ES2957610T3

ES2957610T3 - Dispositivo de suministro de gas para respiración

Info

Publication number: ES2957610T3
Application number: ES18777701T
Authority: ES
Inventors: Masato Sasaki; Naoyuki Iida
Original assignee: Teijin Pharma Ltd
Current assignee: Teijin Pharma Ltd
Priority date: 2017-03-27
Filing date: 2018-03-22
Publication date: 2024-01-23
Anticipated expiration: 2038-03-22
Also published as: EP3603714A1; KR102553417B1; US11458278B2; WO2018180848A1; US20190388644A1; JPWO2018180848A1; EP3603714B1; KR20190131037A; CN110446517A; JP6891268B2; EP3603714A4; CN110446517B

Abstract

La presente invención está provista de un sensor de presión y una unidad de control. La unidad de control determina que un punto en el que un gradiente de presión calculado a partir de señales del sensor de presión excede un umbral de gradiente de presión es un punto de detección de inhalación y comienza a suministrar gas para la respiración. Además, la unidad de control determina si el umbral de gradiente de presión que se establece como criterio para determinar el punto de detección de inhalación concuerda con un estado de actividad del usuario a partir de la frecuencia de los puntos de detección de inhalación durante un período de tiempo predeterminado, y si el estado de actividad no coincide con el umbral de gradiente de presión, la unidad de control hace que el umbral de gradiente de presión coincida con el estado de actividad cambiando a otro umbral de gradiente de presión. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de suministro de gas para respiración

[Campo técnico]

La presente invención se refiere a un dispositivo de suministro de gas respiratorio de tipo sincronización de respiración que suministra un gas respiratorio tal como oxígeno concentrado y similar en respuesta a un ciclo respiratorio de un usuario.

[Técnica anterior]

Como terapia para enfermedades respiratorias tales como asma, enfisema, bronquitis crónica y similares, se realiza una terapia de inhalación de oxígeno para suplementar la falta de oxígeno administrando un gas de oxígeno de alta concentración a un paciente para su inhalación. Una terapia de inhalación de oxígeno doméstica es una terapia en la que un paciente como usuario del dispositivo de suministro de gas respiratorio, tal como un dispositivo de concentración de oxígeno, una botella de oxígeno y similar, hace funcionar el dispositivo según la prescripción por parte de un médico y recibe la terapia de inhalación de oxígeno en casa. Un desarrollo reciente de un dispositivo de concentración de oxígeno portátil alimentado por batería y similar ha expandido la aplicación del dispositivo de suministro de gas respiratorio.

Muchos de los dispositivos de suministro de gas respiratorio portátiles son de tipo sincronización de la respiración equipados con una función reguladora de la demanda para presentar reducción del tamaño, peso ligero y funcionamiento duradero (PTL 1, 2). La función reguladora de la demanda detecta la fase respiratoria de un usuario usando un sensor de presión y similar, y la sincroniza con un ciclo respiratorio para suministrar un gas respiratorio tal como un gas de oxígeno y similar solo durante una fase inspiratoria y detener el suministro durante una fase espiratoria. La función no suministra el gas respiratorio de manera continua, sino que suministra de manera pulsada el gas en respuesta al ciclo respiratorio del usuario, y por tanto puede reducir el consumo de gas respiratorio y electricidad.

PTL3 describe sistemas y métodos para administrar gas terapéutico a pacientes, en los que se administra un volumen de bolo variable en respuesta al patrón respiratorio del paciente.

Además, PTL4 se refiere a un diseño conservador para un sistema de gas respiratorio terapéutico que comprende un sensor de respiración que produce una señal en respuesta a la detección de una respiración, comprendiendo dicho sensor de respiración un transductor de presión para detectar presión de respiración; y un controlador programable que comprende un circuito de control que amplifica la señal del sensor, comprendiendo dicho circuito de control una interfaz electrónica al transductor que contiene un componente de realimentación retardada que es ajustable; y un controlador de circuito que altera la respuesta del circuito de control al sensor de respiración, produciendo dicho controlador programable una señal de control de válvula que controla la válvula.

Además, PTL5 describe un aparato concentrador de oxígeno configurada para uso en altitud alta que describe diversas realizaciones de un sistema concentrador de oxígeno. En algunas realizaciones, un sistema concentrador de oxígeno incluye un controlador que compensa la presión ambiental.

Finalmente, PTL6 describe un método y sistemas para la administración de gas enriquecido en oxígeno.

Con el fin de detectar una fase respiratoria en la función reguladora de demanda, se concibe un método de este tipo de equipamiento de un sensor de presión en la trayectoria de suministro de gas que suministra gas a una cánula y de detección de un cambio de presión que acompaña a la fase respiratoria. Específicamente, hay un método de evaluación de que una fase inspiratoria ha empezado cuando un valor de presión medido por el sensor de presión se vuelve más bajo que el umbral predeterminado para el valor de presión, o cuando una tasa de cambio temporal del valor de presión (gradiente de presión) durante una transición de una fase espiratoria a una fase inspiratoria supera el umbral predeterminado para un gradiente de presión.

Dado que el sensor de presión usado para detectar una fase respiratoria tiene una capacidad de detección extremadamente alta, una desviación, desplazamiento del punto de referencia del sensor de presión, debido a la influencia del entorno de funcionamiento, tal como temperatura y similar, y el cambio a lo largo del tiempo por el uso a largo plazo pasa a ser un problema. La detección del inicio de una fase inspiratoria usando un umbral de nivel de presión sufre un error, retardo o similar a la hora de detectar el inicio de una fase inspiratoria provocado por un desplazamiento en el valor medido debido a la desviación. Por tanto, se considera un método preferible detectar un inicio de una fase inspiratoria usando el umbral de gradiente de presión que apenas se ve afectado por la desviación.

[Lista de citas]

[Bibliografía de patentes]

[PTL 1] Patente japonesa n.° 2656530

[PTL 2] Publicación de solicitud de patente japonesa no examinada n.° 2004-105230

[PTL 3] Documento WO 2005/118038 A2

[PTL 4] Documento WO 2006/004626 A1

[PTL 5] Documento US 2012/055477 A1

[PTL 6] Documento WO 2014/059405 A1

[Sumario de la invención]

[Problema técnico]

Un patrón respiratorio de un humano varía enormemente dependiendo del estado de actividad tal como estar en reposo, trabajando y durmiendo. Por tanto, incluso la adopción de un método para evaluar un inicio de una fase inspiratoria usando el umbral de gradiente de presión puede sufrir un error de detección frecuente del inicio de una fase inspiratoria debido a un cambio en el estado de actividad del usuario, que es uno de los problemas a la hora de usar una función reguladora de la demanda.

La presente invención se basa en la consideración anterior y por tanto pretende proporcionar un dispositivo de suministro de gas respiratorio que esté equipado con una función reguladora de la demanda para detectar exactamente una fase de respiración de un usuario y suministrar un gas de inhalación en sincronización con un ciclo respiratorio.

[Solución al problema]

La presente invención proporciona un dispositivo de suministro de gas respiratorio tal como se define en las reivindicaciones independientes 1 y 8. Realizaciones preferidas adicionales de la presente invención se definen en las reivindicaciones dependientes 2-7 y 9-12.

[Efectos ventajosos de la invención]

Según la presente invención, puede proporcionarse un dispositivo de suministro de gas respiratorio que está equipado con una función reguladora de la demanda para detectar exactamente una fase de respiración de un usuario y suministrar un gas de inhalación en sincronización con un ciclo respiratorio.

[Breve descripción de los dibujos]

[Figura 1] La figura 1 es un diagrama de configuración de la función reguladora de la demanda del dispositivo de suministro de gas respiratorio.

[Figura 2] La figura 2 es un diagrama de flujo de conmutación de un umbral de gradiente de presión.

[Figura 3] La figura 3 es un diagrama de flujo de conmutación de un umbral de gradiente de presión que incluye conmutación manual.

[Figura 4] La figura 4 es un diagrama de flujo que incluye conmutación a un suministro autónomo continuo de un gas respiratorio.

[Figura 5] La figura 5 es un diagrama de flujo que incluye conmutación a un suministro autónomo pulsado de un gas respiratorio.

[Figura 6] La figura 6 es un conjunto de gráficos que ilustran esquemáticamente patrones respiratorios durante un estado despierto y un estado dormido.

[Descripción de las realizaciones]

A continuación se explican realizaciones de la presente invención con referencia a las figuras.

La figura 6 ilustra esquemáticamente patrones respiratorios de un humano durante un estado despierto y un estado dormido. Habitualmente, la respiración se vuelve tenue mientras se duerme, y por tanto el patrón respiratorio (figura 6(b)) durante un estado dormido tiene una amplitud de presión menor que el patrón respiratorio (figura 6(a)) durante un estado despierto, y un gradiente de presión durante una transición de una fase espiratoria a una fase inspiratoria es también menor. Obsérvese que un gradiente de presión durante una transición de una fase espiratoria a una fase inspiratoria en el patrón respiratorio es siempre cero o menor. En la presente invención, la magnitud de un gradiente de presión significa la magnitud de un valor absoluto del gradiente de presión.

En el patrón respiratorio en la figura 6, un umbral de gradiente de presión (puede denominarse a continuación en el presente documento “umbral A”) se fija a, por ejemplo, -2,0 Pa/20 ms, y el punto G de detección de inspiración se asigna a un punto en el que un gradiente de presión medido usando un sensor de presión es mayor en el valor absoluto que el umbral A, y el punto G de detección de inspiración se evalúa como inicio de una fase inspiratoria. En el patrón respiratorio durante un estado despierto en la figura 6(a), justo después del desplazamiento de una fase espiratoria a una fase inspiratoria, el gradiente de presión se vuelve un gradiente máximo de -4,0 Pa/20 ms, y por tanto es mayor en el valor absoluto que el umbral A, lo que posibilita detectar el inicio de la fase inspiratoria como punto G de detección de inspiración.

Por otro lado, en el patrón respiratorio durante un estado dormido en la figura 6(b), la respiración es tenue y más lenta en comparación con un estado despierto, y por tanto el gradiente de presión es de -1,0 Pa/20 ms como máximo y rara vez mayor en el valor absoluto que el umbral A. Por tanto, no se detecta el punto G de detección de inspiración, lo que provoca fácilmente un error de detección del inicio de una fase inspiratoria. En este momento, la nueva fijación del umbral A a, por ejemplo, -0,2 Pa/20 ms eleva la sensibilidad y posibilita la detección de punto G de detección de inspiración incluso bajo un gradiente máximo de -1,0 Pa/20 ms. Sin embargo, si el umbral A ajustado para un estado dormido se usa durante un estado despierto, la sensibilidad es demasiado alta, de modo que un ruido del sensor de presión provocado por una vibración al portar el dispositivo de suministro de gas respiratorio, un ligero movimiento corporal y similar se confunde como cambio de presión, dando como resultado una aparición frecuente de detección incorrecta de punto G de detección de inspiración.

En la función reguladora de la demanda del dispositivo de suministro de gas respiratorio de la realización, se predeterminan umbrales de gradiente de presión adecuados para un estado despierto (umbral A1, umbral A2y umbral A3) y un umbral adecuado para un estado dormido (umbral A4), y la unidad de control del dispositivo de suministro de gas respiratorio tiene una función para evaluar, basándose en una frecuencia de punto G de detección de inspiración durante un tiempo predeterminado, si el usuario está despierto o dormido y si el inicio de la fase inspiratoria puede detectarse de manera apropiada, y entonces para conmutar el umbral entre el umbral A1, el umbral A2, el umbral A3y el umbral A4.

La figura 1 es un diagrama que ilustra una configuración principal de la función reguladora de la demanda del dispositivo de suministro de gas respiratorio. En la figura, la línea continua representa una trayectoria de flujo de gas y la línea discontinua representa una trayectoria de señal eléctrica. La fuente 1 de suministro de gas respiratorio es, por ejemplo, un concentrador de oxígeno, una botella de oxígeno y similar, y suministra un gas para inhalación a una presión y concentración predeterminadas. La válvula 6 de control es una válvula electromagnética y similar y se abre y se cierra mediante una señal de la unidad 5 de control. Un gas suministrado desde la fuente 1 de suministro de gas respiratorio se suministra a un usuario desde la cánula 2 mediante la apertura/el cierre de la válvula 6 de control controlada por la unidad 5 de control. En la trayectoria 3 de suministro de gas que conecta la válvula 6 de control y la cánula 2, está equipado el sensor 4 de presión.

En la función reguladora de demanda, el sensor 4 de presión mide constantemente la presión en la trayectoria 3 de suministro de gas, que fluctúa por la respiración del usuario, y envía el valor medido a la unidad 5 de control. La unidad 5 de control detecta el punto G de detección de inspiración a partir de un patrón respiratorio en tiempo real obtenido mediante el sensor 4 de presión, evalúa el punto G de detección de inspiración como inicio de una fase inspiratoria, abre la válvula 6 de control, suministra un gas respiratorio a la cánula 2 a una cierta tasa de flujo solo durante un cierto periodo de tiempo, y entonces cierra la válvula 6 de control. Considerando que el oxígeno administrado tras el primer 60% de una fase de inspiración permanece generalmente en el espacio muerto y no está implicado en un intercambio de gas en los alveolos pulmonares, y que una tasa respiratoria de los pacientes es habitualmente de aproximadamente 8 a 48 lμm, con el fin de usar con seguridad casi toda la cantidad del oxígeno suministrado para un intercambio de oxígeno en los alveolos pulmonares, es deseable completar el suministro de oxígeno en el plazo de aproximadamente 0,24 a 1,2 segundos tras la detección del punto G de detección de inspiración.

Mientras se controla la válvula 6 de control, la unidad 5 de control evalúa si es necesaria la conmutación del umbral A usado para la detección del punto G de detección de inspiración basándose en una frecuencia de punto G de detección de inspiración detectada durante un tiempo predeterminado. Más específicamente, basándose en una frecuencia de punto G de detección de inspiración detectada durante un tiempo predeterminado, la unidad 5 de control selecciona uno cualquiera de umbrales adecuados para un estado despierto (umbral A1, umbral A2y umbral A3) y un umbral adecuado para un estado dormido (umbral A4), y conmuta el umbral A al umbral seleccionado.

La figura 2 ilustra el flujo en el que la unidad 5 de control evalúa si es necesario conmutar el umbral A o no, y conmuta el umbral A al umbral A1, al umbral A2, al umbral A3o al umbral A4.

Cuando se inicia el dispositivo y se activa la función reguladora de la demanda, la unidad 5 de control fija el umbral A como el umbral A1que tiene la menor sensibilidad en los umbrales de gradiente de presión adecuados para un estado despierto (etapa S1). En cuanto al umbral A1, al umbral A2y al umbral A3, se miden y se examinan los patrones respiratorios durante un estado despierto de múltiples pacientes con OD (oxigenoterapia domiciliaria), y se encuentran los siguientes resultados de modo que los umbrales están preferiblemente en el intervalo de -2,4 Pa/20 ms a -1,0 Pa/20 ms, y más preferiblemente el umbral A1es de aproximadamente -4,0 Pa/20 ms, el umbral A2es de aproximadamente -2,0 Pa/20 ms y el umbral A3es de aproximadamente -1,0 Pa/20 ms. Además, en cuanto al umbral A4, se miden y se examinan los patrones respiratorios durante un estado dormido de múltiples pacientes con OD, y se encuentran los siguientes resultados de modo que, con el fin de mantener la razón (razón de detección) de la frecuencia de punto G de detección de inspiración con respecto a la frecuencia de respiración real al 75% o más, el umbral A4es preferiblemente de -0,8 Pa/20 ms a -0,1 Pa/20 ms y más preferiblemente de aproximadamente -0,2 Pa/20 ms. Cuando el umbral A1, el umbral A2y el umbral A3son mayores de -2,4 Pa/20 ms o cuando el umbral A4es mayor de -0,8 Pa/20 ms, estos umbrales hacen la sensibilidad insuficiente para procesar los patrones respiratorios de los pacientes cada uno durante el estado despierto y el estado dormido, respectivamente, y por tanto la razón de detección de la frecuencia de punto G de detección de inspiración con respecto a la frecuencia de respiración real pasa a ser menor del 75%, lo que no permite un suministro del gas respiratorio suficiente como para mantener la saturación de oxígeno en sangre (SpO2) del usuario al 90% o más, un nivel apropiado general.

Por otro lado, cuando el umbral A1, el umbral A2y el umbral A3son menores de -1,0 Pa/20 ms o cuando el umbral A4es menor de -0,1 Pa/20 ms, la razón de detección del punto G de detección de inspiración con respecto a la frecuencia de respiración real es del 130% o más. Específicamente, la razón de detección de ruido del sensor 4 de presión erróneamente como punto G de detección de inspiración se vuelve grande, lo que no permite un suministro del gas respiratorio en sincronización con el inicio de la fase inspiratoria, dando como resultado la incomodidad del usuario y un aumento en el consumo de gas respiratorio.

La unidad 5 de control detecta el punto G de detección de inspiración a partir del umbral A1fijado en la etapa S1 y un gradiente de presión determinado a partir de una señal del sensor 4 de presión, e inicia un suministro pulsado del gas respiratorio en sincronización con el inicio de la fase inspiratoria.

Entonces, la unidad 5 de control cuenta una frecuencia de punto G de detección de inspiración detectada durante el periodo de tiempo predeterminado y evalúa si es necesario conmutar del umbral A1al umbral A2, del umbral A2al umbral A3y del umbral A3al umbral A4(etapa S2, S5, S8). Las conmutaciones del umbral A1al umbral A2, del umbral A2al umbral A3y del umbral A3al umbral A4se evalúan basándose en un criterio de si una frecuencia de punto G de detección de inspiración detectada durante el último tiempo predeterminado tsubirs desde el inicio de la medición es menor que nsubir. Dado que una tasa respiratoria de un humano es habitualmente de aproximadamente 8 a 48 lμm, en el caso en el que, por ejemplo, una frecuencia de punto G de detección de inspiración detectada durante los últimos 30 s es menor de 4 veces (equivalente a 8 lμm) ((tsubir, nsubir) = (30, 4)), el presente umbral A (umbral A1, umbral A2o umbral A3) probablemente no permite una detección correcta de punto G de detección de inspiración. Por tanto, cuando nsubires menor de 4 veces por 30 segundos, la unidad 5 de control conmuta el umbral A a un umbral que tiene una sensibilidad un nivel superior del umbral A2, umbral A3o umbral A4(etapa S3, S6, S9).

Un tiempo predeterminado tsubirpara contar el número de punto G de detección de inspiración nsubires preferiblemente de 90 segundos o más corto. Además, una combinación de tsubiry nsubircomo criterio para la evaluación puede ser cualquier combinación de (tsubir, nsubir) así como la combinación mencionada anteriormente de (tsubir, nsubir) = (30, 4) siempre que la combinación cumpla la condición equivalente a de 1 a 8 veces por 60 segundos, (por ejemplo, (tsubir, nsubir) = (15, 1), (15, 2), (30, 1), (30, 2), (30, 3), (60, 1), (60, 2), (60, 3), (60, 4), (60, 5), (60, 6), (60, 7), (60, 8), (90, 4), (90, 5), (90, 6), (90, 7), (90, 8), (90, 9), (90, 10), (90, 11), (90, 12), etc.). Cuando nsubirpor 60 segundos es más de 8 veces, aunque la respiración se detecte correctamente, el umbral A se conmuta probablemente de manera innecesaria a un umbral con una sensibilidad mayor, y la conmutación frecuente del umbral está provocada por una detección incorrecta de punto G de detección de inspiración debido a una perturbación tal como el movimiento corporal y similar, lo que incomoda al usuario. Por otro lado, cuando nsubirpor 60 segundos es menor de uno, aunque la detección de inspiración sea deficiente, la conmutación del umbral se retarda, el umbral A con una sensibilidad excesivamente baja con respecto al presente patrón de transpiración del paciente se deja sin conmutar, lo que no permite un suministro suficiente del gas respiratorio al usuario y por tanto disminuye el efecto terapéutico por el dispositivo de suministro de gas respiratorio.

Cuando un umbral de gradiente de presión se conmuta al umbral A4que es adecuado para un estado dormido en la etapa S9, la unidad 5 de control detecta un punto en el que el gradiente de presión es mayor en el valor absoluto que el umbral A4como punto G de detección de inspiración de un patrón respiratorio medido con el sensor 4 de presión, y entonces suministra de manera pulsada el gas respiratorio. La conmutación del umbral A al umbral A4posibilita la detección del punto de inicio de una fase de inspiración durante un estado dormido que es improbable que se detecte basándose en el umbral A1a A3.

Cuando se selecciona el umbral A2, el umbral A3o el umbral A4, la unidad 5 de control cuenta el número de punto G de detección de inspiración detectado durante un periodo de tiempo predeterminado y evalúa si es necesario conmutar del umbral A4al umbral A3, del umbral A3al umbral A2o del umbral A2al umbral A1(etapa S4, S7, S10). La conmutación del umbral A4al umbral A3, del umbral A3al umbral A2o del umbral A2al umbral A1se evalúa basándose en un criterio de si la frecuencia de punto G de detección de inspiración detectada durante el último tiempo predeterminado t<bajar>s desde el inicio de una medición es mayor que n<bajar>. Como se mencionó anteriormente, dado que una tasa respiratoria de un humano es habitualmente de aproximadamente 8 a 48 lμm, en el caso en el que, por ejemplo, la frecuencia de punto G de detección de inspiración detectada durante los últimos 5 s es de más de 4 veces (equivalente a 48 lμm) ((t<bajar>, n<bajar>) = (5, 4)), la presente condición para detectar el punto G de detección de inspiración usando el umbral A (umbral A2, umbral A3o umbral A4) probablemente permite una detección incorrecta de un ruido como punto G de detección de inspiración debido a una sensibilidad excesivamente alta. Por tanto, cuando n<bajar>es de más de 4 veces por 5 segundos, la unidad 5 de control conmuta el umbral A a un umbral que tiene una sensibilidad un nivel inferior tal como al umbral A3, al umbral A2o al umbral A1(etapa S1, S3, S6).

Un tiempo predeterminado t<bajar>para contar el número de punto G de detección de inspiración n<bajar>es preferiblemente de 60 segundos o más corto. Además, una combinación de t<bajar>y n<bajar>como criterio para la evaluación puede ser cualquier combinación de (t<bajar>, n<bajar>) así como la combinación mencionada anteriormente de (t<bajar>, n<bajar>) = (5, 4) siempre que la combinación cumpla la condición equivalente a de 48 a 60 veces por 60 segundos, (por ejemplo, (t<bajar>, n<bajar>) = (15, 12), (15, 13), (15, 14) (15, 15), (30, 24), (30, 25), (30, 26), (30, 27), (30, 28), (30, 29) (30, 30), (60, 48), (60, 49), (60, 50), (60, 51), (60, 52), (60, 53), (60, 54), (60, 55), (60, 56), (60, 57), (60, 58), (60, 59), (60, 60), etc.). Cuando n<bajar>por 60 segundos es de menos de 48 veces, aunque la respiración se detecte correctamente, el umbral A se conmuta probablemente de manera innecesaria a un umbral con una sensibilidad menor, lo que no permite una detección correcta de la respiración del paciente y un suministro suficiente del gas respiratorio al usuario y por tanto disminuye el efecto terapéutico por el dispositivo de suministro de gas respiratorio. Por otro lado, cuando n<bajar>por 60 segundos es de más de 60 veces, aunque se produzca una detección incorrecta de punto G de detección de inspiración debido a una perturbación tal como el movimiento corporal y similar, el umbral A con una sensibilidad excesivamente alta para el presente patrón respiratorio del paciente se deja sin conmutar, lo que permite un suministro pulsado del gas respiratorio en el momento distinto de la inspiración, y por tanto el usuario probablemente siente incomodidad.

Como se mencionó anteriormente, la unidad 5 de control realiza el control de la función reguladora de la demanda en respuesta al estado del paciente al tiempo que conmuta entre el umbral A1, el umbral A2, el umbral A3 y el umbral A4 basándose en una frecuencia nsubir de punto G de detección de inspiración detectada durante el último periodo del tiempo predeterminado tsubir y una frecuencia nbajar de punto G de detección de inspiración detectada durante el último periodo del tiempo predeterminado tbajar, y por tanto puede detectar el inicio de una fase inspiratoria correctamente y suministrar un gas respiratorio en sincronización con un ciclo respiratorio.

Además, el umbral A1, el umbral A2, el umbral A3 y el umbral A4 pueden conmutarse basándose en un periodo de tiempo entre los momentos de los últimos dos puntos G de detección de inspiración. Más específicamente, cuando un periodo de tiempo entre los momentos de los últimos dos puntos G de detección de inspiración es más largo que el periodo de tiempo predeterminado t-i, la unidad 5 de control evalúa que la respiración no se detecta correctamente y conmuta el umbral A a otro umbral A que tiene una sensibilidad mayor. Por el contrario, cuando un periodo de tiempo entre los momentos de los últimos dos puntos G de detección de inspiración es más corto que el periodo de tiempo predeterminado t2, la unidad 5 de control evalúa que una perturbación tal como movimiento corporal y similar se detecta por error y conmuta el umbral A a otro umbral A que tiene una sensibilidad menor. En ese momento, considerando que una tasa respiratoria de un humano es habitualmente de aproximadamente 8 a 48 lμm, de manera deseable, t1 es más largo de 7,5 segundos y t2 es más corto de 1,2 segundos.

Además, en la descripción anterior como ejemplo de realizaciones, aunque se muestran a modo de ejemplo cuatro niveles de umbral como niveles conmutables de un umbral de gradiente de presión A, puede adoptarse cualquier número de niveles siempre que se use el umbral A en el método mencionado anteriormente.

En el dispositivo de suministro de gas respiratorio de la realización de la figura 1, un usuario puede enviar una señal de conmutación de sensibilidad a la unidad 5 de control desde la interfaz 7 de usuario y conmutar manualmente entre el umbral A1, el umbral A2, el umbral A3y el umbral A4. La figura 3 es un diagrama de flujo que muestra a modo de ejemplo que puede realizarse una operación manual por parte de un usuario para conmutar la sensibilidad.

Cuando se inicia el dispositivo, y se activa la función reguladora de la demanda, la unidad 5 de control fija el umbral A al umbral A1(etapa S11). Cuando el usuario pulsa el botón de subir la sensibilidad de la interfaz 7 de usuario (etapa S12), el control pasa a la etapa S14 y el umbral A1se conmuta al umbral A2. De manera similar, en el caso de A2/A3para el umbral A (etapa S14/S19), cuando se pulsa el botón de subir la sensibilidad (etapa S15/S20), el control pasa a la etapa S19/etapa S24 y el umbral A se conmuta a A3/A4. Por otro lado, cuando el usuario pulsa el botón de bajar la sensibilidad (etapa S16) mientras el dispositivo de suministro de gas respiratorio se hace funcionar usando el umbral A2, el control pasa a la etapa S11, y el umbral A se conmuta a A1. De manera similar, en el caso de A3/A4para el umbral A (etapa S19/S24), cuando se pulsa el botón de bajar la sensibilidad (etapa S21/S25), el control pasa a la etapa S14/etapa S19 y el umbral A se conmuta a A2/A3. En el ejemplo en la figura 3, la puesta en funcionamiento del botón de conmutación de sensibilidad por parte del usuario conmuta los umbrales de gradiente de presión en preferencia con respecto a la evaluación por parte de la unidad 5 de control basándose en las frecuencias nsubir y nbajar de punto G de detección de inspiración.

La figura 4 es un diagrama de flujo que muestra a modo de ejemplo una función de seguridad para suministrar de manera continua el gas respiratorio solo durante aproximadamente 90 segundos independientemente de una fase de respiración además de un suministro pulsado del gas respiratorio en sincronización con una fase de respiración. El flujo hasta la etapa S40 es el mismo que las etapas S1 a 10 de la figura 2. En la etapa S40, cuando la frecuencia de punto G de detección de inspiración durante 5 segundos es de cuatro veces o menos, en la etapa S41, se comprueba si la frecuencia de punto G de detección de inspiración durante el periodo del último temporizador predeterminado trespaldo s es menor que nrespaldo, y se confirma si se detecta la tasa respiratoria mínima durante un estado dormido.

Como se mencionó anteriormente, dado que una tasa respiratoria de un humano es habitualmente de aproximadamente 8 a 48 lμm, en el caso en el que, por ejemplo, la frecuencia de punto G de detección de inspiración detectada durante los últimos 30 s es de menos de 4 veces (equivalente a 8 lμm) ((trespaldo, nrespaldo) = (30, 4)), la frecuencia de punto G de detección de inspiración es pequeña y el gas respiratorio probablemente no se suministra suficientemente, incluso si la unidad de control controla usando el umbral A4que tiene una sensibilidad alta. Por tanto, la unidad 5 de control conmuta un método de suministro del gas respiratorio a un suministro continuo (flujo autónomo continuo) (etapa S42). Según la figura 1, durante el suministro continuo del gas respiratorio, la válvula 6 de control mantiene un estado abierto y el sensor 4 de presión emite una presión del gas respiratorio como presión detectada, durante lo cual por tanto no puede detectarse una fluctuación de presión debido a la respiración. Por tanto, se requiere detener periódicamente el suministro continuo del gas respiratorio y confirmar si la respiración del usuario se ha recuperado hasta una intensidad que puede detectarse suficientemente y, para este propósito, la unidad 5 de control conmuta el umbral A de vuelta a A4y vuelve a iniciar la detección de punto G de detección de inspiración tras pasar un cierto tiempo desde el inicio de un suministro del flujo autónomo continuo (etapa S45). Según el examen de los inventores, basándose en las mediciones y la consideración de los patrones respiratorios de los estados dormidos de múltiples pacientes con OD, se ha encontrado que, fijando el tiempo de suministro de flujo autónomo continuo a de 10 a 120 segundos, el 75% o más del tiempo de respiración completa pasa a estar disponible para la inspiración del gas respiratorio, y el tiempo de suministro es además preferiblemente de aproximadamente 90 segundos.

La figura 5 es un diagrama de flujo que muestra a modo de ejemplo una función de seguridad para suministrar de manera pulsada el gas respiratorio independientemente de una fase de respiración a un ciclo constante además de un suministro pulsado del gas respiratorio en sincronización con una fase de respiración. El flujo hasta la etapa S61 es el mismo que las etapas S31 a 41 de la figura 4.

La unidad 5 de control conmuta el método de suministro del gas respiratorio, en lugar de suministrar un flujo autónomo continuo (etapa S42 de la figura 4), a un suministro pulsado (autopulsado) (etapa S62) a un ciclo constante (por ejemplo, 50 lμm). Durante el periodo de este funcionamiento autopulsado, la unidad 5 de control continúa la detección de punto G de detección de inspiración usando el umbral A4y cancela un suministro autónomo pulsado cuando se detecta de nuevo el punto G de detección de inspiración (etapa S65).

Un tiempo predeterminado trespaldopara contar el número de puntos G de detección de inspiración nrespaldoes preferiblemente de 30 segundos o más corto. Además, una combinación de trespaldoy nrespaldocomo criterio para la evaluación puede ser cualquier combinación de (trespaldo, nrespaldo) así como la combinación mencionada anteriormente de (trespaldo, nrespaldo) = (30, 4) siempre que la combinación cumpla la condición equivalente a de 1 a 8 veces por 60 segundos, (por ejemplo, (trespaldo, nrespaldo) = (15, 1), (15, 2), (30, 1), (30, 2), (30, 3), (60, 1), (60, 2), (60, 3), (60, 4), (60, 5), (60, 6), (60, 7), (60, 8), (90, 4), (90, 5), (90, 6), (90, 7), (90, 8), (90, 9), (90, 10), (90, 11), (90, 12), etc.). Cuando nrespaldopor 60 segundos es de más de 8 veces, aunque se detecte la respiración a la razón de detección (la razón de la frecuencia de punto G de detección de inspiración con respecto a la frecuencia de respiración real) del 75% o más en el umbral A4, se inicia innecesariamente un suministro del gas respiratorio en flujo autónomo continuo o de manera autopulsada. Aunque un suministro de oxígeno en un flujo autónomo continuo o uno autopulsado puede reducir el riesgo de disminución en la saturación de oxígeno en la sangre de los pacientes en comparación con ningún suministro, estos métodos no cumplen necesariamente de manera suficiente la cantidad de oxígeno requerida por el paciente, considerando que el suministro automático del gas respiratorio en estos métodos se proporciona independientemente del patrón respiratorio del paciente. Por tanto, el uso de un concentrador de oxígeno como dispositivo de suministro de gas respiratorio puede disminuir probablemente el efecto terapéutico. Por tanto, cuando se detecta de manera apropiada una inspiración y se suministra suficientemente la cantidad de oxígeno requerida por el paciente, se evita de manera deseable la conmutación innecesaria a un flujo autónomo continuo o a uno autopulsado. Por otro lado, cuando nrespaldoes menor de uno, apenas se detecta el punto G de detección de inspiración, y por tanto se retarda el suministro de un flujo autónomo continuo o uno autopulsado. En estas condiciones, se obstaculiza un suministro suficiente del gas respiratorio al usuario durante un estado dormido y por tanto se disminuye el efecto terapéutico por el dispositivo de suministro de gas respiratorio. Además, cuando la condición para conmutar a un flujo autónomo continuo o uno autopulsado (etapa S41 o etapa S61) se cumple cinco veces por 30 minutos (etapa S43 o etapa S63), se evalúa que probablemente se ha producido algún tipo de anomalía en el usuario o el dispositivo de suministro de gas respiratorio y se hace sonar una alarma (etapa S44 o etapa S64).

En el flujo de las figuras 4 y 5, incluso cuando el punto G de detección de inspiración apenas puede detectarse y por tanto la función reguladora de la demanda no puede suministrar el gas respiratorio suficientemente, el riesgo para el usuario de sentir asfixia es reducido, dado que el gas respiratorio se suministra automáticamente con un flujo autónomo continuo o autopulsado.

Aunque se ha explicado en detalle una realización preferida de la presente invención tal como anteriormente, la presente invención no está limitada a la realización mencionada anteriormente y son posibles diversas clases de variación y modificación dentro del contenido de la presente invención descrito en el alcance de las reivindicaciones.

[Aplicabilidad industrial]

Según la presente invención, puede proporcionarse un dispositivo de suministro de gas respiratorio equipado con una función reguladora de la demanda, en el que una unidad de control del dispositivo de suministro de gas respiratorio conmuta un umbral de gradiente de presión para detectar el inicio de una fase de inspiración en respuesta al estado de un usuario, por tanto detecta exactamente una fase de respiración, y suministra un gas de inhalación en sincronización con un ciclo respiratorio.

[Lista de números de referencia]

1. Fuente de suministro de gas respiratorio

2. Cánula

3. Trayectoria de suministro de gas

4. Sensor de presión

5. Unidad de control

6. Válvula de control

7. Interfaz de usuario

Claims

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de suministro de gas respiratorio de tipo sincronización de la respiración para suministrar un gas respiratorio en respuesta a un ciclo respiratorio de un usuario que comprende:

un sensor (4) de presión configurado para medir la presión en una trayectoria (3) de flujo de gas, y una unidad (5) de control configurada para seleccionar un umbral de gradiente de presión de múltiples umbrales de gradiente de presión predeterminados que son menores de cero (A<i>, ..., A4), siendo el gradiente de presión la tasa de cambio temporal del valor de presión,

en el que

la unidad (5) de control está configurada para evaluar un punto en el que un gradiente de presión calculado a partir de una señal del sensor (4) de presión se vuelve más pequeño que el umbral de gradiente de presión seleccionado como punto (G) de detección de inspiración y para suministrar el gas respiratorio durante un cierto periodo de tiempo desde el punto (g) de detección de inspiración, y está configurada para conmutar el umbral de gradiente de presión a uno cualquiera de los múltiples umbrales de gradiente de presión basándose en una frecuencia del punto (G) de detección de inspiración durante un tiempo predeterminado.

2. Dispositivo de suministro de gas respiratorio según la reivindicación 1, en el que los múltiples umbrales de gradiente de presión incluyen al menos dos umbrales de gradiente de presión de un primer umbral de gradiente de presión y un segundo umbral de gradiente de presión que es mayor que el primer umbral de gradiente de presión, y

cuando se selecciona el umbral de gradiente de presión y la frecuencia es menor que una primera frecuencia, la unidad (5) de control está configurada para conmutar el umbral de gradiente de presión a un umbral de gradiente de presión que es mayor que el umbral de gradiente de presión seleccionado, y cuando se selecciona el umbral de gradiente de presión y la frecuencia es mayor que una segunda frecuencia, la unidad (5) de control está configurada para conmutar el umbral de gradiente de presión a un umbral de gradiente de presión que es menor que el umbral de gradiente de presión seleccionado.

3. Dispositivo de suministro de gas respiratorio según la reivindicación 2, en el que el primer umbral de gradiente de presión es de -2,4 Pa/20 ms o mayor y de -1,0 Pa/20 ms o menor, y el segundo umbral de gradiente de presión es de -0,8 Pa/20 ms o mayor y de -0,1 Pa/20 ms o menor.

4. Dispositivo de suministro de gas respiratorio según la reivindicación 2 ó 3, en el que la primera frecuencia es equivalente a una frecuencia de 1 a 8 veces por 60 segundos.

5. Dispositivo de suministro de gas respiratorio según la reivindicación 2 ó 3, en el que la segunda frecuencia es equivalente a una frecuencia de 48 a 60 veces por 60 segundos.

6. Dispositivo de suministro de gas respiratorio según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en el que, cuando se selecciona el segundo umbral de gradiente de presión como umbral de gradiente de presión y la frecuencia es menor que una tercera frecuencia, la unidad (5) de control está configurada para conmutar el suministro de gas respiratorio a un suministro continuo durante un cierto periodo de tiempo o un suministro pulsado de un cierto ciclo.

7. Dispositivo de suministro de gas respiratorio según la reivindicación 6, en el que la tercera frecuencia es equivalente a una frecuencia de 1 a 10 veces por 60 segundos.

8. Dispositivo de suministro de gas respiratorio de tipo sincronización de respiración para suministrar un gas respiratorio en respuesta a un ciclo respiratorio de un usuario que comprende:

un sensor (4) de presión configurado para medir la presión en una trayectoria (3) de flujo de gas, y una unidad (5) de control configurada para seleccionar un umbral de gradiente de presión de múltiples umbrales de gradiente de presión predeterminados menores de cero, siendo el gradiente de presión la tasa de cambio temporal del valor de presión,

en el que

la unidad (5) de control está configurada para evaluar un punto en el que un gradiente de presión calculado a partir de una señal del sensor de presión se vuelve más pequeño que el umbral de gradiente de presión seleccionado como punto (G) de detección de inspiración y para suministrar el gas respiratorio durante un cierto periodo de tiempo desde el punto (G) de detección de inspiración, y está configurada para conmutar el umbral de gradiente de presión seleccionado a uno cualquiera de los múltiples umbrales de gradiente de presión basándose en un periodo de tiempo entre los últimos dos puntos (G) de detección de inspiración.

9. Dispositivo de suministro de gas respiratorio según la reivindicación 8, en el que los múltiples umbrales de gradiente de presión incluyen al menos dos umbrales de gradiente de presión de un primer umbral de gradiente de presión y un segundo umbral de gradiente de presión que es mayor que el primer umbral de gradiente de presión, y

cuando se selecciona el umbral de gradiente de presión y el periodo de tiempo es más largo que un primer periodo de tiempo, la unidad (5) de control está configurada para conmutar el umbral de gradiente de presión a un umbral de gradiente de presión que es mayor que el umbral de gradiente de presión seleccionado, y

cuando se selecciona el umbral de gradiente de presión y el periodo de tiempo es más corto que un segundo periodo de tiempo, la unidad (5) de control está configurada para conmutar el umbral de gradiente de presión a un umbral de gradiente de presión que es menor que el umbral de gradiente de presión seleccionado.

10. Dispositivo de suministro de gas respiratorio según la reivindicación 9, en el que el primer periodo de tiempo es más largo de 7,5 segundos.

11. Dispositivo de suministro de gas respiratorio según la reivindicación 9, en el que el primer periodo de tiempo es más corto de 1,2 segundos.

12. Dispositivo de suministro de gas respiratorio según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el gas respiratorio es un oxígeno concentrado y el dispositivo de suministro de gas respiratorio es un dispositivo de concentración de oxígeno.