ES2201227T3 - Aparato de respiracion artificial para el tratamiento de la apnea del sueño. - Google Patents
Aparato de respiracion artificial para el tratamiento de la apnea del sueño.Info
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Abstract
CONTROL DE UN RESPIRADOR PARA LA TERAPIA DE LA APNEA DEL SUEÑO MEDIANTE MEDICION CONTINUA DEL ANGULO DE FASE (DE LA DIFERENCIA TEMPORAL ENTRE EL FLUJO Y LA PRESION RESPIRATORIA) Y DE LA AMPLITUD DE PRESION CORRESPONDIENTE A LA RESISTENCIA RESPIRATORIA, ASI COMO DETERMINACION DEL INDICE DE RESISTENCIA RESPIRATORIA INDIVIDUAL (INDICE DE BASE) DE LA AMPLITUD DE PRESION DE UN PACIENTE CON AYUDA DE LA OSCILORESISTOMETRIA Y LAS REGLAS DE LA PRESION DE GAS RESPIRATORIA EN DEPENDENCIA DE TALES MAGNITUDES; EN DICHO CONTROL SE FILTRAN LOS CAMBIOS SIGNIFICATIVOS (SALTO DE FASE) DEL ANGULO DE FASE A PARTIR DE LA SEÑAL DEL ANGULO DE FASE, Y DE AHI SE GENERA UNA SEÑAL DE CONTROL PARA ADAPTAR LA PRESION DE GAS RESPIRATORIA.
Description
Aparato de respiración artificial para el
tratamiento de la apnea del sueño.
La invención se refiere a un aparato de
respiración artificial, para el tratamiento de la apnea del sueño,
según el concepto general de la reivindicación 1.
Un número considerable de personas sufre
trastornos del sueño que repercuten sobre su bienestar durante el
día y merman, en parte de forma notable, sus capacidades sociales
y su rendimiento laboral, así como su calidad de vida. Uno de estos
trastornos es la apnea obstructiva del sueño, en la cual la
reducción del tono muscular hace colapsar parcial o totalmente las
vías respiratorias superiores, y la cual es tratada preferentemente
mediante la llamada terapia CPAP (Continuous Positive
Airway Pressure), que consiste en suministrar al
paciente durante el sueño un flujo de aire, insuflándole un gas
respirable a través de una mascarilla nasal. La mascarilla está
unida a través de un tubo con el aparato de respiración artificial,
que está dotado de un ventilador, el cual genera una corriente de
gas con una sobrepresión que puede ser ajustada entre 5 y 20 mbar.
La corriente de gas es suministrada al paciente a presión
constante, o bien reduciendo la presión a un nivel más bajo durante
la espiración, para facilitar al paciente el trabajo respiratorio. A
pesar de que las fases de apnea durante el sueño se producen
solamente a corto plazo y constituyen una pequeña parte de la
duración total del sueño, el ventilador funciona en ambos casos de
forma continua, es decir durante toda la duración del sueño (toda
la noche), lo cual reduce claramente la aceptación de dicho
tratamiento de la apnea del sueño. Para eliminar dichos
inconvenientes, se conoce por el documento EP-A 0
705 615 un procedimiento para el control de un aparato de
respiración artificial, así como un aparato de respiración
artificial para levar a cabo dicho procedimiento, en el cual se
miden continuamente los cambios del ángulo de fase de la amplitud
de presión oscilatoria, la cual es proporcional a la resistencia
respiratoria del paciente, mediante la oscilorresistometría (ORM =
medición de la resistencia oscilatoria), y en el cual se determina
el valor individual de la resistencia respiratoria (valor de base
de la amplitud de presión) y al detectar desviaciones de dicho
valor se suministra al paciente gas respiratorio a presión,
poniendo fin al suministro de gas en cuanto se alcanza otra vez o
aproximadamente dicho valor base. La dinámica de dicho
procedimiento viene determinada por el tiempo que transcurre entre
el reconocimiento del aumento de resistencia (aumento de la
amplitud de presión) y el momento en el cual se alcanza la presión
CPAP terapéuticamente eficaz. Dentro de este lapso de tiempo, es
decir, antes de alcanzar la presión CPAP terapéuticamente eficaz,
todavía pueden producirse apneas.
El objetivo de la invención es mejorar la
sensibilidad del control de un aparato de respiración artificial,
acortando el tiempo de respuesta.
Dicho problema se resuelve mediante un aparato de
respiración artificial del tipo antes mencionado para el
tratamiento de la apnea del sueño, porque variaciones
significativas del ángulo de fase, que se manifiestan como saltos
de fase, son filtradas de la señal del ángulo de fase mediante la
FFT (Fast Fourier Transformation = transformación rápida de
Fourier), la auto-correlación, el análisis cluster
o el análisis median, generando a partir de ello una señal de mando
para adaptar la presión respiratoria.
El aparato de respiración artificial para el
tratamiento de pacientes con apnea del sueño, según la invención,
es activado, es decir que se suministra gas respiratorio al
paciente, en el momento en el que la actividad respiratoria del
paciente se ve alterada debido a una apnea que se está formando,
provocando variaciones significativas del ángulo de fase, los
cuales se manifiestan como saltos de fase, antes de que se pueda
detectar repercusiones sobre la resistencia respiratoria. Un
trastorno de la respiración del paciente va acompañado de una
variación de la presión y del flujo respiratorios del paciente.
Dicha presión y dicho flujo pueden ser determinados de manera
sencilla, fiable y reproducible mediante la amplitud de presión
oscilatoria, averiguando a partir de ello el ángulo de fase, sin
que ello afecte al paciente. Variaciones significativas del ángulo
de fase, por ejemplo un salto de fase debido a una alteración de
la docilidad de las vías respiratorias, ya se manifiestan en un
espacio de tiempo significante, antes de que se puedan detectar
cambios en la presión y en el flujo respiratorios, y constituyen
una variable activa para activar y desactivar el aparato
terapéutico con la debida antelación, de manera que no se produzca
un suministro insuficiente del paciente con oxígeno y consiguiendo
un alivio para el mismo porque la adaptación de la presión
interviene muy temprano, siendo posible, de esta manera, un
"transito suave" a la presión necesaria en cada caso.
En una realización ejemplar del aparato de
respiración artificial, según la invención, se ha previsto un
dispositivo mediante el cual se sobrepone un flujo alternativo
sinusoidal al flujo respiratorio del paciente, que puede ser
generado con una bomba de membrana sin válvulas. Para determinar la
amplitud de presión oscilatoria que corresponde a la resistencia
respiratoria del paciente, se mide la evolución de la presión en
función del tiempo en la mascarilla nasal, a través de la cual se
suministra gas respiratorio al paciente, por ejemplo desde el
soplador de un aparato de respiración artificial, y se filtra la
parte de las oscilaciones superpuestas. Al mismo tiempo se detecta
la evolución de la presión en la bomba de membrana. A partir de la
diferencia de tiempo entre estas dos señales de presión se
determina el ángulo de fase, cuya trayectoria presenta variaciones
muy. marcadas, como saltos de fase, antes del inicio de una apnea,
las cuales son provocadas probablemente por alteraciones de la
docilidad de las vías respiratorias. Dichas variaciones
significativas, que se producen antes de iniciarse una apnea o una
irregularidad respiratoria, se detectan por ejemplo mediante la FFT
(Fast Fourier Transformation), la auto- correlación, el análisis
cluster o el análisis median y provocan, según la invención, por
ejemplo aumentando la velocidad del soplador del aparato de
respiración artificial, un aumento de la presión en el flujo de gas
respiratorio que se suministra. En esta situación, la señal de
presión oscilatoria, que es proporcional a la resistencia
respiratoria del paciente, no sirve solamente par controlar el
aumento de presión, sino también para regular la presión del gas
respiratorio.
Un aparato de respiración artificial según la
invención consta de una fuente de gas a presión, conformada
oportunamente como ventilador y conectada a una mascarilla
respiratoria, y de un dispositivo que sirve para medir
continuamente el ángulo de fase (la diferencia en el tiempo entre
flujo respiratorio y presión respiratoria) y la amplitud de
presión, que corresponde a la resistencia respiratoria, así como
para determinar el valor de resistencia respiratoria individual de
cada paciente según el principio ORM, y dicho aparato de
respiración artificial está caracterizado por poseer un dispositivo
de mando y control, el cual activa o regula la fuente de gas a
presión a partir de variaciones significativas del ángulo de fase,
las cuales se manifiestan como un salto de fase y son filtradas de
la señal del ángulo de fase, de tal manera que al paciente se le
suministra gas respiratorio a una presión óptima, es decir,
terapéuticamente eficaz.
En un desarrollo adecuado de la invención, el
aparato de respiración artificial puede estar dotado de un
regulador de presión para el gas respiratorio que se puede ajustar
a las necesidades del paciente, lo cual aumenta la aceptación del
aparato terapéutico, puesto que al paciente se le insufla el gas
respiratorio con una presión constante, agradable para él, si la
amplitud de presión oscilatoria y/o el ángulo de fase de la
amplitud de presión y/o el flujo respiratorio del paciente
corresponde (n) al (a los) valor (es) base.
A continuación se describe un ejemplo de
realización del aparato de respiración artificial, según la
invención, por medio del dibujo, que lo representa
esquemáticamente.
El aparato de respiración artificial para el
tratamiento de la apnea del sueño está compuesto de una mascarilla
respiratoria (1), que se puede colocar sobre la nariz de un
paciente y que está conectada a través de un tubo respiratorio (2)
con una fuente de gas a presión (3) conformada como ventilador. En
el tubo respiratorio (2) están dispuestos, delante de la mascarilla
respiratoria (1), los sensores (4) de un dispositivo (5) que sirve
para generar, medir y filtrar la amplitud de presión oscilatoria
según el principio ORM, así como el ángulo de fase. Desde un
dispositivo de mando y control (6), que está unido al dispositivo
(5) y puede ser ajustado al valor de base individual de dicha
amplitud de presión oscilatoria, la cual corresponde a la
resistencia respiratoria del paciente, se activa la fuente de gas a
presión (3) de tal manera que se suministra gas respiratorio al
paciente en el momento en el que se producen variaciones
significativas del ángulo de fase. El dispositivo (5) comprende
también una bomba de membrana sin válvulas (no mostrada), mediante
la cual se sobrepone un flujo alternativo sinusoidal al flujo
respiratorio.
Claims (9)
1. Aparato de respiración artificial para el
tratamiento de la apnea del sueño, que consta de una mascarilla
respiratoria conectada a una fuente de presión a gas y de los
siguientes dispositivos:
a) para medir continuamente la diferencia de
tiempo entre el flujo respiratorio y la presión respiratoria como
ángulo de fase, así como la amplitud de presión que corresponde a
la resistencia respiratoria,
b) para determinar el valor individual de la
resistencia respiratoria como valor de base de la amplitud de
presión de un paciente, mediante la oscilorresistometría, y
c) para regular la presión del gas respiratorio
en función del ángulo de fase y de la amplitud de presión,
caracterizado por poseer
d) dispositivos para detectar variaciones
significativas del ángulo de fase, que se manifiestan como saltos
de fase, filtrándolas de la señal del ángulo de fase, así como
para generar una señal de mando a partir de dichas variaciones
significativas, para adaptar la presión del gas respiratorio.
2. Aparato de respiración artificial, según la
reivindicación 1, caracterizado por poseer los siguientes
dispositivos:
a) para generar un flujo alternativo sinusoidal
que se sobrepone al flujo respiratorio del paciente, y
b) para medir simultáneamente la evolución de la
presión, en función del tiempo, en el flujo de gas respiratorio
insuflado al paciente, así como en el flujo alternativo
superpuesto, con tal de determinar la amplitud de presión
oscilatoria del gas que corresponde a la resistencia respiratoria
del paciente, y para averiguar el ángulo de fase filtrando las
oscilaciones superpuestas.
3. Aparato de respiración artificial, según la
reivindicación 1, caracterizado por poseer una bomba de
membrana sin válvulas, mediante la cual se sobrepone un flujo
alternativo sinusoidal al flujo respiratorio del paciente.
4. Aparato de respiración artificial, según una
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
fuente de gas a presión (3) es un ventilador.
5. Aparato de respiración artificial, según una
de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las
variaciones significativas del ángulo de fase, que se manifiestan
como saltos de fase, son filtradas de la señal del ángulo de fase
mediante la FFT (Fast Fourier Transformation).
6. Aparato de respiración artificial, según una
de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las
variaciones significativas del ángulo de fase, que se manifiestan
como saltos de fase, son filtradas de la señal del ángulo de fase
mediante el procedimiento de la
auto-correlación.
7. Aparato de respiración artificial, según una
de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las
variaciones significativas del ángulo de fase, que se manifiestan
como saltos de fase, son filtradas de la señal del ángulo de fase
mediante el procedimiento del análisis cluster.
8. Aparato de respiración artificial, según una
de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las
variaciones significativas del ángulo de fase, que se manifiestan
como saltos de fase, son filtradas de la señal del ángulo de fase
mediante el procedimiento combinado del análisis por
auto-correlación y del análisis median.
9. Aparato de respiración artificial, según una
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por poseer
un regulador de presión para el gas respiratorio que se puede
ajustar a las necesidades del paciente.
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