sensor de presión (55) a un valor umbral de presión dado (Pumbral)
II) y controlar el dispositivo de válvula (22) para ajustar el caudal de gas en función de dicha comparación.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por que cuando la unidad de control (50) determina que la presión del gas (Pmascarilla) medida en la mascarilla (10) es menor o igual al valor umbral de presión dado (Pumbral), (es decir, Pmascarilla á Pumbral), dicha unidad de control (50) está configurada para controlar el dispositivo de válvula (22) con el fin de aumentar el caudal de gas terapéutico que pasa a través de dicho dispositivo de válvula (22) y alimenta el depósito deformable (27).
3. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el valor umbral de presión (Pumbral) es menor o igual a 0 mbar.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado 'por que el valor umbral de presión (Pumbral) es menor o igual a -0,25 mbar, preferentemente menor o igual a -0,5 mbar.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el valor umbral de presión (Pumbral) se almacena en la unidad de control (50), preferentemente por el microprocesador (51) de la unidad de control (50).
6. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por que el sensor de presión (55) comprende un sensor de presión diferencial.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que el dispositivo de válvula (22) comprende una válvula proporcional.
8. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende además un sensor de caudal (60) dispuesto en el paso de gas interno (100) para medir el caudal de gas que circula en dicho paso de gas interno (100), preferiblemente, el sensor de caudal (60) está dispuesto aguas abajo del dispositivo de válvula (22).
9. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende además un dispositivo antirretorno (61) dispuesto en el paso de gas interno (100), aguas abajo del depósito deformable (27).
10. Instalación para suministrar gas terapéutico (40) a un paciente que comprende un dispositivo para proporcionar gas (1) según una de las reivindicaciones anteriores y una mascarilla respiratoria (10), estando dicha mascarilla respiratoria (10) en comunicación fluídica con el depósito deformable (27) y alimentado con gas terapéutico por dicho depósito deformable (27), y por otro lado unido neumáticamente al sensor de presión (55).
ES21187891T 2020-10-06 2021-07-27 Dispositivo e instalación para suministrar gas terapéutico a un paciente con control de caudal Active ES2956552T3 (es)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5603315A (en) * 1995-08-14 1997-02-18 Reliable Engineering Multiple mode oxygen delivery system
US6192884B1 (en) * 1998-05-22 2001-02-27 Duke University Method and apparatus for supplemental oxygen delivery
DE19961206A1 (de) * 1999-12-18 2001-07-05 Messer Austria Gmbh Gumpoldski Atemzugsvolumenabhängige Gasdosierung
US7210479B2 (en) * 2003-11-07 2007-05-01 Van Den Akker Erik Hyperoxic breathing system
US20180296158A1 (en) * 2004-02-18 2018-10-18 Thornhill Scientific Inc. Breathing circuits to facilitate the measurement of cardiac output during controlled and spontaneous ventilation
EP1912694A4 (en) * 2005-07-28 2011-11-09 Marat Slessarev METHOD AND DEVICE FOR ACHIEVING AND MAINTAINING DESIRED END TIDAL GAS CONCENTRATIONS
WO2013138905A1 (en) * 2012-03-17 2013-09-26 University Health Network Device for delivering hydrogen to a subject
US10758700B2 (en) * 2013-09-30 2020-09-01 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Home-based heliox system with carbon dioxide removal
WO2016157104A1 (en) * 2015-03-31 2016-10-06 Fisher & Paykel Healthcare Limited An apparatus for controlling gas delivery to a patient
CN105771049B (zh) * 2016-05-25 2018-03-06 戴如春 自动呼吸器
EP3701992B1 (en) * 2019-02-27 2023-07-05 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Gas delivery device with deformable bag and differential pressure sensors
FR3118583B1 (fr) * 2021-01-07 2023-03-24 Lair Liquide Sa Pour L’Etude Et Lexploitation Des Procedes Georges Claude Installation de fourniture de gaz thérapeutique à un patient avec prise en compte des défauts d’étanchéité au masque
FR3119330B1 (fr) * 2021-02-04 2023-05-05 Lair Liquide Sa Pour L’Etude Et Lexploitation Des Procedes Georges Claude Appareil de fourniture de gaz thérapeutique à un patient avec contrôle de la pression au masque

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