WO2016156634A1 - Dispositivo de dosificacíon automática de flujo para equipos de oxigenoterapia - Google Patents

Dispositivo de dosificacíon automática de flujo para equipos de oxigenoterapia Download PDF

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WO2016156634A1
WO2016156634A1 PCT/ES2016/000041 ES2016000041W WO2016156634A1 WO 2016156634 A1 WO2016156634 A1 WO 2016156634A1 ES 2016000041 W ES2016000041 W ES 2016000041W WO 2016156634 A1 WO2016156634 A1 WO 2016156634A1
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oxygen
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oxygen therapy
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Daniel SÁNCHEZ MORILLO
Antonio LEÓN JIMENEZ
Miguel Ángel FENÁNDEZ GRANERO
Luis Felipe Crespo Foix
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Universidad De Cádiz
Servicio Andaluz De Salud
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/12—Preparation of respiratory gases or vapours by mixing different gases
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons

Definitions

  • the present invention belongs in general to the field of medicine, and more particularly to the control of oxygen flow in oxygen therapy equipment used by patients with medical conditions such as respiratory failure or stress defuration.
  • the object of the present invention is a device that allows modifying the oxygen flow provided to a patient by oxygen therapy equipment when the patient goes from a rest to stress situation and vice versa.
  • the oxygen requirements of patients with diseases that affect blood oxygenation vary depending on whether they are at rest or exercising, and these requirements may vary even depending on the intensity and duration of the effort itself.
  • the lack of the necessary oxygen in the blood causes short-term symptoms such as dyspnea, and physiopathic organic changes, such as tachycardia, increased respiratory rate, arterial hypertension, and, in the long term, serious problems such as pulmonary hypertension and cor pulmonaie. among others.
  • excessive levels of oxygen in the blood can cause hyper-hepatic encephalopathy in some patients.
  • portable oxygen therapy equipment has been generalized that allows patients to live normal lives outside! home while continuing to receive the necessary oxygen.
  • the current portable oxygen therapy equipment has a manual flow regulator that is adjusted by medical indication at a given level of flow in liters or pulses while the patient is at rest.
  • the patient When an effort is initiated, the patient must adjust the flow regulator to a higher level in order to meet the greater oxygen needs that are required during the effort, and conversely when the patient stops, the flow regulator must be adjusted again to a lower level.
  • the existing flow regulators are manual, modifying the flow mechanically, by turning a valve, or electronically, by pressing a number previously indicated by the doctor. Therefore, the regulator adjustment operations are performed by the patient manually.
  • the necessary flow for each patient must be personalized. This customization is achieved through medical tests. First, the patient is tested at rest, using arterial blood gas or pulse oximetry. In a second stage, the applicant performs a stress test (usually an 8-minute walk) with a pulse oximeter. The results of both tests allow to establish the necessary oxygen flow in each situation, rest and effort. Both flows, determined by the medical specialist, must be adjusted manually by the patient, manipulating the flow regulator, each time he initiates an activity (getting up, walking, etc.), or enters rest (when sitting, standing , etc.). The case is frequent because these changes in the regulator are made by the patient multiple times a day depending on their degree of activity. However, sometimes the patient forgets to make the necessary adjustments in the flow regulator. As a consequence, the situation occurs that on these occasions, the patient is at low oxygen levels during exertion or too high at rest. DESCRIPTION OF THE INVENTION
  • the device of the invention consist of a dosage? automatic that not only detects if the patient is at rest or in motion, but also identifies and graduates the intensity of the physical activity developed.
  • the device communicates with the oxygen supply equipment to transmit a setpoint signal to the flow regulator to adapt the oxygen flow to levels that previously would have indicated the optional for each situation.
  • the device orders to increase oxygen flow.
  • the device orders to decrease the flow to a predetermined level for the resting position.
  • the flow levels corresponding to rest and afterwards, or even to various degrees of effort, are determined by the physician through medical tests.
  • the automatic dosing device can be deactivated, the oxygen therapy equipment to be operated in manual mode in that case.
  • the automatic flow dosing device for oxygen therapy equipment essentially comprises a means of estimating the degree of physical activity of the patient and a processing means.
  • the means of estimating as portable by a patient gives such a way that both move in solidarity at all times, whether only the own means of estimation alone, when it constitutes a physical unit separated from the processing medium, or in conjunction with the medium processing, when it constitutes a single entity physically attached to the processing medium. Both configurations will be described in greater detail further in this document.
  • the means of estimation can comprise different types of sensors, although in a preferred embodiment of the invention it comprises at least one accelerometer, more preferably an accelerometer of fres axes or fres accelerating meters oriented in perpendicular directions opposite each other to capture the displacements of the patient. in the three directions of space.
  • the function of the estimation means is to obtain data about the physical activity of the patient to later determine if he is at rest or making an effort, or even what level of effort he is making, the term "sword of the degree of physical activity of the patient" therefore it refers to the set of variables detected, for example accelerations in the case of using spherometers.
  • the processing means is in communication with the previous estimation means to receive the estimate about the physical activity of the patient, and from this information, determine the level of oxygen required by the patient.
  • the processing medium is in communication with the oxygen therapy equipment to transmit to it a setpoint corresponding to said oxygen level required by the patient.
  • the processing medium can be configured in different ways, although according to preferred embodiments of the invention it comprises at least one of the following list; a microcontroller, a microprocessor, an FPGA device (from the English acronym Fieid Programmabie Gafe Array), a digital signal processor or DSP (from the English acronym Digitel Signa! Pmcasso ⁇ . or an application specific integrated circuit or AS C (from the English acronym) application-speci ⁇ c integrated circuit).
  • a microcontroller a microprocessor
  • an FPGA device from the English acronym Fieid Programmabie Gafe Array
  • DSP digital signal processor
  • AS C application specific integrated circuit
  • the estimation means and the processing means are two physically separate entities that communicate wirelessly.
  • the estimation means will be attached or fixed to the user and the processing medium could be elsewhere. for example physically connected to an oxygen therapy equipment that the user does not carry at all times.
  • the communication between the estimation medium and the processing medium would be wireless, for example by radio frequency, Bluetoofh and viFI. iWi, or Zigbee.
  • the means of estimation and the means of processing physically constitute a single entity.
  • the communication between estimation means and processing means is carried out in a wired manner.
  • the single entity could be configured to your physical connection l oxygen therapy equipment. This would be useful, for example, when the user uses portable oxygen therapy equipment attached to his body and that moves with him! at all times.
  • the single unit could also be configured so that it communicates with the oxygen therapy equipment wirelessly.
  • the device of the invention could be carried by a user and communicate the oxygen flow setpoint to a non-carrying oxygen therapy equipment. The user at all times.
  • the communication between the device and the oxygen therapy equipment could also be implemented by means of radiofrequency, Biuetooth, WiFi, ⁇ i i, or Zigbee
  • the device of the invention further comprises a storage medium connected to the processing means for storing data about the physical activity of the patient obtained by the means of estimating the storage medium
  • a storage medium connected to the processing means for storing data about the physical activity of the patient obtained by the means of estimating the storage medium
  • RAM of the English acronym Random-Access Memory
  • SRAM of the English acronym Statsc Rarsdom Access Memory
  • Flash of the English acronym Secure Digita or similar.
  • the device of the invention further comprises an information medium connected to the processing means for transmitting information to the patient.
  • This information medium may comprise at least one of the following list: a screen, one or several lights or LEDs (from the English acronym iighi-emsti g diode), a horn, a loudspeaker, or in general any element that allows a sensory inferfaz
  • the information medium could consist of 4 LEDs that stage a scale of 1 to 4 equivalent to 4 possible states of activity. You could also use a speaker that emits tones in activity scale changes.
  • Another option includes a screen that displays text messages or graphics with information of interest to the patient.
  • the device of the invention further comprises a communication means connected to the processing means configured to transmit data related to the physical activity of the patient to an external register.
  • This communication medium may comprise at least one of the following list: radio frequency, Bluefoof, Wrfi, iWi, Zigbee, GSlv ⁇ (from Global System for Motile Communications), CDMA (from English Code Division Multiple Access), EDGE (from Enhanced English Data Raies for GSM Evoiutiori ⁇ .. HSPA (from English Hig-Speed Packet Access), LIE (from English Long Ter Ev u ⁇ bn) and U TS (from Universal English Mübüe Te! Ecotnmuriicaiions System).
  • the device of the invention further comprises an identification element to uniquely identify the patient who is using it, such as an RFID tag (Radio Frequency IDentification) or an NFC tag (Near Fieid Communication). .
  • an identification element to uniquely identify the patient who is using it, such as an RFID tag (Radio Frequency IDentification) or an NFC tag (Near Fieid Communication).
  • a second aspect of the invention describes an automatic flow dosing procedure for oxygen therapy equipment that essentially comprises the following steps:
  • the method further comprises waiting for an adjusting period of time from the moment in which a change in physical activity is estimated until the time when the oxygen dosing setpoint is modified.
  • a minimum time generally 10-15 seconds
  • the delay may be adjusted by the doctor himself (for example, in a range of 3 to 30 seconds).
  • the sampling rate of the means for estimating the physical activity of the patient is greater the greater the degree of physical activity detected by the patient.
  • Flg. 1 shows an example of a device of the invention in communication with an oxygen therapy equipment. It distinguishes the following components:
  • 4 - Storage medium (internal memory, RAM, SRAM, Flash, SD or other external memory)
  • Information medium (screen, lights, aitawoz or other)
  • Fig. 2 shows a schematic diagram of the example device of Fig. 1. In it, the following components are distinguished:
  • Fig. 3 shows an example of the use of the system of the present invention
  • Fig. 1 shows an example of the internal structure of an example device (1) for automatic dosing of the oxygen flow.
  • This device (1) comprises a means (2) for estimating physical activity, which in this specific example are three acceleration sensors directed perpendicularly to each other towards the three directions of space, and which are connected to a means (3) of processing through a digital analog A / D converter (8).
  • the processing means (3) which in this example is a microconfrolator, processes the acceleration signals received from the acceleration sensors (2) to obtain an estimate of the degree of physical activity of the patient.
  • This microcon ⁇ rolador (3) could be of diverse nature, although preferably it should have a low energy consumption during normal operation and during the transmission-reception of data.
  • the mycontroller shows the data of the acceleration sensors (2) available through the A / D converter (8). Obviously, if the accelerometers (2) used are digital, the A / D converter (8) will not be necessary.
  • the sampling frequency of the data can be modified to optimize the operation of the device (1).
  • the microcontroller ⁇ 3 ⁇ takes data from the acceleration sensors (2) at a rate of 30 samples per second.
  • sampling rate will be adjusted to minimum values (for example, a sample yields second).
  • the sampling rate will automatically change to higher values (in the example, on the order of 30 samples per second) when it is detected that physical activity exceeds a certain threshold. All this with the objective of carrying out an accurate evaluation of the state of physical activity at every moment.
  • the data of the sensors (2) will be analyzed in the microcontroller (3) by a standard algorithm for estimating physical activity using digital signal processing techniques.
  • the microcontroller (3) can process the signals received from the acceleration sensors (2) to differentiate between the states of: rest, low activity, moderate activity, high activity,
  • These data already processed by the microcontroller (3), or the data directly received from the sensors can also be stored in a storage medium (4) connected to the microcontroller (3).
  • This storage medium (4) can be the internal memory of the microcontroller itself or an external memory of type RAiv, SRAlVi, Flash, SD or others,
  • the microcontroller ⁇ 3 ⁇ has this equivalence stored and, based on it, sends the setpoint necessary for an adequate flow adjustment to the flow regulator (101) of the oxygen therapy equipment (100).
  • the device (1) of the invention also has an information means (5) connected to! microcontroller (3) to communicate with the patient.
  • the information medium (5) can be configured in different ways although in this example it is a screen.
  • the device also has a means ⁇ 6 ⁇ of communication that allows the transmission of data related to physical activity to a remote location. This information can be used to monitor the physical activity of the patient, their state of health, to offer incentives to patients based on the physical activity developed, etc. Equivalently, data can be sent from said remote location to the communication means (8) of the device ⁇ 1) of the invention.
  • each device (1) can have a unique identification element (7) or, for example, RFID, FC or similar tags, programmed to store medical data in case of emergency, contact data, etc.
  • the remote location with which the communication medium (8) communicates can be of different types.
  • it may be an electronic patient record where data about their health status is stored.
  • it can be a mobile phone or smartphcne with hotspot functionality, which receives the data through a WIFl wireless network and in turn transmits them to a control center.
  • the automatic flow metering device (1) of the invention can also include its own power supply.
  • the device (1) can be powered by the power supply of the organotherapy equipment (100) by means of an adaptation stage.
  • the device (1) may include a rechargeable (replaceable) battery connected to the power module of the portable oxygenator equipment (100). Solar cells could also be used for the autonomous operation of the device (1) of the Invention.
  • Fig. 2 generically shows an example of a device (1) of the invention in communication with an oxygen equipment ⁇ 100 ⁇ of the device (1), through the communication means (6), can receive the data relating to the oxygen flows corresponding to each level of rest or effort, either from the patient's electronic record or directly from the specialist's data.
  • the device (1) could be synchronized periodically with the electronic record of the patient where the specialist can record the changes or adjustments in the dose of oxygen therapy that he needs.
  • the oxygen therapy device (100) can operate in manual mode or in automatic mode.
  • manual mode the patient is responsible for adjusting the dose of oxygen needed
  • automatic mode it is the automatic dosing unit (1) (2), which adjusts in real time the necessary dose according to the physical activity of the patient by means of the transmission of a setpoint to the flow regulator (101) of the equipment ( 100) oxygen therapy, In turn, if flow regulator (101) supplies oxygen to the patient's nasal mask or cannula (102).
  • Fig. 3 illustrates an example of a method for automatic oxygen flow adjustment.
  • the device (1) consults through the means (6) of communication the oxygen flow rates predetermined by the specialist for each degree of activity.
  • the microcontroller (3) receives the data from the physical activity sensors (2).
  • the microcontroller determines whether the degree of estimated physical activity remains stable for a certain period of time. In that case, at stage (19) the microcontroller (3) transmits the setpoint for adjusting the oxygen flow corresponding to the new degree of physical activity detected (19).
  • modification is made effective and the determined oxygen flow is delivered to the patient. If in stage (1) the degree of estimated physical activity does not remain stable during the established period, in stage (18) the oxygen flow at the level corresponding to the previous degree of activity (18) and returns to step (15) to check the data of the sensors (2).

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Abstract

La Invención describe un dispositivo (1) de dosificación automática de finjo para equipos (100) de oxigenoterapia que comprende: un medio (2) de estimación del grado de la actividad física de un paciente portable por un paciente; y un medio (3) de procesamiento en comunicación con el medio (2) de estimación y con el equipo (100) de oxigenoterapia, que está configurado para recibir del medio (2) de estimación dicha estimación de la actividad física del paciente, determinar el nivel de oxigeno requerido por el paciente, y transmitir al equipo (100) de oxigenoterapia una consigna correspondiente al nivel de oxigeno requerido por el paciente.

Description

DISPOSITIVO DE DOSIFICACIÓN AUTOMÁTICA DE FLUJO PARA EQUIPOS DE OXIGENOTERAPIA.
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención pertenece en generad ai campo de ia medicina, y más particularmente ai control de flujo de oxigeno en equipos de oxigenoterapia utilizados por pacientes con dolencias tales como insuficiencia respiratoria o desafuraeión ai esfuerzo.
El objeto de ia presente invención es un dispositivo que permite modificar ei fiujo de oxígeno proporcionado a un paciente por un equipo de oxigenoterapia cuando ei paciente pasa de una situación de reposo a esfuerzo y viceversa.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Los beneficios dei oxigeno a largo plazo están constatados desde ios años 80 en determinadas enfermedades respiratorias como en la Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica. Estos beneficios son mayores a mayor número de horas de uso de ia oxigenoterapia. Actualmente, la forma más frecuente de suministrar oxígeno a los pacientes es utilizando fuentes estáticas, como un concentrador estacionario de oxigeno o cilindras de alta presión. Sin embargo, ninguno de estos equipos permite al paciente salir de casa con oxigenoterapia. También existen equipos portátiles de oxigenoterapia que permiten una autonomía suficiente como para que ei paciente pueda realizar vida activa fuera dei hogar.
Los requerimientos de oxígeno de los pacientes con enfermedades que afectan a ia oxigenación sanguínea (pulmonares, cardíacas, etc.) varían según se encuentmn en reposo o realizando ejercicio, y estos requerimientos pueden variar incluso dependiendo de ia intensidad y duración del propio esfuerzo. A este respecto, mencionar que ia carencia dei oxigeno necesario en sangre origina a corto plazo síntomas como la disnea, y cambios orgánicos f siopatoiógicos, como taquicardia, aumento de la frecuencia respiratoria, hipertensión arterial y a iargo plazo problemas graves como hipertensión pulmonar y cor pulmonaie entre otros. Por otro lado, niveles excesivos de oxígeno en sangre pueden provocar encefalopatía hípereápníca en algunos pacientes. En ios últimos a - ñas,, se han generalizado equipos portátiles de oxigene-terapia que permiten a ios pacientes realizar vida normal fuera de! hogar a la vez que continúan recibiendo el oxígeno necesario. Sin embargo, al estar el paciente en movimiento se hace necesario regular el flujo de oxígeno que se proporciona, ya que las necesidades de oxígeno sen mayores cuando el paciente está realizando ejercicio que cuando está en reposo. Los equipos portátiles de oxiganoferapia actuales disponen de un regulador de flujo manual que se ajusta por indicación médica en un nivel determinado de caudal en litros o pulsos mientras el paciente está en reposo. Cuando se inicia un esfuerzo, el paciente debe ajustar el regulador de flujo a un nivel superior para poder satisfacer las mayores necesidades de oxígeno que se precisan durante el esfuerzo, e inversamente cuando el paciente se detiene debe volver a ajusfar el regulador de flujo a un nivel inferior. Los reguladores de flujo existentes son manuales, modificando ai fíujo de forma mecánica, mediante el giro de una válvula, o electrónica, mediante la pulsación de una numeración previamente indicada por el médico. Por ello, las operaciones de ajuste del regulador son realizadas por el paciente de forma manual.
Por otra parte, el caudal necesario para cada paciente debe ser personalizado. Esta personalización se consigue mediante pruebas médicas. En primer lugar se realizan al paciente pruebas en reposo, mediante gasometría arterial o pulsioxlmetría. En una segunda etapa, el pedente realiza una prueba de esfuerzo (generalmente una marcha de 8 minutos) con un pulsioxímetro. Los resultados de ambas pruebas permiten establecer ei caudal de oxígeno necesario en cada situación, reposo y esfuerzo. Ambos caudales, determinados por el médico especialista, deben ser ajustados de forma manual por ei paciente, manipulando ei regulador de flujo, cada vez que éste inicia una actividad (levantarse, andar, etc.), o entra en reposo (al sentarse, pararse, etc.). Es frecuente el caso da que estos cambios en al reguiador se realicen por ei paciente múltiples veces al día dependiendo de su grado de actividad. Sin embargo, en ocasiones, ei paciente olvida realizar los ajusfes necesarios en el reguiador de flujo. Como consecuencia, se produce la situación de que en estas ocasiones, ei paciente se encuentra con niveles bajos de oxigeno durante el esfuerzo o demasiado elevados en reposo. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Ei dispositivo de la invención consista en un dosificado? automático que no solo detecta si el paciente está en reposo o en movimiento, sino que además identifica y gradúa la intensidad de ¡a actividad física desarrollada. Además, eí dispositivo se comunica con el equipo de suministro de oxigeno para transmitir ai regulador de flujo una señal de consigna para adaptar el caudal de oxigeno a unos nivaies que previamente hubiera indicado ei facultativo para cada situación. De ese modo, cuando se detecta un incremento en la actividad física del paciente, ei dispositivo ordena aumentar caudal de oxígeno. Por ai contrario, cuando se detecta que el paciente pasa a una situación de repeso, el dispositivo ordena disminuir ei flujo hasta un nivel predeterminado para le posición de reposo. Los niveles de flujo correspondientes al reposo y ai esfue zo, o incluso a varios grados de esfuerzo, son determinados por el facultativo a través de pruebas médicas. Además, el dispositivo de dosificación automática puede ser desactivado, pasando en ese case el equipo de oxiganoferapia a operar en modo manual.
Según un primer aspecto de la invención, el dispositivo de dosificación automática de flujo para equipos de oxigenoferapia comprende fundamentalmente un medio de estimación del grado de actividad física del paciente y un medio de procesamiento. A continuación, se describe cada uno de estos elementos con mayor detalle:
1 ) Medio de estimación .
Ei medio de estimación as portable por un paciente da tal manera que ambos se mueven solidariamente en todo momento, ya sea únicamente ei propio medio de estimación en solitario, cuando constituye una unidad física separada del medio de procesamiento, o bien en conjunto con el medio de procesamiento, cuando constituye una única entidad físicamente unida ai medio de procesamiento. Ambas configuraciones se describirán con mayor detalle más adeianfe en el presente documento.
E¡ medio de estimación puede comprender diferentes tipos de sensores, aunque en una realización preferida de la invención comprende al menos un acele ómetro, más preferentemente un acelerómetro de fres ejes o fres aceler metros orientados en direcciones perpendiculares enfre sí para captar los desplazamientos del paciente en las tres direcciones del espacio. La función del medio de estimación es obtener datos acerca de la actividad física del paciente para posteriormente determinar si se encuentra en reposo o realizando un esfuerzo, o incluso qué nivel de esfuerzo está realizando, Ei término "espadón dei grado de actividad física del paciente" hace por tanto referencia al conjunto da variables detectadas, por ejemplo aceleraciones en el caso de utilizar a esferómetros.
2) Medio de procesamiento.
Ei medio de procesamiento está en comunicación con el medio de estimación anterior para recibir la estimación acerca de la actividad física dei paciente, y a partir de esta información, determinar ei nivei de oxigeno requerido por el paciente. Además, ei medio de procesamiento está en comunicación con ei equipo de oxigenoferapsa para transmitir al mismo una consigna correspondiente a dicho nivel da oxigeno requerido por el paciente.
Ei medio da procesamiento puede configurarse de diferentes modos, aunque de acuerdo con realizaciones preferidas de ia invención comprende ai menos uno de ia siguiente lista; un microconlroíador, un microprocesador, un dispositivo FPGA (dei acrónimo inglés Fieíd Programmabie Gafe Array), un procesador digital de señal o DSP (del acrónimo inglés Digitel Signa! Pmcassoñ. o un circuito integrado de aplicación especifica o AS C (del acrónimo ingl s application-speciñc integrated circuit).
Este nuevo dispositivo de dosificación puede configurarse físicamente de diferentes formas. En una primera posibilidad, el medio de estimación y el medio de procesamiento son dos entidades físicamente separadas que se comunican de manera inalámbrica De ese modo, el medio de estimación se adosarla o fijarla al usuario y el medio de procesamiento podría estar en otro lugar, por ejemplo conectado físicamente a un equipo de oxigenoterapía que no porta el usuario en todo momento. En este caso, la comunicación entre al medio de estimación y ei medio de procesamiento seria de tipo inalámbrico, por ejemplo medíante radiofrecuencia, Bluetoofh yviFI. iWi, o Zigbee.
En una segunda posibilidad, el medio de estimación y al medio de procesamiento constituyan físicamente una única entidad. En ese caso, la comunicación entre medio de estimación y medio de procesamiento se realiza de manera cableada. Centro de esta segunda posibilidad, la entidad única podría estar configurada para su conexión física l equipo de oxigenoferapia. Esto seria útil, por ejemplo, cuando el usuario utiliza un equipo de oxigenoterapia portátil adosado a su cuerpo y que se desplaza con é! en todo momento. Alternativamente, también podría configurarse la unidad única de manera que se comunique con el equipo de oxigenoterapia de manera inalámbrica Asi, el dispositivo de la invención podría ser portado por un usuario y comunicar la consigna de flujo de oxigeno a un equipo de oxigenoterapia que no porta ei usuario en todo momento. En esta caso, la comunicación entre el dispositivo y ei equipo de oxigenoterapia también podría implemenfarse por medio de radiofrecuencia, Biuetooth ,WiFi, ¡ íi i, o Zigbee
En una realización preferida, ei dispositivo de la invención comprende además un medio de almacenamiento conectado al medio de procesamiento para almacenar datos acerca de la actividad física del paciente obtenidos por el medio de estimación Ei medie de almacenamiento puede ser, por ejemplo, memoria RAM (del acrónimo inglés Random-Access Memory), SRAM (del acrónimo inglés Statsc Rarsdom Access Memory), Flash, SD (del acrónimo inglés Secure Digita o similar.
En otra realización preferida, el dispositivo de la invención comprende además un medio de información conectado al medio de procesamiento para transmitir información al paciente. Este medio de información puede comprender al menos uno de la siguiente lista: una pantalla, una o varias luces o LEDs (del acrónimo inglés iighi-emsti g diode), una bocina, un altavoz, o en general cualquier elemento que permita una inferfaz sensorial Por ejemplo, el medio de información podría estar constituido por 4 LEDs que escenifiquen una escala de 1 a 4 equivalente a 4 posibles estados de actividad. También se podría utilizar un altavoz que emitiera tonos en los cambios de escala de actividad. Otra opción comprende una pantalla que mostrase mensajes de texto o gráficos con información de interés para el paciente.
En otra realización preferida más, el dispositivo de ia invención comprende además un medio de comunicación conectado al medio de procesamiento configurado para transmitir datos relativos a la actividad física del paciente a un registro externo. Este medio de comunicación puede comprender al menos uno de la siguiente lista: radiofrecuencia, Bluefoof ,Wrfi, iWi, Zigbee, GSlví (del inglés Global System for Motile Communications), CDMA (del inglés Code División Múltiple Access), EDGE (del inglés Enhanced Data Raies for GSM Evoiutiori}.. HSPA (del inglés Hig -Speed Packet Access), LIE (del inglés Long Ter Ev uíbn) y U TS (del ingl s Universal Mübüe Te!ecotnmuriicaiions System).
En aún otra realización preferida más, el dispositivo de la Invención además comprende elemento de identificación para identificar unívocamente ai paciente que to utiliza, como por ejemplo una etiqueta RFID (siglas de Radio Frequency IDentification) o una etiqueta NFC (del inglés Near Fieid Communication).
Un segundo aspecto de la Invención describe un procedimiento de dosificación automática de flujo para equipos de oxigenoterapia que comprende fundamentalmente ios siguientes pasos:
- Estimar, mediante un medio de estimación de la actividad fásica, el grado de actividad física de un paciente portable por el paciente y comunicarlo a un medio de procesamiento.
- Determinar, mediante el medio de procesamiento, el nivel de oxígeno requendo por el paciente y transmitir una consigna correspondiente al equipo de oxigenoterapia.
Preferentemente, el procedimiento comprende además esperar un periodo de tiempo ajusfante desde el momento en que se estima un cambio de actividad física hasta el momento en que se modifica ia consigna de dosificación de oxigeno. En general, debe transcurrir un tiempo mínimo (generalmente 10-15 segundos), aunque el retardo puede ser ajustante por el propio médico (por ejemplo, en un rango de 3 a 30 segundos).
En otra realización preferida, la tasa de muesfreo del medio de estimación de le actividad física el paciente es mayor cuanto mayor es ei grado de actividad física detectado del paciente. As , en el caso de que ei dispositivo funcione con batería se ahorra energía en los momentos en que ei paciente está en reposo gracias a la utilización de una baja tasa da muesfreo de los movimientos del paciente, aumentando dicha tese de muestreo cuando ei paciente se pone en movimiento.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Flg . 1 muestra un ejemplo de dispositivo de la invención en comunicación con un equipo de oxigenoterapia. En ella se distinguen los siguientes componentes:
2,~ Sensor/es de aceleración 3,- Medio de procesamiento {mierocontroiade-r, microprocesador o similar)
4 - Medio de almacenamiento (memoria interna, memoria extema de tipo RAM, SRAM, Flash, SD u otras)
5 ~ Medio de información (pantalla, luces, aitawoz u otro)
8.- Medio de comunicación (Biuetooth ,Wífi, MíWi, Zigbee, GSM, CD A, EDGE, HSPA, LIE, UMTS υ otro)
7. - Eiamento de identificación único (RFID, FC o similar)
8. - Convertidor analógico digital (A/D)
La Fig 2 muestra un diagrama esquemático del ejemplo de dispositivo de ia Fig. 1. En él se distinguen ios siguientes componentes:
100.- Equipo de oxigenoterapla
101 - Reguiador de flujo
102." Mascarilla o cánula nasal del paciente
La Fig, 3 muestra un ejemplo de uso del sistema de ia presente invención,
DESCRIPCIÓN OE UNA REALIZACIÓN PREFE IDA
La Fig. 1 muestra un ejemplo de la estructura interna de un ejemplo dispositivo (1 ) para la dosificación automática del flujo de oxigeno. Este dispositivo (1) comprende un medio (2) de estimación de ia actividad física, que en este ejemplo concreto son tres sensores de aceleración dirigidos perpendicülarmente entre si hacia las tres direcciones del espacio, y que están conectados a un medio (3) de procesamiento a través de un convertidor analógico digital A/D (8).
El medio (3) de procesamiento, que en este ejemplo es un microconfrolador, procesa ias señales de aceleración recibidas de los sensores (2) de aceleración para obtener una estimación del grado de actividad física del paciente. Este microconírolador (3) podría ser de diversa naturaleza, aunque preferentemente deberla disponer de un bajo consumo de energía durante el funcionamiento normal y durante ia transmisión-recepción de datos. Periódicamente, el mierocontroiador muesfrea tos datos de los sensores (2) de aceleración disponibles mediante el convertidor A/D (8). Evidentemente, sí los acelerómetros (2) emp eados son digitales, el convertidor A/D (8) no será necesario. Como se ha comentado con anterioridad, la frecuencia de muestreo de los datos puede modificarse para optimizar el funcionamiento del dispositivo (1 ). En este ejemplo, el microcontrolador {3} toma datos de ios sensores (2) de aceleración a una tasa de 30 muestras por segundo. Estarán disponibles para su selección tasas de muestreo mayores o menores, e incluso su selección puede ser automática. Por ejemplo, cuando el paciente esté en reposo, la tasa de muestreo se ajustará a valores mínimos (por ejempto, una muestra ceda segundo). La tasa de muestreo cambiará automáticamente a valores superiores (en el ejemplo, del orden de 30 muestras por segundo) cuando se detecte que la actividad física supera cierto umbral. Todo ello con el objetivo de realizar una evaluación precisa del estado de actividad física en cada instante.
Los datos de ios sensores (2) serán analizados en el microcontrolador (3) mediante un algoritmo estándar de estimación de la actividad física empleando técnicas de procesamiento digital de la señal. Por ejemplo, el microcontrolador (3) puede procesar ias señales recibidas de los sensores (2) de aceleración para diferenciar entre ios estados de: reposo, actividad baja, actividad moderada, actividad alta, Estos datos ya procesados por el microcontrolador (3), o bien los datos directamente recibidos de los sensores, pueden además almacenarse en un medio (4) de almacenamiento conectado al microcontrolador (3). Este medio (4) de almacenamiento puede ser la propia memoria interna del microcontrolador o bien una memoria externa de tipo RAiv , SRAlVi, Flash, SD u otras,
Cada grado de actividad física estimado corresponderá con un valor de flujo de oxígeno predeterminado por el especialista. El microcontrolador {3} tiene almacenada esta equivalencia y, en base a ella, envía al regulador (101 ) de flujo del equipo (100} de oxígenoferapia la consigna necesaria para un adecuado ajuste del flujo.
El dispositivo (1 ) de la invención tiene también un medio (5) de información conectado a! microcontrolador (3) para comunicarse con el paciente. Como se ha comentado anteriormente, el medio (5) de información puede configurarse da diferentes modos aunque en este ejemplo se trata de una pantalla. El dispositivo también tiene un medio {6} de comunicación que permite transmitir ios datos relativos a la actividad física a una localización remota. Esta información puede emplearse para ei seguimiento de ia actividad física del paciente, de su estado de salud, para ofrecer incentivos a los pacientes en función de ia actividad física desarrollada, etc. Equivalentemente, pueden enviarse datos desde dicha localización remota hacia ei medio (8) de comunicación del dispositivo {1 ) de ia invención. Para eiio, cada dispositivo (1) puede tener un elemento (7) de identificación úni o, por ejemplo etiquetas RFID, FC o similar, programadas para almacenar datos médicos an caso de emergencia, datos de contacto, etc.
La localización remota con la que se comunica el medio (8) de comunicación puede ser de diferentes tipos. Por ejemplo, puede tratarse de un registro electrónico del paciente donde se almacenan datos acerca de su estado de salud. Alternativamente, puede tratarse de un teléfono móvil o smartphcne con funcionalidad de hotspot, que recibe los datos a través de una red inalámbrica WIFl y a su vez los transmite a un centro de control.
Además, aunque no se muestra en ia Fíg. 1 , el dispositivo (1 ) de dosificación automática del flujo de la invención tambi n puede incluir una fuente de alimentación propia. Alternativamente, el dispositivo (1 ) puede ser alimentado por la fuente de alimentación del equipo (100) de organoterapia mediante una etapa de adaptación. Por ejemplo, el dispositivo (1 ) puede incluir una batería recargable (reemplazable) conectada ai módulo de alimentación del equipo (100) portátil de oxigenoterapla. También se podrían emplear células solares para el funcionamiento autónomo del dispositivo (1 ) de la Invención.
La Fig. 2 muestra de manera genérica un ejemplo de dispositivo (1 ) de la invención en comunicación con un equipo {100} de oxigenoterapl Ei dispositivo (1 ), a través dei medio (6) de comunicación, puede recibir los datos relativos a los flujos de oxigeno correspondientes a cada nivel de reposo o esfuerces, bien del registro electrónico del paciente o bien directamente los datos del especialista. Por ejemplo, el dispositivo (1 ) podría sincronizarse de manera periódica con el registro electrónico dei paciente donde el especialista puede ir registrando los cambios o ajustes en la dosis de oxigenoterapla que necesita.
Ei equipo (100) de oxigenoterapla puede operar en modo manual o en modo automático. En modo manual, ei paciente es responsable del ajuste en la dosis de oxígeno necesaria. En modo automático, es la unidad (1 ) de dosificación automática (2), ia que ajusta en tiempo real la dosis necesaria de acuerdo a la actividad física del paciente mediante ia transmisión de una consigna ai reguiador (101 ) de flujo dei equipo (100) de oxigene-terapia, A su vez, si regulador (101 ) de flujo suministra el oxigeno a la mascarilla o cánula nasal del paciente (102).
La Fig, 3 ilustra un ejemplo de método para el ajuste automático del flujo de oxigeno. En la etapa (14), el dispositivo (1 ) consulta a través del medio (6) de comunicación los caudales de oxigeno predeterminados por el especialista pare cada grado de actividad. En la etapa (15), el microcontroiador (3) recibe ios datos de los sensores (2) de actividad física. En la etapa (16), ei microcontroiador {3} categoría la actividad física como reposo, baja, moderada o aita empleando técnicas de procesamiento digital de la señal. En el paso (17), ei microcontroiador determina si ei grado de actividad física estimado se mantiene estable durante un periodo determinado ajustabie. En ese caso, en ia etapa (19) el microcontroiador (3) transmite la consigna de ajuste dei caudal de oxigeno correspondiente al nuevo grado de actividad física detectado (19). En la etapa (20), se hace efectiva ¡a modificación y se entrega al paciente ei flujo de oxigeno determinado. Si en la etapa (1 ) el grado da actividad física estimado no se mantiene estable durante el periodo establecido, en la etapa (18) se
Figure imgf000012_0001
el caudal de oxigeno en el nivel correspondiente ai grado de actividad previo (18) y se vuelve de nuevo al paso (15) para comprobar los datos de ios sensores (2).

Claims

IVINDICACiONES
Dispositivo (1 ) de dosificación automática de flujo para equipos (100) de oxigeno-terapia : caracterizado por que comprende:
~ un medio (2) de estimación del grado de la actividad física de un paciente portable por un paciente; y
- un medio (3) de procesamiento, an comunicación con el medio (2) de estimación y con el equipo (10Q) de oxigenoterapia, que asta configurado para recibir del medio (2) de estimación dicha estimación de la actividad física del paciente, determinar el nivel de oxigeno requerido por el paciente, y transmitir al equipo (100) de oxigenoterapia una consigna correspondiente al nivel de oxigeno requerido por el paciente.
Dispositivo (1 ) de acuerdo con ia reivindicación 1 , donde el medio
(2) de estimación de la actividad física dei paciente comprende ai manos un aeeieromeiro.
3. Dispositivo (1 ) de acuerdo con la reivindicación 2, donde ei medio (2) de estimación de ia actividad física del paciente comprende un aeeieromeiro de tres ejes o tres acelerómefros orientados en direcciones perpendiculares entre sí.
4. Dispositivo (1 ) da acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el medio (3) de procesamiento comprende ai menos uno de la siguiente lista: un microcontra!ador, un microprocesador, una FPGA, un DSP o un ASÍC.
5. Dispositivo (1 ) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde ei medio (2) de estimación y el medio (3) de procesamiento son dos entidades físicamente separadas que se comunican de manera inalámbrica.
8. Dispositivo (1 ) de acuerdo con cualquiera de ias reivindicaciones anteriores 1 -4, donde ei medio (2) de estimación y ei medio (3) da procesamiento constituyen físicamente una única entidad.
7, Dispositivo (1 ) de acuerdo con ia reivindicación 6, que está configurado para su conexión física ai equipo (100) de oxigenoterapia
8. Dispositivo (1 ) de acuerdo con la reivindicación 8, que está configurado para comunicarse con ei equipo (100) de oxigenoterapia de manera inalámbrica.
9. Dispositivo (1 ) de acuerdo con cuaiquiera da las reivindicaciones anteriores, que además comprende un medio {4} de almacenamiento conectado ai medio (3) de
5 procesamiento pare almacenar ias estimaciones acerca de la actividad física del pacienta.
10. Dispositivo (1 ) da acuerdo con ia reivindicación 9, donde el medio (4) de almacenamiento comprenda al menos uno de la siguiente lista: una RAM, una SRAM, una Flash, y una SD. 0
11. Dispositivo {1} de acuerdo con cuaiquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprendo un medio (5) de información conectado ai medio (3) de procesamiento para transmitir Información al paciente.
12. Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 11 , donde ei medio (S) de Información comprende al menos uno de ia siguiente lista: una pantalla, una o S varias luces o LEDes, una bocina, y un altavoz.
13. Dispositivo (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende un medio (6) de comunicación conectado al medio (3) de procesamiento configurado para transmitir datos relativos a la actividad física del paciente a un registro externo. 0
14. Dispositivo (1 ) de acuerdo con la reivindicación 13, donde el medio (8) de comunicación comprende a! menos uno de ia siguiente lista: radiofrecuencia, Biuetooth ,WW, iWi, Zigbee GSM, CDMA, EDGE, HSPA, LIE, y U TS.
15. Dispositivo (1 ) da acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende elemento (7) de identificación para identificar5 unívocamente al paciente que lo utiliza,
18. Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 15, donde el elemento (7) de identificación comprende al menos uno de la siguiente lista: una etiqueta RFíD, y una etiqueta MFC.
17. Procedimiento de dosificación automática de flujo para equipos {100) de oxigenotarapia, caracterizado porque comprende ios siguientes pasos;
- estimar, mediante un medio (2) de estimación de ia actividad fisica portable por el paciente, si grado de actividad fisica de un pacienta y comunicarlo a un medio (3) de procesamiento; y
- determinar, mediante ei medio (3) de procesamiento, ei nivel de oxigeno requerido por e! paciente y transmitir una consigna correspondiente ai equipo (100) da oxiganoterapia,
18. Procedimiento de acuerdo con ia reivindicación 17, que además comprende esperar un período de tiempo ajusfabie desde ei momento en que se estime un cambio de actividad fisica hasta ei momento en que se modifica ia consigna de dosificación de oxigeno.
19. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17-18, donde una tasa de muestre© de! medio (2) de estimación de ia actividad fisica ei paciente es mayor cuanto mayor es ai grado de actividad fisica detectado del paciente.
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