ES3040947T3 - Closed-circuit breathing gas supply facility - Google Patents

Abstract

Un sistema de suministro de gas respirable (50) comprende: una fuente de O<Sub>2</Sub> (3) conectada a una interfaz de respiración (21) mediante una línea principal de suministro de gas (23); una línea de recuperación de gas (10) conectada a la interfaz de respiración y que alimenta un sistema de purificación de gas (1); y una línea de recirculación de gas (11) que conecta el sistema de purificación con la línea principal de suministro de gas. Un sensor de O<Sub>2</Sub> (234) mide la concentración de O<Sub>2</Sub> en la línea principal. Los medios de control (15) controlan un primer elemento proporcional (233), dispuesto en una línea de entrada (231) conectada a la atmósfera, para controlar el flujo de aire en la línea de entrada en función de las mediciones de concentración de O<Sub>2</Sub> y una concentración objetivo de O<Sub>2</Sub> seleccionada por el usuario mediante un selector de concentración (300). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

instalación de suministro de gas respiratorio en circuito cerrado

La presente invención se refiere a una instalación de suministro de gas respiratorio, que funciona en circuito cerrado, incluyendo un sistema de reciclado de los gases exhalados por el paciente y un sistema de control de la concentración de oxígeno inhalado, que permite un suministro de una mezcla de gases enriquecida con oxígeno (O2), normalmente una mezcla de aire/oxígeno, a un paciente minimizando el consumo de oxígeno procedente de una fuente de oxígeno, tal como una botella de oxígeno presurizada, que alimenta la instalación.

La administración de O2 gaseoso permite corregir una situación de hipoxemia en una persona humana, es decir, un paciente, independientemente de su edad, es decir, recién nacidos, niños, adolescentes, adultos, personas mayores u otros, que padezca una afección respiratoria que genera una saturación de oxihemoglobina, medida en la sangre, inferior a un valor de referencia que refleja una saturación "normal", por ejemplo, una saturación inferior al 90 %, por ejemplo, una afección respiratoria de tipo Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica (EPOC), Síndrome de Dificultad Respiratoria Aguda (SDRA) u otra.

El oxígeno de calidad médica se suministra al paciente “hipóxico” bien dentro de un hospital o bien fuera del hospital, por ejemplo en una unidad de asistencia móvil (SAMU, ambulancias, etc.) o en el domicilio del paciente en cuestión.

Según el caso, el oxígeno puede provenir bien de una canalización de gas, normalmente de una red de fluidos hospitalaria, o bien de una botella de gas a presión que contiene, por ejemplo, de 400 a 1000 L de O2 (vol. gaseoso) comprimido hasta 20000 kPa (200 bares) absolutos o más (medido a 1 atm).

El flujo de oxígeno suministrado por una botella de gas se ajusta según la indicación prevista. En los casos más agudos, puede ser de alrededor de 15 L/min para garantizar una concentración alta de oxígeno inhalado, es decir, cercana al 100 %, como por ejemplo en una situación de urgencia durante un ahogamiento o una intoxicación por monóxido de carbono (CO). Otras indicaciones requieren un flujo inferior, por ejemplo del orden de 6 L/min, para corregir una hipoxemia más leve. Como regla general, un flujo de 6 L/min equivale en un adulto a una concentración de oxígeno inhalado de alrededor del 40 % en volumen.

En todos los casos, la administración de oxígeno, independientemente del flujo, es para permitir que la saturación de la oxihemoglobina vuelva al valor normal, normalmente al menos aproximadamente el 90 %.

Por motivos de tamaño y peso, muchas unidades de emergencias, como las de bomberos, rescatistas internacionales o militares, prefieren usar una fuente de oxígeno gaseoso lo más compacta posible, por ejemplo, una botella tipo B2, es decir, una botella con un volumen interno de 2 L (equivalente en agua) que puede contener oxígeno (O2) comprimido a 20000 kPa (200 bares) (botella llena), lo que corresponde a un volumen del orden de 400 L de oxígeno.

Ahora bien, se entiende que la autonomía que confiere una botella de este tipo, es decir, el tiempo de uso antes de que se vacíe de gas, varía según el flujo de extracción, que a su vez depende de la gravedad de la afección que se va a tratar. Por lo tanto, para un flujo de 6 L/min, la autonomía es de aproximadamente 1h, mientras que es inferior a 30 minutos para un flujo de 15 L/min.

Por lo tanto, la autonomía puede resultar insuficiente, por ejemplo, durante un transporte de larga duración, normalmente durante una evacuación sanitaria de un país a otro, o desde una zona remota, como durante una operación militar en un teatro de operaciones externo, o incluso durante la asistencia a las víctimas en caso de una catástrofe de gran magnitud, como un terremoto u otro.

Los documentos EP 4 108 282 A1, EP 3741 415 A1, US 2018/169369 A1 y WO 2022/079642 A1 proponen diferentes tipos de sistemas de suministro de gas respiratorio a un paciente.

El documento US-A-2021/0121649 propone un sistema de suministro de gas, es decir, de oxígeno, en circuito cerrado compuesto por una botella de oxígeno comprimido provista de un regulador de presión de gas, de un conjunto de tubos que alimenta un depósito de gas y de un módulo que contiene cal sodada para purificar los gases exhalados por el paciente (es decir, la víctima) atrapando el dióxido de carbono (CO2) que se encuentra en ellos. A continuación reinhala sus propios gases exhalados libres de CO2. Sabiendo que cerca del 95 % del oxígeno inhalado se exhala (es decir, no se metaboliza), la purificación de los gases exhalados permite reducir considerablemente el flujo suministrado por la fuente de oxígeno y, por lo tanto, aumentar la autonomía, ya que el flujo de oxígeno metabolizado es inferior a 1 L/min aproximadamente.

Sin embargo, un sistema de este tipo no es ideal porque no permite controlar la concentración de oxígeno inhalado. De hecho, en este sistema, la botella de oxígeno suministra un flujo fijo superior al consumo metabólico del paciente, por ejemplo, a aproximadamente 1 L/min, lo que puede conducir a situaciones hiperóxicas, es decir, a suministrar una concentración de oxígeno demasiado alta para el paciente, es decir, cercana al 100 %. Esto puede tener consecuencias fisiológicas perjudiciales para algunos pacientes, como por ejemplo los que se encuentran en situación de parada cardíaca, que reciben ventilación durante un masaje cardíaco hasta que se restablezca la circulación sanguínea espontánea (RCSE).

Por lo tanto, un problema es poder evitar este tipo de problema controlando la concentración de oxígeno inhalado por el paciente, durante el uso de un sistema de suministro de oxígeno en circuito cerrado. Dicho de otro modo, la invención pretende mejorar los sistemas de suministro de oxígeno en circuito cerrado, tal como el descrito por el documento US-A-2021/0121649.

Una solución según la invención se refiere a una instalación de suministro de gas a un usuario, es decir, un paciente comprendiendo:

- una fuente de gas para suministrar gas respiratorio que contiene oxígeno,

- una interfaz respiratoria,

- una línea principal de conducción de gas que conecta de manera fluida la fuente de gas con la interfaz respiratoria,

- una línea de recuperación de gas en comunicación fluida con la interfaz respiratoria,

- un sistema de purificación de gas alimentado por la línea de recuperación de gas,

- una línea de reciclaje de gas que conecta de manera fluida el sistema de purificación de gas a la línea principal de conducción de gas,

- y medios de control.

Además, la instalación de suministro de gas a un paciente comprende también:

- un sensor de oxígeno dispuesto para medir la concentración de oxígeno dentro de la línea principal de conducción de gas y para suministrar la o las mediciones de la concentración de oxígeno a los medios de control,

- una línea de admisión conectada de manera fluida a la atmósfera y también a la línea principal de conducción de gas entre la fuente de gas y el sensor de oxígeno,

- un dispositivo de selección de concentración configurado para permitir a un usuario, normalmente un personal sanitario, seleccionar o fijar una concentración objetivo de O2 inhalado y suministrar la concentración objetivo seleccionada de O2 inhalado a los medios de control, y

- un primer elemento proporcional dispuesto en la línea de admisión y controlado por los medios de control para controlar la circulación de aire en la línea de admisión.

Según la realización considerada, la instalación de suministro de gas respiratorio de la invención puede comprender una o varias de las características siguientes:

- la instalación es del tipo de circuito cerrado.

- la línea de admisión comprende una válvula unidireccional de admisión.

- los medios de control están configurados para controlar el primer elemento proporcional, para permitir una circulación de aire en la línea de admisión, cuando los medios de control determinan que al menos una medición de la concentración de oxígeno medida es superior a la concentración objetivo de O2 inhalado fijada o seleccionada.

- el primer elemento proporcional está configurado para adoptar al menos:

a) una posición de cierre que impide toda circulación de aire en la línea de admisión, y

b) una posición de apertura que permite una circulación de aire en la línea de admisión.

- los medios de control están configurados para controlar el paso del primer elemento proporcional desde la posición de cierre a la posición de apertura, o a la inversa.

- la instalación comprende además una línea de escape en comunicación fluida con la línea de recuperación de gas y también con la atmósfera.

- la línea de escape comprende un segundo elemento proporcional controlado por los medios de control para controlar la circulación de gas en la línea de escape.

- la línea de escape comprende una válvula unidireccional de escape.

- el segundo elemento proporcional está configurado para adoptar al menos:

a) una posición de cierre que impida toda circulación de gas en la línea de escape, y

b) una posición de apertura que permita una circulación de gas en la línea de escape.

- los medios de control están configurados para controlar el paso del segundo elemento proporcional desde la posición de cierre a la posición de apertura, o a la inversa.

- la línea de reciclaje de gas conecta de forma fluida el sistema de purificación de gas a la línea principal de conducción de gas, a través de un depósito intermedio.

- el depósito intermedio está, además, conectado de forma fluida a la fuente de gas.

- los medios de control comprenden al menos un microprocesador, es decir, constituyen una unidad de control con uno o varios microprocesadores.

- el dispositivo de selección de concentración comprende una interfaz gráfica de usuario (IGU).

- el dispositivo de selección de concentración está integrado en la instalación.

- alternativamente, el dispositivo de selección de concentración es independiente de la instalación. Por ejemplo, se trata de un teléfono multifunción (smartphone), una tableta digital, un ordenador portátil u otro.

- el dispositivo de selección de concentración coopera con los medios de control.

- el dispositivo de selección de concentración se comunica con los medios de control.

- el primer elemento proporcional y/o el segundo elemento proporcional comprenden al menos una electroválvula proporcional o al menos una válvula de suministro de gas motorizada.

- la fuente de gas está configurada para suministrar oxígeno puro como gas respiratorio.

- la fuente de gas comprende una botella de oxígeno comprimido, es decir, a una presión de al menos 10000 kPa (100 bares), preferiblemente al menos 15000 kPa (150 bares) (bares absolutos), es decir, una presión medida cuando la botella está llena de gas.

- la interfaz respiratoria está configurada para administrar el gas respiratorio al usuario, durante cada fase inspiratoria de dicho usuario.

- la línea principal de conducción de gas está configurada para conducir gas respiratorio desde la fuente de gas a la interfaz respiratoria.

- la fuente de gas comprende una botella de oxígeno comprimido provista de una válvula con regulador de presión integrado o VRI, es decir, comprendiendo medios de regulación de presión de gas dispuestos en la válvula.

- la válvula con regulador de presión integrado o VRI comprende una salida de flujo y una salida de presión. - la válvula con regulador de presión integrado o VRI comprende un puerto de salida de flujo y un puerto de salida de presión.

- el puerto de salida de flujo permite suministrar varios flujos que pueden elegirse por medio de un selector de flujo, normalmente flujos comprendidos entre 0 y 15 L/min.

- el puerto de salida de presión permite suministrar una presión de gas fija, normalmente del orden de 400 kPa (4 bares).

- la válvula con regulador de presión integrado o VRI, es decir, el puerto de salida de flujo o, según el caso, el puerto de salida de presión de la VRI, está conectada de forma fluida al depósito intermedio a través de una línea de suministro de gas, tal como un tubo flexible o similar.

- una línea de recuperación de gas está configurada para recuperar y conducir al menos una parte de la mezcla de gases CO2/O2 exhalada que se produce en la interfaz respiratoria, durante la fase de exhalación del usuario.

- la línea principal de conducción de gas comprende uno (o más) pasos o conductos de gas o similares. - el sistema de purificación de gas se alimenta con una mezcla de gases CO2/O2 exhalada por la línea de recuperación de gas.

- el sistema de purificación de gas está configurado para eliminar al menos una parte del CO2 contenido en la mezcla de gases CO2/O2 exhalada y para obtener un gas purificado.

- la línea de reciclaje de gas está configurada para conducir al menos una parte del gas purificado que proviene del sistema de purificación de gas y reinyectarlo en la línea principal de conducción de gas.

- la línea de reciclaje de gas comprende uno (o varios) pasos o conductos de gas o similares.

- la interfaz respiratoria es una mascarilla respiratoria, en particular una mascarilla facial, es decir, una mascarilla buconasal, que cubre la nariz y la boca del usuario.

- la interfaz respiratoria es una mascarilla respiratoria comprendiendo un orificio de entrada de oxígeno para suministrar el gas rico en oxígeno y un orificio de salida de gas exhalado para evacuar la mezcla de gases exhalada por el usuario, es decir, los gases exhalados enriquecidos con CO2.

- la mascarilla respiratoria se compone de un cojín flexible que entra en contacto y asegura la estanqueidad de los fluidos con la cara del usuario.

- la mascarilla respiratoria comprende un cuerpo de mascarilla, por ejemplo de polímero rígido, que forma una carcasa que delimita una cámara para el gas.

- el cojín flexible se acopla mecánicamente al cuerpo de la mascarilla, preferiblemente de manera desmontable. - el cojín flexible comprende un paso central en el que se aloja la nariz y la boca del usuario cuando lleva puesta la mascarilla facial.

- el usuario respira el gas contenido en la cámara, es decir, inhala y exhala el gas contenido en la cámara del cuerpo de la mascarilla.

- el orificio de entrada de oxígeno y el orificio de salida de gas exhalado están dispuestos en el cuerpo de mascarilla.

- la línea principal de conducción de gas y/o la línea de recuperación de gas y/o la línea de reciclaje de gas son o comprenden una o más conducciones de gas flexibles, es decir, tubos flexibles, por ejemplo hechas de polímero.

- la línea principal de conducción de gas y/o la línea de recuperación de gas están conectadas al cuerpo de la mascarilla de manera que se encuentran en comunicación fluida con el orificio de entrada y el orificio de salida de gas exhalado.

- la línea principal de conducción de gas está conectada de forma fluida al orificio de entrada de la interfaz respiratoria de manera que se introduzca gas respiratorio en la interfaz respiratoria.

- la línea de recuperación de gas está conectada de manera fluida al orificio de salida del gas exhalado desde la interfaz respiratoria de manera que se extraiga el gas respiratorio de la interfaz respiratoria.

- la línea de reciclaje de gas alimenta el depósito intermedio con gas purificado, dado que la línea de reciclaje de gas está conectada de manera fluida al depósito intermedio.

- el gas purificado conducido por la línea de reciclaje de gas contiene una proporción (es decir, contenido) de oxígeno que es inferior o igual al gas procedente de la fuente de gas, es decir, oxígeno puro, y conducido por la línea principal de conducción de gas.

- el depósito intermedio comprende una bolsa flexible, un fuelle o similar.

- el depósito intermedio comprende una válvula de escape que permite evacuar cualquier exceso de gas a la atmósfera cuando el depósito intermedio está lleno de gas.

- el depósito intermedio está dimensionado para contener de 0,5 a 10 litros de gas (en estado no comprimido). - el depósito intermedio está configurado para permitir que tenga lugar en él una mezcla de gases a partir de gas respiratorio.

- el depósito intermedio está configurado para alimentar la línea principal de conducción de gas con el gas respiratorio.

- el sistema de purificación de gas comprende al menos un adsorbente que presenta una mayor selectividad para el CO2 que para el O2 de manera que adsorbe al menos una parte del CO2 contenido en la mezcla de gases exhalada.

- el sistema de purificación de gas comprende al menos un adsorbente zeolítico.

- el sistema de purificación de gas comprende al menos un adsorbente elegido entre silicatos.

- el sistema de purificación de gas comprende un adsorbedor que contiene al menos un adsorbente, preferiblemente un adsorbente zeolítico o de silicato, o mezclas de los mismos.

- el adsorbedor contiene al menos un lecho de adsorbente.

- el sistema de purificación de gas comprende al menos un adsorbente para eliminar el CO2 y el vapor de agua (H2O), es decir, que el CO2 y el vapor de agua se eliminan en el mismo lecho de adsorbente, por ejemplo, un único lecho de zeolita, o en lechos sucesivos de absorbentes diferentes, por ejemplo, un lecho de silicato y un lecho de zeolita.

- el adsorbedor tiene una forma de cartucho.

- los medios de control comprenden un microcontrolador.

- una fuente de corriente eléctrica (es decir, medios de suministro de energía eléctrica) suministra corriente eléctrica a la instalación, por ejemplo, una conexión a la corriente de red (110/220 V), de tipo cable eléctrico y toma de conexión, y/o una (o más) baterías de energía eléctrica, preferiblemente recargables, y/o un transformador de corriente.

- la fuente de corriente eléctrica suministra corriente a todos los componentes que necesitan corriente para funcionar, en particular los medios de control y/o el sensor de oxígeno.

- según una realización, un distribuidor con electroválvula proporcional de dosificación se dispone en la línea de suministro de gas.

- la línea de suministro de gas incluyendo el distribuidor con electroválvula proporcional está conectada a la salida de presión de la VRI de la fuente de gas.

- el distribuidor comprende una línea interna de dosificación en comunicación fluida con la línea de suministro de gas, en particular con un tubo flexible de conexión que forma una parte corriente arriba de la línea de suministro de gas y con una línea de aprovisionamiento que forma una parte corriente abajo de la línea de suministro de gas.

- la electroválvula proporcional de dosificación está dispuesta en la línea de dosificación interna del distribuidor para controlar el paso de gas presurizado (por ejemplo, del orden de 400 kPa (4 bares)), normalmente oxígeno, dentro de la línea de dosificación interna.

- la electroválvula proporcional de dosificación se controla mediante los medios de control, en particular la apertura de la electroválvula proporcional de dosificación y/o el flujo suministrado por la electroválvula proporcional de dosificación.

- la electroválvula proporcional de dosificación está cerrada de forma natural cuando no está controlada por los medios de control.

- La IGU permite ajustar o seleccionar la apertura de la electroválvula proporcional de dosificación y/o el flujo suministrado por la electroválvula proporcional de dosificación.

Cabe señalar que, en el marco de la presente invención, la terminología "gas exhalado" o "gases exhalados" (es decir, singular o plural) se usa indistintamente para designar la mezcla de gases expulsada por los pulmones del paciente, que contiene O2, CO2 y generalmente vapor de agua, u otros componentes, tales como argón o nitrógeno.

A continuación la invención se comprenderá mejor gracias a la descripción detallada siguiente, ofrecida de forma ilustrativa pero no limitativa, en referencia a las figuras adjuntas entre las cuales:

- La Fig. 1 muestra esquemáticamente una realización de una instalación de suministro de gas respiratorio a un usuario según la presente invención.

- La Fig. 2 muestra esquemáticamente una variante de la realización de la instalación de la Fig. 1.

La Fig. 1 muestra esquemáticamente una realización de una instalación de suministro de gas respiratorio 50 según la presente invención incluyendo un sistema de reciclaje de los gases exhalados con control de la concentración de oxígeno inhalado.

Esta instalación 50 comprende una fuente de gas 3 para suministrar un gas respiratorio que contiene oxígeno; una línea principal de conducción de gas 23, también denominada circuito del paciente; una interfaz respiratoria 21, tal como una mascarilla facial, para administrar gas respiratorio al usuario o paciente P, durante sus fases inspiratorias; y un sistema de cartuchos de purificación 1 de los gases exhalados.

La fuente de gas 3 puede ser, por ejemplo, una botella de oxígeno 30 comprimido provista de una válvula con regulador de presión integrado 31 o VRI equipada con dos puertos (no representados), en concreto, un puerto de salida de flujo que permite suministrar varios flujos que pueden elegirse por medio de un selector de flujo, por ejemplo, flujos de 1 a 15 L/min y un puerto de salida de presión que permite una conexión denominada de "alta presión", para suministrar una presión gaseosa fija, normalmente del orden de 400 kPa (4 bares); pudiendo usarse este puerto de salida de presión también para conectar la fuente de O2 a un ventilador médico. Preferiblemente, el selector de flujo permite ajustar el flujo de O2 suministrado por la VRI para suministrar un flujo bajo, en concreto, del orden de 1 L/min, por ejemplo, en el marco de la invención.

La línea principal de conducción de gas 23, es decir, el circuito del paciente, comprende un tubo o conducto flexible que conecta de manera fluida un depósito intermedio 24 en comunicación fluida con la luz de la línea principal de conducción de gas 23, a través de un puerto de salida 24.1 del depósito intermedio 24, que sirve como reserva de gas respiratorio (es decir, oxígeno o una mezcla enriquecida en oxígeno), a un orificio o puerto de entrada 22 de la interfaz respiratoria 21 de manera que suministre al paciente P gas respiratorio, normalmente con O2 o con un gas rico en oxígeno, como una mezcla de aire y O2. Cuando el paciente P respira, el depósito intermedio 24, que está lleno de gas, cubre la demanda instantánea de gas del paciente P suministrándole el gas que contiene. El depósito intermedio 24 tiene una capacidad de entre, por ejemplo, 0,5 y 10 L (equivalente en agua), preferiblemente del orden de 3 L.

La VRI 31 de la fuente de gas 3 está conectada de manera fluida al depósito intermedio 24 a través de una línea de suministro de gas 32, por ejemplo, una cánula, un tubo flexible o un conducto, por ejemplo, de silicona, que alimenta un puerto de suministro de gas 33 del depósito intermedio 24.

Dispuesta en la línea principal de conducción de gas 23 se encuentra una válvula unidireccional de inhalación 235 que permite el paso del gas presente en la línea principal de conducción de gas 23 solo en un sentido, es decir, en este caso en el sentido que va desde el depósito intermedio 24 hacia el puerto de entrada 22 de la interfaz respiratoria 21, evitando cualquier conducción inversa del gas.

Además, también se coloca un sensor de oxígeno 234 en la línea principal de conducción de gas 23, lo que permite medir la concentración de O2 presente en la línea principal 23. El sensor de oxígeno 234 es preferiblemente del tipo rápido, es decir, tiene una reacción rápida ante un cambio en la concentración de oxígeno, por ejemplo del orden de 1 a 2 segundos. Por ejemplo, es posible usar el sensor de oxígeno con referencia FDO2 disponible en la empresa Pyroscience GmbH. El sensor de oxígeno 234 está dispuesto aquí corriente arriba de la válvula unidireccional de inhalación 235.

Una línea de admisión 231 está conectada de manera fluida a la línea principal de conducción de gas 23, corriente arriba del sensor de oxígeno 234, es decir, en un sitio o exhalación 231a situado entre el depósito intermedio 24 y el sensor de oxígeno 234.

La línea de admisión 231 comprende una válvula unidireccional de admisión 232 y un primer elemento proporcional 233 que permite controlar la circulación de gas, normalmente aire, en la línea de admisión 231.

La válvula unidireccional de admisión 232 está configurada para permitir el paso de gas, es decir, de aire, solo en el sentido que va desde la atmósfera ambiente A a la línea principal de conducción de gas 23, es decir, prohibiendo cualquier conducción de gas en el sentido opuesto.

Además, el primer elemento proporcional 233 comprende un puerto corriente arriba 233a en comunicación fluida con la atmósfera ambiente A y un puerto corriente abajo 233b en comunicación fluida con la línea de admisión 231. Para garantizar un control de la circulación de gas, es decir, de aire ambiente, el primer elemento proporcional 233 está configurado para adoptar varias posiciones comprendiendo (al menos) una posición cerrada y una posición abierta, es decir, parcial o completamente abierta, tal que:

- en la posición cerrada, el puerto corriente arriba 233a está aislado del puerto corriente abajo 233b, es decir, la comunicación fluida entre ellos se interrumpe y/o se impide;

- en la posición abierta, el puerto corriente arriba 233a se comunica con el puerto corriente abajo 233b, es decir que la comunicación fluida, total o parcial (es decir, apertura proporcional), entre ellos es posible y/o se restablece.

El primer elemento proporcional 233 es, por ejemplo, una válvula de suministro de gas motorizada, es decir, con un motor eléctrico, tal como la referida como USS-MSV00001 disponible en la empresa US. SOLID, o cualquier otro dispositivo de control adaptado que tiene un funcionamiento similar, por ejemplo, una electroválvula proporcional con gran diámetro de paso.

Durante el funcionamiento de la instalación 50, el gas exhalado por el paciente P, que es rico en CO2 pero que aún contiene oxígeno no metabolizado, sale de la interfaz respiratoria 21 a través de un puerto u orificio de salida 25 dispuesto en la interfaz respiratoria 21, antes de ser recuperado y transportado por una línea de recuperación de gas 10 que forma un circuito de exhalación, tal como un conducto o tubo de gas flexible, conectado de manera fluida al puerto de salida 25 de la interfaz respiratoria 21.

Esta línea de recuperación de gas 10 permite recuperar y conducir al menos una parte de la mezcla de gases exhalada que se encuentra en la interfaz respiratoria 21, durante las fases de exhalación del usuario P. Este gas exhalado contiene diferentes compuestos gaseosos, mayoritariamente O2 y dióxido de carbono (CO2), pero también vapor de agua (H2O) y, en general, también nitrógeno (N2) o incluso argón (Ar).

En todos los casos, la mezcla de gases exhalada contiene una proporción de CO2 que no es nula, ya que es el resultado de la reexhalación del paciente y de los intercambios pulmonares entre O2 y CO2, por ejemplo, una proporción de CO2 del orden del 5 % en volumen.

El flujo de gas exhalado se conduce a través de la línea de recuperación de gas 10 hasta un sistema de purificación 1 de gas exhalado, tal como uno o varios cartuchos de adsorción, en el que el CO2 y posiblemente el vapor de agua son retenidos o capturados, normalmente adsorbidos, por uno o más lechos de adsorbentes que contienen preferiblemente partículas de adsorbente o adsorbentes, por ejemplo dispuestas en un lecho de adsorbente. Por ejemplo, es posible usar adsorbentes de tipo zeolita u otros.

El gas purificado producido por el sistema de purificación 1 contiene esencialmente oxígeno y una proporción baja, o incluso insignificante, de CO2 y/o vapor de agua (es decir, humedad) y posiblemente otros compuestos residuales en forma de trazas o impurezas inevitables, tales como nitrógeno y/o argón.

Dicho de otro modo, el sistema de purificación de gas 1 comprendiendo uno o más cartuchos de adsorción que recibe el gas exhalado por la línea de recuperación de gas 10, permite eliminar la mayor parte, preferiblemente la (casi) totalidad, del CO2 y del vapor de agua contenido en la mezcla de gases exhalada y obtener así un gas purificado que contiene esencialmente oxígeno, o incluso impurezas inevitables o trazas de CO2 u otro u otros compuestos.

Por ejemplo, un cartucho de adsorción de este tipo comprende al menos un adsorbente que presenta una selectividad superior para el CO2 que para el O2 de manera que adsorbe al menos una parte del CO2 contenido en la mezcla de gases exhalada y, preferiblemente, la (casi) totalidad del CO2. El adsorbente puede ser del tipo zeolita o silicato.

Preferiblemente, el adsorbente se dispone en un lecho de adsorbente, tal como un lecho de zeolita, o en varios lechos sucesivos, como por ejemplo un lecho de silicato y un lecho de zeolita, de tal manera que se pueda eliminar no solo el CO2 sino también al menos una parte del vapor de agua (H2O), es decir que el CO2 y el vapor de agua se eliminan en un único lecho adsorbente, por ejemplo, un único lecho de zeolita, o en lechos sucesivos de diferentes absorbentes. Por supuesto, pueden ser adecuados otros materiales adsorbentes.

Ventajosamente, una vez saturado con CO2, o incluso también con vapor de agua, el cartucho se sustituye por un cartucho nuevo.

De nuevo, una válvula unidireccional de exhalación 105, dispuesta en la línea de recuperación de gas 10, permite que el gas fluya solo en el sentido que va desde la salida 25 al cartucho de purificación de gas 1, es decir, evita cualquier conducción inversa del gas.

Además, también se prevé una línea de escape 101 en comunicación fluida con la línea de recuperación de gas 10, de manera que están conectadas entre sí en un sitio de conexión o bifurcación 101a.

La línea de escape 101 comprende una válvula unidireccional de escape 102 y un segundo elemento proporcional 103 similar al primer elemento proporcional 233. El segundo elemento proporcional 103 también comprende un puerto corriente arriba 103a en comunicación fluida con la atmósfera ambiente A y un puerto corriente abajo 103b en comunicación fluida con la línea de escape 101, y su funcionamiento es idéntico al del primer elemento proporcional 233, es decir, que está configurado para adoptar varias posiciones comprendiendo (al menos) una posición cerrada y una posición abierta, es decir, parcial o completamente abierta, para prohibir o autorizar, respectivamente, todo paso de gas en la dirección de la atmósfera, es decir, cualquier escape de gas hacia la atmósfera ambiente A. Por lo tanto, la válvula unidireccional de escape 102 solo permite que el gas pase en el sentido que va desde la línea de recuperación de gas 10 a la atmósfera ambiente A.

La instalación 50 también comprende, dispuesta corriente abajo del sistema de purificación de gas 1, una línea de reciclaje de gas 11 conectada de manera fluida, por un lado, al sistema de purificación de gas 1 y, por otro lado, al depósito intermedio 24, de manera que recoge el gas purificado que sale del sistema de purificación de gas 1 y lo conduce al depósito 24, en el que entra a través del puerto de entrada 12 al que está conectada de manera fluida la línea de reciclaje de gas 11.

El puerto de entrada 12 y el puerto de suministro de gas 33 se colocan uno cerca del otro para mejorar la homogeneización de los gases en el depósito intermedio 24.

Una válvula de escape 26 permite evacuar a la atmósfera ambiente cualquier exceso de gas en el depósito intermedio 24, cuando está lleno.

Para garantizar un reciclaje de los gases exhalados con control de la concentración de oxígeno inhalado, la instalación 50 comprende además medios de control 15 comprendiendo una tarjeta de control electrónica 150 y una unidad de control 151 con microprocesador, normalmente un microcontrolador o similar.

Los medios de control 15 permiten controlar o pilotar todos los elementos electromecánicos de la instalación 50 de la invención. Más en concreto, la tarjeta de control 150 integra preferiblemente la unidad de control 151 y está configurada para controlar y además analizar las señales que provienen de los diferentes componentes de la instalación 50, tales como válvulas, sensores, etc.

El suministro de energía eléctrica de la instalación 50 de la invención está garantizado por una fuente de corriente eléctrica y/o medios de suministro de energía eléctrica (no mostrados), por ejemplo, una conexión a la corriente de red (110/220 V) de tipo cable eléctrico y toma de conexión, y/o una o más baterías de energía eléctrica, preferiblemente recargables, y/o un transformador de corriente.

Los medios de control 15 y otros componentes de la instalación 50 están dispuestos en una carcasa o caja externa rígida (no mostrada), por ejemplo hecha de polímero.

Como ya se ha dicho, el sistema de purificación de gas 1 de la instalación 50 permite purificar y después reciclar los gases exhalados eliminando el CO2 y preferiblemente el vapor de agua (H2O) que contienen, en lugar de expulsarlos a la atmósfera y desperdiciar así el oxígeno que aún se encuentra en ellos.

De hecho, recuperar la mayor parte del O2 contenido en los gases exhalados por el paciente P y reciclarlo después de la purificación permite evitar su desperdicio y, por lo tanto, limitar el flujo de oxígeno suministrado por la fuente de O23.

Así, por ejemplo, si se considera que el consumo metabólico de O2 de un ser humano es del orden de 0,5 L/min, lo que corresponde a una ventilación minuto de 10 L/min, es decir, 10 L de gas (100 % de O2) inhalados por el paciente durante un minuto, se exhala una cantidad de aproximadamente 9,5 L de O2, y el resto, es decir, aproximadamente 0,5 L/min, está formado por CO2 y vapor de agua. Por lo tanto, la instalación 50 de la invención permite recuperar aproximadamente 9,5 L de O2. Al ajustar la VRI 31 de la botella 30 a un flujo de 1 L/min y al reciclar el O2 mezclándolo con el O2 procedente de la botella 30, el flujo de O2 recuperado supera la ventilación minuto del paciente.

En primer lugar, se considera que los medios de control 15 controlan los elementos proporcionales 233, 103 primero y segundo en la posición cerrada de manera que se aíslan las líneas de admisión y escape 231, 101 de la atmósfera ambiente A.

Además, la fuente de gas 3 se ajusta de manera que suministre un flujo constante de 1 L/min de oxígeno, mientras que el paciente P tiene un consumo metabólico de O2 del orden de 0,5 L/min y el depósito intermedio 24 se llena con O2 (contenido del 100 %), procedente de la fuente de gas 3.

Durante una fase inspiratoria, es decir, cuando el paciente P realiza una inhalación de gas, el gas inhalado sale del depósito intermedio 24 y se desplaza a través de la línea principal de conducción de gas 23 hasta el puerto de entrada 22 de la interfaz respiratoria 21.

Por el contrario, durante una fase de exhalación (que sigue a la fase inspiratoria), el gas exhalado por el paciente P sale de la interfaz respiratoria 21 a través del puerto de salida 25 y se recupera en la línea de recuperación de gas 10 para luego ser transportado al sistema de purificación 1 de los gases exhalados, donde se elimina el CO2 (y preferiblemente el vapor de agua, o incluso otros compuestos presentes, con la excepción del oxígeno). El gas purificado obtenido es transportado por la línea de reciclaje de gas 11 y vuelve a llenar el depósito intermedio 24 a través de su puerto de entrada 12.

Para entender mejor la invención, se considera que el depósito intermedio 24 contiene en este caso un volumen de 3 L de O2 puro (es decir, el 100 % en volumen), y que los pulmones del paciente P tienen un volumen total del orden de 5 L y que contienen aire (es decir, una mezcla del 21 % de O2 y nitrógeno; se ignoran el argón y otros posibles gases en forma de trazas), antes de la primera inhalación de oxígeno. Por lo tanto, el conjunto tiene un volumen total del orden de 8 L y la concentración inicial de O2 es del orden del 50 % y es homogénea entre el depósito intermedio 24 y los pulmones del paciente P.

Tras pasar por el sistema de purificación 1, el gas purificado está formado esencialmente por oxígeno y nitrógeno, pero ya no contiene CO2, sabiendo que el volumen de CO2 exhalado por minuto es siempre inferior o igual al consumo metabólico de O2 de un paciente, también denominado "cociente respiratorio".

Dado que la fuente de gas 3 se ajusta a un flujo constante superior al consumo metabólico del paciente P (es decir, en este caso, 1 L/min de aporte para un consumo metabólico de 0,5 L/min), el aporte de O2 por la fuente de gas 3 es entonces excesivo y el depósito intermedio 24 alcanza su capacidad máxima durante la exhalación del paciente P. El gas purificado que entra en el depósito intermedio 24, a través de su puerto de entrada 12, se homogeneizará rápidamente con el O2 procedente de la fuente de gas 3 a través del puerto de suministro de gas 33.

Por lo tanto, el excedente de volumen evacuado a la atmósfera a través de la válvula de escape 26, cuando el depósito intermedio 24 está lleno, contiene nitrógeno y O2. Con el tiempo, es decir, en las fases sucesivas de inhalación y exhalación, el volumen total de nitrógeno (N2) que queda en el conjunto de paciente P/instalación 50 tiende a disminuir, dado que el nitrógeno es sustituido gradualmente por el O2 suministrado por la fuente de gas 3, es decir, oxígeno puro. Como resultado, después de un tiempo determinado, la concentración de O2 alcanza aproximadamente el 100 % y se mantiene en este nivel (posible presencia de trazas de nitrógeno residual o impurezas inevitables).

Sin embargo, como ya se ha explicado, una concentración tan alta de oxígeno no es deseable desde el punto de vista médico porque puede provocar situaciones hiperóxicas en algunos pacientes.

Para remediarlo, según la invención, los medios de control 15 de la instalación de la invención 50 están configurados para permitir al personal sanitario seleccionar una concentración objetivo de O2 inhalado, a través de un medio o un dispositivo de selección de concentración 300, normalmente una concentración objetivo de O2 inhalado inferior o igual al 100 % en volumen.

Según la realización, el dispositivo de selección de concentración 300 puede estar integrado en la instalación, tal como una IGU o una interfaz gráfica de usuario comprendiendo teclas de selección o similares y una pantalla, o ser independiente de ella, por ejemplo, el dispositivo de selección de concentración 300 puede ser un teléfono multifunción (es decir, un smartphone), una tableta digital, un ordenador portátil u otro dispositivo que se comunica 301, de forma remota o no, con los medios de control 15, a través de un protocolo de comunicación de tipo Bluetooth® u otro.

En todos los casos, la instalación de la invención 50 coopera con el dispositivo de selección de concentración 300, que permite al personal sanitario elegir o fijar una concentración objetivo de O2 inhalado y suministrar la concentración objetivo de O2 inhalado seleccionada o fijada a los medios de control 15 de la instalación de la invención 50 que actúan en respuesta a la recepción de esta concentración objetivo de O2 inhalado seleccionada, como se explica a continuación.

Por lo tanto, se proporcionan medios de recepción, tales como un receptor Bluetooth®, que están integrados o cooperan con los medios de control para recibir la concentración objetivo de O2 inhalado seleccionada o fijada mediante el dispositivo de selección de concentración 300.

Si el circuito cerrado formado en particular por la línea principal de conducción de gas 23, la línea de recuperación de gas 10 y la línea de reciclaje de gas 11 permite limitar el consumo de la fuente de O23 y, por lo tanto, aumentar la autonomía del cuidado del paciente P, es clínicamente deseable permitir que el usuario, es decir, el personal sanitario, pueda seleccionar una concentración deseada de oxígeno inhalado para satisfacer las necesidades fisiológicas específicas del paciente P en cuestión, normalmente una concentración objetivo de O2 inhalado inferior o igual al 100 % en volumen.

Por lo tanto, si el usuario desea una concentración de O2 inhalado igual al 40 %, por ejemplo, la fija o la selecciona o la elige mediante el dispositivo de selección de concentración 300 y este contenido o concentración objetivo de O2 inhalado deseado se suministra entonces a los medios de control 15 en forma de una señal u otro modo.

Cuando los medios de control 15 reciben la señal correspondiente a esta elección de concentración deseada, es decir, el 40 % en este caso, la procesan y también interaccionan con el sensor de oxígeno 234, de forma periódica, por ejemplo, cada 0,5 segundos, para realizar una medición de la concentración de O2 dentro de la línea principal de conducción de gas 23.

La o las mediciones de concentración de O2 (es decir, el valor o señal) son suministradas por el sensor de oxígeno 234 a los medios de control 15 que las procesan, en particular las comparan con la concentración deseada, es decir, el 40 %.

Una concentración medida superior a la elección de concentración realizada (es decir, el 40 %), por ejemplo igual al 100 %, es una indicación para los medios de control 15 de que la concentración actual medida es superior a la concentración objetivo deseada y, por lo tanto, es demasiado elevada y debe ser ajustada para evitar o minimizar los problemas mencionados anteriormente.

En respuesta, los medios de control 15 controlan el primer elemento proporcional 233 para que pase a una posición al menos parcialmente abierta, lo que crea una comunicación fluida entre la atmósfera ambiente A y la línea de admisión 231, como se explicó anteriormente, y por lo tanto permiten el aporte de aire ambiente.

Durante la inhalación por parte del paciente P, al gas procedente del depósito intermedio 24 que pasa por la parte corriente arriba 23a de la línea principal de conducción de gas 23, que contiene un 100 % de O2, se le añadirá (es decir, se diluirá con) el aire que transita por la línea de admisión 231, durante la inspiración del paciente P, para formar así una mezcla de aire y gas O2 con una concentración de O2 dada, es decir, inferior al 100 % (o debido a la dilución llevada a cabo), en una parte corriente abajo 23b de la línea principal de conducción de gas 23, ubicada corriente abajo del sitio de bifurcación 213a.

La concentración de O2 obtenida en la mezcla de gases aire/O2 se mide entonces mediante el sensor de oxígeno 234. Depende de la relación entre el volumen de gas que proviene del depósito intermedio 24 y el volumen de gas (es decir, aire ambiente) que proviene de la línea de admisión 231 y, por lo tanto, también del nivel de apertura del primer elemento proporcional 233.

Los medios de control 15 pueden determinar entonces, por medio de uno o más algoritmos memorizados, qué nivel de apertura dar al primer elemento proporcional 233, por ejemplo analizando la diferencia entre la medición de la concentración de O2 por el sensor de oxígeno 234 y la concentración de oxígeno objetivo seleccionada o fijada por el usuario, y teniendo en cuenta el volumen del depósito intermedio 24.

Dicho de otro modo, el nivel de apertura del primer elemento proporcional 233 es proporcional en particular a la diferencia entre la concentración de O2 suministrada por el sensor de oxígeno 234 y la concentración de oxígeno objetivo deseada.

Durante la exhalación del paciente P, sabiendo que el segundo elemento proporcional todavía está en la posición cerrada, la (casi) totalidad de los gases exhalados por el paciente P salen de la interfaz respiratoria 21, son conducidos por la línea de recuperación de gas 10 y son tratados por el sistema de purificación 1 para retener el CO2 (y el agua) que contienen. El gas purificado volverá a llenar el depósito intermedio 24, sabiendo que entonces contiene una concentración o contenido de O2 inferior al 100 %, por ejemplo del orden del 60 %.

Debido a la mezcla del gas purificado con el contenido gaseoso del depósito intermedio 24 y con el oxígeno que proviene de la fuente de oxígeno 3, la concentración residual en el depósito intermedio 24 se hará inferior al 100 %, por ejemplo del orden del 80 %.

Por lo tanto, durante la siguiente inhalación del paciente P, el gas que pasa a través de la parte corriente arriba 23a de la línea principal de conducción de gas 23 tiene una concentración de O2 inferior al 100 %, por ejemplo del orden del 80 %.

Ventajosamente, los medios de control 15 anticipan esta caída en la concentración de O2 mediante uno o más algoritmos específicos y ajustan, en consecuencia, el nivel de apertura del primer elemento proporcional 233 con el fin de que el aporte de aire que circula por la línea de admisión 231, que se mezcla con el gas que circula por la parte corriente arriba 23a de la línea principal de conducción de gas 23, presente una concentración media en la parte corriente abajo 23b de la línea principal de conducción de gas 23, medida por el sensor de O2, más cerca aún de la concentración de O2 objetivo deseada.

Se entiende que, debido a la sucesión de inhalaciones y exhalaciones de gas por parte del paciente P a lo largo del tiempo, al medir la concentración de O2 en la parte corriente abajo 23b de la línea principal de conducción de gas 23 y al controlar con precisión el nivel de apertura del primer elemento proporcional 233, los medios de control 15 pueden hacer progresivamente que la concentración de O2 inhalado real (es decir, medida) converja hacia la concentración de O2 objetivo deseada por el usuario.

Una vez que se ha alcanzado la concentración de O2 objetivo, los medios de control 15 entran preferiblemente en el denominado modo "de mantenimiento" controlando con precisión, es decir, cerrando o abriendo ligeramente, el primer elemento proporcional 233 para mantener la concentración de O2 inhalada por el paciente P igual o (muy) cercana a la concentración objetivo de O2 deseada por el personal sanitario.

Por el contrario, pueden producirse situaciones en las que el paciente P inhale una concentración dada, por ejemplo, el 40 %, pero su estado se deteriore hasta el punto de que el personal sanitario desee aumentar el nivel de concentración de O2 inhalado por el paciente P, por ejemplo, al 90 % (en lugar del 40 %, por ejemplo).

En este caso, los medios de control 15 pueden ordenar un cierre del primer elemento proporcional 233 para evitar cualquier entrada de aire y, por lo tanto, permitir que la concentración de O2 presente en la línea principal de conducción de gas 23 alcance progresivamente el valor deseado (es decir, el 90 %) gracias al aporte de O2 por la fuente de gas 3, que es superior (es decir, muy superior) al consumo metabólico del paciente P, para después volver a la fase de mantenimiento cerrando o abriendo ligeramente el primer elemento proporcional 233 para mantener la concentración de O2 inhalada por el paciente P cercana a la concentración de O2 objetivo deseada, como se explicó anteriormente.

Sin embargo, el tiempo requerido para alcanzar tal estado a veces puede ser demasiado largo, o incluso clínicamente inaceptable porque no es compatible con el estado del paciente en tratamiento. En este caso, los medios de control 15 están configurados para controlar la instalación al objeto de acelerar el aumento de la concentración de oxígeno en el flujo de gas suministrado al paciente P a través de la interfaz respiratoria 21.

Para ello, los medios de control 15 están configurados para determinar la concentración de O2 existente en la línea principal de conducción de gas 23, gracias a las mediciones realizadas por el sensor de O2 234, en particular determinada si esta concentración de O2 medida es inferior a la concentración de O2 objetivo deseada.

Si este es el caso, los medios de control 15 controlan el primer elemento proporcional 233 en la posición cerrada para prohibir o interrumpir, dentro del conducto 231, toda circulación de aire procedente de la atmósfera ambiente, y en paralelo controlan el segundo elemento proporcional 103 en la posición abierta (es decir, parcial o completamente abierta) y así crear una comunicación fluida entre la línea de escape 101 y la atmósfera ambiente A, como se explicó anteriormente.

Por lo tanto, durante la exhalación del paciente P, el gas que circula en la parte corriente arriba 10a de la línea de recuperación de gas 10, que tiene una concentración de O del 40 %, por ejemplo (por lo tanto, contiene aproximadamente un 60 % de nitrógeno y posiblemente otras impurezas inevitables, tales como argón o vapor de agua) se divide, en la bifurcación 101 a, en dos flujos de gases.

Más en concreto, una parte del gas (es decir, el primer flujo) que circula por la parte corriente arriba 10a de la línea de recuperación de gas 10 transita hacia la línea de escape 101 para escapar, es decir, ser expulsado, a la atmósfera ambiente A, mientras que el resto del gas (es decir, el segundo flujo) usa la parte corriente abajo 10b de la línea de recuperación de gas 10 para ser conducido al sistema de purificación 1 de los gases exhalados, donde se elimina el CO2. El gas purificado que sale a través de la línea de reciclaje de gas 11 llenará de nuevo el depósito intermedio 24 a través de su puerto de entrada 12.

La relación de volumen (es decir, las cantidades respectivas) entre el flujo de gas que usa la línea de escape 101 y el flujo de gas que toma la parte corriente abajo 10b de la línea de recuperación de gas 10 depende del nivel de apertura del segundo elemento proporcional 103. Los medios de control 15 están configurados para determinar, por medio de uno o más algoritmos específicos, por ejemplo analizando la diferencia entre la medición de la concentración de O2 por el sensor de O2234 y la concentración de O2 objetivo, qué nivel de apertura se debe dar al segundo elemento proporcional 103.

En todos los casos, el volumen de gas conducido al depósito intermedio 24 es inferior al volumen de gas que circuló en la parte corriente arriba 10a de la línea de recuperación de gas 10.

Esquemáticamente, si 1 L de gas exhalado ha transitado por la línea de escape 101 para descargarse a la atmósfera A, el conjunto de paciente P e instalación 50 es asimilable a un volumen total de 7 L con una concentración de O2 del 40 %, complementado con 1 L de O2 al 100 % procedente de la fuente de gas 3. La concentración de O2 resultante en relación con el volumen de 8 L es entonces del orden del 47,5 %. Por supuesto, el suplemento de O2 puro de la fuente de gas 3 no se puede suministrar instantáneamente debido al ajuste inicial de 1 L/min, lo que implica que el depósito intermedio 24 se vacía progresivamente durante las sucesivas inhalaciones y exhalaciones del paciente P. Durante las mismas, según la medición de la concentración de O2 en la línea principal de conducción de gas 23, los medios de control 15 determinan el grado de apertura que se conferirá al segundo elemento proporcional 103 con el fin de que algunos de los gases exhalados por el paciente P sean evacuados a la atmósfera A a través de la línea de escape 101.

En el marco de un aumento en la concentración de O2 objetivo, se le puede pedir al usuario, por ejemplo, al personal sanitario, a través de la interfaz de control 300, tal como una IGU, que aumente de forma manual el flujo procedente de la fuente de gas 3, por ejemplo, que lo fije en 6 L/min, de manera que garantice que el depósito intermedio 24 no se vacíe por completo. El segundo elemento proporcional 103 permite "purgar" el nitrógeno más rápidamente que la única válvula de escape 26 del depósito intermedio 24, lo que permite alcanzar la nueva concentración de O2 objetivo más rápidamente, cuando es superior a la concentración existente en la línea principal de conducción de gas 23.

Una vez que se ha alcanzado la concentración de O2 objetivo, los medios de control 15 entran en modo de mantenimiento cerrando el segundo elemento proporcional 103 y cerrando o abriendo ligeramente el primer elemento proporcional 233 para mantener la concentración de O2 inhalada por el paciente P a un nivel cercano a la concentración de O2 objetivo.

Por lo tanto, se entiende que la instalación 50 según la invención permite regular con precisión el contenido de oxígeno enviado al paciente P según uno o varios contenidos o concentraciones de oxígeno objetivo fijados por el personal sanitario según las necesidades del paciente P en cuestión, en particular actuando sobre el aporte de aire ambiente o sobre la evacuación de gas del circuito a la atmósfera ambiente A.

En la Fig. 2 se muestra una variante de la instalación 50 según la invención. La arquitectura global de la instalación 50 de la Fig. 2 es idéntica a la de la Fig. 1 y no se detallará para evitar repeticiones innecesarias.

Esta variante de la instalación 50 permite reducir aún más, o incluso optimizar, el tiempo necesario para obtener una concentración objetivo de O2 inhalado ajustada por el usuario cuando es superior a la concentración de O2 inhalado.

Para ello, se usa preferiblemente el puerto de "alta presión" de la VRI 31 de la fuente de gas 3, que contiene oxígeno comprimido, que se conecta, mediante un tubo flexible de conexión 34 que forma una parte corriente arriba de la línea de suministro de gas 32, al puerto corriente arriba 8a de un distribuidor 8 que se encuentra así alimentado por oxígeno a 400 kPa (4 bares), suministrado por el tubo flexible de conexión 34.

El distribuidor 8 comprende una electroválvula proporcional de dosificación 82 controlada por los medios de control 15, que está dispuesta en una línea interna de dosificación 81 que está en comunicación fluida con el tubo flexible de conexión 34 que forma la parte corriente arriba de la línea de suministro de gas 32.

La electroválvula proporcional de dosificación 82 se cierra de forma natural cuando no está controlada por los medios de control 15, de manera que ningún flujo de O2 procedente de la VRI 31 de la fuente de gas 3 circula por la línea de dosificación 81 y no entra en el depósito intermedio 24 a través del puerto de aprovisionamiento de O233, a través de una línea de aprovisionamiento 35 que forma una parte corriente abajo de la línea de suministro de gas 32, conectada al puerto corriente abajo 8b del distribuidor 8. Por ejemplo, la línea de aprovisionamiento 35 es un tubo flexible.

La electroválvula proporcional de dosificación 82 puede ser, por ejemplo, la denominada "VSO LowPro" disponible en la empresa Parker o cualquier otra electroválvula equivalente o similar.

Durante el funcionamiento de la instalación 50, los medios de control 15 determinan un nivel de apertura de la electroválvula proporcional de dosificación 82 de manera que esta última suministre un flujo del orden de 1 L/min, denominado flujo de base, como se describió anteriormente con referencia a la Fig. 1. Conociendo la presión de expansión de 400 kPa (4 bares), es posible determinar la posición de funcionamiento de la electroválvula proporcional de dosificación 82. Por supuesto, se pueden usar elementos adicionales, tales como un sensor de flujo, de presión, etc., para regular dicho flujo de base.

La IGU 300 que se comunica con los medios de control 15 también puede permitir que el personal sanitario ajuste el flujo de base, aproximándose preferiblemente al metabolismo supuesto del paciente, por ejemplo, un flujo de 0,5 L/min, 1 L/min o más. En este caso, la electroválvula proporcional de dosificación 82 suministra el flujo de base que circula en la línea de aprovisionamiento 35 y llena el depósito intermedio 24.

El interés de un distribuidor 8 de este tipo reside en particular en las fases transitorias, en especial durante el ajuste de una concentración objetivo de O2 superior a la concentración de O2 inhalada por el paciente. De hecho, en este caso, los medios de control 15 pueden abrir completamente el segundo elemento proporcional 103 para que la mayoría, o incluso la totalidad, de los gases exhalados que circulan en la línea de recuperación de gas 10 escapen a la atmósfera ambiente A, a través de la línea de escape 101, con el fin de permitir la rápida evacuación del nitrógeno presente en la instalación 50.

Al mismo tiempo, los medios de control 15 pueden controlar la electroválvula proporcional de dosificación 82 de manera que aumente su flujo, por ejemplo a 6 L/min o más, con el fin de llenar el depósito intermedio 24 y evitar que se vacíe.

Una vez que se alcanza la concentración objetivo de O2 inhalado, los medios de control 15 pueden controlar la electroválvula proporcional de dosificación 82 de manera que esta suministre de nuevo un flujo de base preajustado. Un funcionamiento de este tipo permite entonces mejorar (es decir, reducir) el tiempo de convergencia hacia una nueva concentración objetivo cuando es superior a la concentración de O2 inhalado, mejorar el flujo de O2 automatizando una tarea que debe llevar a cabo el usuario y, en última instancia, reforzar la seguridad global de la instalación 50.

La instalación de suministro 50 de gas respiratorio según la presente invención permite controlar la concentración de O2 inhalada por un paciente P al tiempo que limita en gran medida el consumo de O2 procedente de la fuente de gas 3, aumentando así su autonomía.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. instalación de suministro (50) de gas respiratorio a un usuario (P) comprendiendo:

- una fuente de gas (3) para suministrar un gas respiratorio que contiene oxígeno,

- una interfaz respiratoria (21),

- una línea principal de conducción de gas (23) que conecta de manera fluida la fuente de gas (3) con la interfaz respiratoria (21),

- una línea de recuperación de gas (10) en comunicación fluida con la interfaz respiratoria (21), - un sistema de purificación de gas (1) alimentado por la línea de recuperación de gas (10),

- una línea de reciclado de gas (11) que conecta de manera fluida el sistema de purificación de gas (1) con la línea principal de conducción de gas (23),

- y medios de control (15),

caracterizada por que comprende además:

- un sensor de oxígeno (234) dispuesto para medir la concentración de oxígeno dentro de la línea principal de conducción de gas (23) y suministrar la o las mediciones de concentración de oxígeno a los medios de control (15),

- una línea de admisión (231) conectada de manera fluida a la atmósfera y además a la línea principal de conducción de gas (23) entre la fuente de gas (3) y el sensor de oxígeno (234),

- un dispositivo de selección de concentración (300) configurado para permitir a un usuario seleccionar o fijar una concentración objetivo de O2 inhalado y suministrar la concentración objetivo de O2 inhalado seleccionada a los medios de control (15), y

- un primer elemento proporcional (233), dispuesto en la línea de admisión (231), controlado por los medios de control (15) para controlar la circulación de aire en la línea de admisión (231).

2. Instalación según la reivindicación 1, caracterizada por que la línea de admisión (231) comprende una válvula unidireccional de admisión (232).

3. Instalación según la reivindicación 1, caracterizada por que los medios de control (15) están configurados para controlar el primer elemento proporcional (233), para autorizar una circulación de aire en la línea de admisión (231), cuando los medios de control (15) determinan que al menos una medición de concentración de oxígeno medida es superior a la concentración objetivo de O2 inhalado fijada o seleccionada.

4. Instalación según la reivindicación 1 o 3, caracterizada por que el primer elemento proporcional (233) está configurado para adoptar al menos:

- una posición de cierre que prohíbe toda circulación de aire en la línea de admisión (231), y

- una posición de apertura que autoriza una circulación de aire en la línea de admisión (231), estando dichos medios de control (15) configurados para controlar el paso del primer elemento proporcional (233) de la posición de cierre a la posición de apertura, o a la inversa.

5. Instalación según la reivindicación 1, caracterizada por que comprende además una línea de escape (101) en comunicación fluida con la línea de recuperación de gas (10) y también con la atmósfera, comprendiendo dicha línea de escape (101) un segundo elemento proporcional (103) controlado por los medios de control (15) para controlar la circulación de gas en la línea de escape (101).

6. Instalación según la reivindicación 5, caracterizada por que la línea de escape (101) comprende una válvula unidireccional de escape (102).

7. Instalación según la reivindicación 5, caracterizada por que el segundo elemento proporcional (103) está configurado para adoptar al menos:

- una posición de cierre que prohíbe toda circulación de gas en la línea de escape (101), y

- una posición de apertura que autoriza una circulación de gas en la línea de escape (101), estando los medios de control (15) configurados para controlar el paso del segundo elemento proporcional (103) de la posición de cierre a la posición de apertura, o a la inversa.

8. Instalación según la reivindicación 1, caracterizada por que la línea de reciclaje de gas (11) conecta de manera fluida el sistema de purificación de gas (1) con la línea principal de conducción de gas (23), a través de un depósito intermedio (24), estando el depósito intermedio (24), además, conectado de manera fluida a la fuente de gas (3).

9. Instalación según la reivindicación 1, caracterizada por que los medios de control (15) comprenden al menos un microprocesador.

10. Instalación según las reivindicaciones 1 y 5, caracterizada por que el primer elemento proporcional (233) y/o el segundo elemento proporcional (103) comprenden al menos una electroválvula proporcional o al menos una válvula de suministro de gas motorizada.

11. Instalación según la reivindicación 1, caracterizada por que el dispositivo de selección de concentración (300) comprende una interfaz gráfica de usuario (IGU).

12. Instalación según la reivindicación 1, caracterizada por que la fuente de gas (3) está configurada para suministrar oxígeno puro como gas respiratorio.

13. Instalación según la reivindicación 1, caracterizada por que la interfaz respiratoria (21) está configurada para administrar el gas respiratorio al usuario.

14. Instalación según la reivindicación 1, caracterizada por que el sistema de purificación de gas (1) está configurado para eliminar al menos una parte del CO2 contenido en la mezcla de gases CO2/O2 exhalada por el usuario en la interfaz respiratoria (21), y obtener gas purificado.

15. Instalación según las reivindicaciones 1 y 14, caracterizada por que la línea de recuperación de gas (10) está configurada para recuperar y conducir al menos una parte de la mezcla de gases CO2/O2 exhalada que se encuentra en la interfaz respiratoria (21).