ES2633718T3 - Dispositivo de tratamiento - Google Patents

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Noel Martin Davis
Peter John Bachelor
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Abstract

Un dispositivo de tratamiento (10) que comprende: una bomba (12) , teniendo la bomba un lado de entrada (22) y un lado de salida (24), siendo la presión en el lado de entrada menor que la presión atmosférica, siendo la presión en el lado de salido mayor que la presión atmosférica; un tubo de respiración (14) para la conexión con el paciente; un sensor de presión (18) adaptado para medir la presión dentro del tubo de respiración; una válvula (16) situada entre la bomba (12) y el tubo de respiración (14), estando la válvula adaptada para conectar selectivamente el tubo de respiración con el lado de entrada (22) o con el lado de salida (24) de la bomba, teniendo la válvula una primera entrada (30) conectada al lado de entrada (22) de la bomba (12) y una segunda entrada (32) conectada al lado de salida (24) de la bomba (12) , teniendo la primera entrada (30) un primer puerto de entrada (48) y teniendo la segunda entrada (32) un segundo puerto de entrada (62), teniendo la válvula (16) un elemento de válvula (42) con una abertura de la válvula (58), teniendo el elemento de válvula (42) una abertura central (60) conectada con la abertura de la válvula (58), estando la abertura central (60) conectada con el tubo de respiración (14) mediante la primera salida de la válvula (34) , pudiendo el elemento de válvula rotar entre una primera posición de operación en la que la abertura de la válvula (58) superpone el primer puerto de entrada (48) de la válvula y una segunda posición de operación en la que la abertura de la válvula (58) superpone el segundo puerto de entrada (62) de la válvula; un controlador (26) adaptado para recibir una señal de presión desde el sensor de presión (18) y para controlar el movimiento del elemento de válvula (42), caracterizado porque el controlador (26) está adaptado para determinar la primera posición de operación según la superposición requerida entre la abertura de la válvula (58) y el primer puerto de entrada (48) de la válvula con el fin de proporcionar una presión negativa predeterminada dentro del tubo de respiración, y para determinar la segunda posición de operación según la superposición requerida entre la abertura de la válvula (58) y el segundo puerto (62) de entrada de la válvula con el fin de proporcionar una presión positiva predeterminada dentro del tubo de respiración; y porque el dispositivo de tratamiento tiene un indicador (20) para indicar el estado de operación del dispositivo de tratamiento donde el paciente puede sincronizar su respiración con el dispositivo durante su utilización.

Description

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Descripcion
Dispositivo de tratamiento
SECTOR DE LA INVENCION
La invencion se refiere a un dispositivo de tratamiento y a un metodo de utilizacion del mismo, y particularmente a un dispositivo de tratamiento adaptado para asistir la extraccion de secreciones bronquiales en personas cuya funcion de toser esta danada.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Muchos pacientes, en particular aquellos que sufren dolencias respiratorias, son incapaces de toser por ellos mismos, y requieren la asistencia de una maquina que puede proporcionar una serie de ciclos de presion positiva y negativa, forzando aire hacia los pulmones del paciente y permitiendo al aire fluir hacia fuera de los pulmones del paciente alternativamente. (el termino “presion positiva” se utiliza aqm para referir una presion por encima de la presion atmosferica ambiente, y el termino “presion negativa” se utiliza para referir una presion por debajo de la presion atmosferica ambiente).
Los pulmones y los conductos bronquiales de una persona que sufre dolencias respiratorias normalmente continuaran secretando fluidos para mantener humedo el tramo bronquial, como en una persona sana, aunque en algunos pacientes la secrecion de fluidos puede incrementarse como un smtoma de la dolencia respiratoria. Si se permite a las secreciones bronquiales permanecer en los pulmones o en los conductos bronquiales, estas pueden perjudicar la funcion del pulmon y/o alojar germenes, y pueden finalmente causar la muerte del paciente.
Una persona sana es capaz de toser para expulsar cualquier acumulacion de secreciones bronquiales, forzando la funcion de toser al aire a salir de los pulmones con una fuerza significativa, expulsando tambien o al menos despegando el aire saliente cualquier secrecion bronquial que se haya formado.
No obstante, un paciente que sufre una enfermedad respiratoria no tendra a menudo la suficiente funcion de toser, es decir, incluso si el paciente conserva e estfmulo para toser el o ella no sera capaz de generar la fuerza suficiente para toser efectivamente para asf expulsar o despegar cualquier secrecion bronquial formada. Se deben proporcionar medios alternativos para retirar las secreciones bronquiales del paciente
Los ventiladores convencionales que estan adaptados para asistir la respiracion de un paciente no son capaces de replicar la funcion de toser.
La fisioterapia es un tratamiento conocido para asistir en la retirada de las secreciones bronquiales, siendo las secreciones bronquiales despegadas de los pulmones del paciente mediante fuerza ffsica aplicada apropiadamente por una persona entrenada. No obstante, muchos pacientes que sufren una enfermedad respiratoria son tratados en su casa, y una persona entrenada no esta siempre disponible para administrar la fisioterapia requerida.
Algunos ventiladores han sido modificados para proporcionar un “programa para toser” que busca replicar la funcion de toser en un paciente. El programa para toser opera mediante el cambio rapido de presion positiva a presion negativa (correspondiente con la inspiracion del paciente y la espiracion del paciente respectivamente), siendo variada la salida de la bomba para controlar las presiones de inspiracion y espiracion. Estos ventiladores sufren el gran inconveniente de que la presion de inspiracion y la presion de espiracion no se pueden controlar independientemente. Otro gran
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inconveniente es que las presiones de inspiracion y espiracion no se pueden alterar rapidamente, como se requiere a menudo durante la ventilacion. Por ejemplo, la mascara del paciente puede moverse durante el programa para toser de modo que mas (o menos) del aire suministrado (o a^do) por el ventilador pasa hacia dentro (o hacia fuera) de los pulmones del paciente.
Por lo tanto, es deseable proporcionar un dispositivo de tratamiento que pueda replicar la funcion de toser y que pueda utilizarse en casa de una persona sin que sea necesario requerir la asistencia de una persona entrenada, y que evite o reduzca los inconvenientes descritos anteriormente de los ventiladores modificados.
La solicitud de patente US 2005/039749 divulga un dispositivo de inspiracion-espiracion que tiene las caractensticas del preambulo de la reivindicacion 1. Otros dispositivos de ventilacion estan divulgados en WO 03/002176, US 2007/199566, US 2007/193579 y WO 02/32489.
RESUMEN DE LA INVENCION
De acuerdo con la invencion, se proporciona un dispositivo de tratamiento que comprende:
una bomba, teniendo la bomba un lado de entrada y un lado de salida, siendo la presion en el lado de entrada menor que la presion atmosferica, siendo la presion en el lado de salido mayor que la presion atmosferica;
un tubo de respiracion para la conexion con el paciente;
un sensor de presion adaptado para medir la presion dentro del tubo de respiracion;
una valvula situada entre la bomba y el tubo de respiracion, estando la valvula adaptada para conectar selectivamente el tubo de respiracion al lado de entrada o al lado de salida de la bomba, teniendo la valvula una primera entrada conectada al lado de entrada de la bomba y una segunda entrada conectada al lado de salida de la bomba, teniendo la primera entrada un primer puerto de entrada y teniendo la segunda entrada un segundo puerto de entrada, teniendo la valvula un elemento de valvula con una abertura de la valvula, teniendo el elemento de valvula una abertura central conectada con la abertura de la valvula, estando la abertura central conectada con el tubo de respiracion mediante la primera salida de la valvula, pudiendo el elemento de valvula rotar entre una primera posicion de operacion en la que la abertura de la valvula superpone el primer puerto de entrada de la valvula y una segunda posicion de operacion en la que la abertura de la valvula superpone el segundo puerto de entrada de la valvula;
un controlador adaptado para recibir una senal de presion desde el sensor de presion y para controlar el movimiento del elemento de valvula, caracterizado porque el controlador esta adaptado para determinar la primera posicion de operacion segun la superposicion requerida entre la abertura de la valvula y el primer puerto de entrada de la valvula con el fin de proporcionar una presion negativa predeterminada dentro del tubo de respiracion, y para determinar la segunda posicion de operacion segun la superposicion requerida entre la abertura de la valvula y el segundo orifico de entrada de la valvula con el fin de proporcionar una presion positiva predeterminada dentro del tubo de respiracion; y
un indicador para indicar el estado de operacion del dispositivo de tratamiento donde el paciente puede sincronizar su respiracion con el dispositivo durante su utilizacion.
Preferiblemente la valvula es una servo valvula proporcional rotatoria. El uso de una servo valvula proporcional permite variar la presion en el tubo de respiracion entre cero y la presion maxima de la bomba. Asf, la presion en el tubo de respiracion esta determinado por la valvula y no por la bomba.
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Preferiblemente la valvula es una valvula solenoide proporcional rotatoria, estando tales valvulas adaptadas para un movimiento rapido por lo cual la presion en el tubo de respiracion puede ser establecida de modo muy preciso y puede ajustarse rapidamente si la presion en el tubo de respiracion cambia del nivel deseado debido a, por ejemplo, el movimiento de la mascara del paciente y en consecuencia fugando aire. Una valvula solenoide proporcional puede permitir que la presion en el tubo de respiracion sea ajustada sustancialmente mas rapido, y de modo significativamente mas preciso que variando la salida de la bomba.
La valvula esta disenada para oscilar entre posiciones de operacion, una posicion de operacion correspondiente con el tubo de respiracion conectado al lado de entrada de la bomba y otra posicion de operacion correspondiente con el tubo de respiracion conectado al lado de salida de la bomba. Mediante el cambio de la valvula entre estas posiciones de operacion, la presion dentro del tubo de respiracion puede ser alterada desde una presion negativa a una presion positiva (y viceversa) muy rapidamente.
Para replicar la funcion de toser, es deseable que el perfil de presiones comprenda un incremento gradual hasta una primera presion (positiva), y despues un rapido decremento hasta una segunda presion (negativa). Esto puede ser seguido por un incremente gradual hasta una tercera presion (negativa) que se mantiene durante un periodo de tiempo antes de que la presion se incremente hasta la primera presion otra vez. La magnitud de la tercera presion (negativa) es mas pequena que la magnitud de la segunda presion (negativa), es decir, es cercana a la presion atmosferica. Los valores de la primera, segunda y tercera presiones, y las duraciones de cada parte del ciclo, pueden estar preestablecidas por el usuario para ajustarse con los requerimientos del paciente (aunque la tercera presion (negativa) debe estar preestablecida por el fabricante del dispositivo).
Por lo tanto, la segunda presion (negativa) es idealmente un rapido pico negativo en la presion que dura sustancialmente menos de un segundo (por ejemplo, un par de cientos de milisegundos), y la tercera presion (negativa) se mantiene preferiblemente durante varios segundos. Tal perfil depresiones facilita la expulsion de secreciones de los pulmones del paciente mientras que reduce la probabilidad de colapso de los pulmones del paciente y/o de las vfas respiratorias (como puede ocurrir en algunos pacientes si se mantiene una magnitud grande de presion negativa).
El perfil de presiones descrito anteriormente puede ser repetido para replicar un segundo tosido, o el dispositivo puede adoptar otro perfil en el que el paciente experimenta uno (o mas) ciclos de respiracion regular antes de acometer otro ciclo de tos.
Es otra ventaja de la valvula solenoide proporcional rotatoria que las posiciones de operacion, es decir, los extremos de su movimiento alternante pueden variar. Asf, puede disponerse que la valvula se mueva mas hacia el lado de entrada de la bomba que hacia el lado de salida de la bomba o viceversa. Tambien se puede disponer que la valvula permanezca durante un periodo de tiempo mas largo en su posicion de operacion en el lado de entrada de la bomba que en su posicion de operacion en el lado de salida de la bomba. De este modo, el valor de la presion negativa en el tubo de respiracion excedera el valor de la presion positiva, y la presion media de un ciclo sera menos que la presion atmosferica. Alternativamente, la presion media podna ser mayor que la presion atmosferica si se deseara, y la media podna cambiar entre ciclo y ciclo. Por ejemplo, un programa de tos podna comprender un numero seleccionado de ciclos de respiracion regulares (con cambios graduales entre la presion positiva y la presion negativa) con una presion media ligeramente superior que la presion atmosferica, seguida de un ciclo de tos durante el cual la presion media es menor que la presion atmosferica.
El indicador esta provisto para que el paciente sincronice su respiracion con el dispositivo, estando mejor simulada la funcion de toser si el paciente esta intentando espirar cuando el dispositivo cambia de presion positiva a presion negativa.
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Deseablemente, el dispositivo tiene dos salidas, una conectada al tubo de respiracion, y otra realizada para el escape. Tambien. Deseablemente, cuando el lado de entrada de la bomba se conecta al tubo de respiracion el lado de salida de la bomba se conecta al escape, y viceversa. Esto minimiza o evita cualquier acumulacion de presion, o cualquier acumulacion de vado dentro del dispositivo.
Preferiblemente, la salida del dispositivo es variable, es decir, el dispositivo de tratamiento puede ajustarse para variar la diferencia entre la presion positiva y la presion negativa. Idealmente, el rango depresiones puede variar entre sustancialmente cero y 60 cm de agua (6000 Pa). Preferiblemente tambien se puede ajustar la presion positiva independientemente de la presion negativa, es decir, se puede ajustar la presion positiva de aproximadamente 0 a 6000 Pa y la presion negativa se puede ajustar independientemente de aproximadamente 0 a 6000 Pa.
Deseablemente, el periodo de los ciclos de operacion, y las etapas individuales dentro de cada ciclo, son variables. Preferiblemente, el periodo de inspiracion (es decir, presion positiva dentro del tubo de respiracion) puede ajustarse entre alrededor de 0 y 7 segundos, y el periodo de espiracion (es decir, presion negativa dentro del tubo de respiracion) puede ajustarse (dependiente o independientemente) entre alrededor de 0 y 7 segundos. Idealmente ambos periodos, el periodo de inspiracion y el periodo de espiracion pueden ajustarse independientemente desde cero hasta alrededor de 5 segundos.
BREVE DESCRIPCION DE LAS REALIZACIONES PREFERENTES
La invencion se describira
en los que:
La figura 1
muestra
La figura 2
muestra
La figura 3
muestra
La figura 4
muestra
La figura 5
muestra
La figura 6
muestra
La figura 7
muestra
La figura 8
muestra
La figura 9
muestra
DESCRIPCION DETALLADA
El dispositivo de tratamiento 10 comprende una bomba 12, un tubo de respiracion 14, una valvula 16, un sensor de presion 18 y un indicador 20. La bomba tiene un lado de entrada 22 y un lado de salida 24. Preferiblemente, la bomba incluye un impulsor (no se muestra), aunque se pueden proporcionar otros medios adecuados de generacion del flujo de aire y las presiones requeridos. Es una caractenstica dela presente invencion que la variacion en la presion experimentada por el paciente esta provista por la valvula 16 en vez de por la bomba 12, por lo que no se requiere la bomba para proporcionar una rapida variacion de presion y por lo tanto puede ser de cualquier tipo adecuado.
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La bomba 12 actua para forzar el aire desde su lado de entrada 22 hacia su lado de salida24, de modo que durante el uso la presion en el lado de entrada 22 es menor que la presion atmosferica y la presion en el lado de salida 24 es mayor que la presion atmosferica (representada por los sfmbolos “-“ y “+” respectivamente), de forma conocida.
Un controlador 26 esta conectado a la valvula 16, a l sensor de presion 18 y al indicador 20. El controlador 26 puede estar tambien conectado a la bomba 12 si se desea variar la presion en la entrada 22 y en la salida 24.
El tubo de respiracion 14 esta disenado para comunicar el flujo de aire y la presion elegidos al paciente (no se muestra). En la practica, uno de los extremos de un tubo flexible (tampoco se muestra), utilmente de plastico o similar, se conectara normalmente al tubo de reparacion 14, y el otro extremo del tubo flexible se conectara a una mascara adaptada para cubrir la nariz y la boca del paciente, comunicando el tubo de respiracion, el tubo flexible y la mascara el flujo de aire al paciente. En algunas realizaciones el tubo flexible esta integrado en el cuerpo del dispositivo de tratamiento, pero es preferible que el dispositivo de tratamiento tenga un tubo de respiracion integrado en el que el tubo flexible puede ser moOntado, ya que permite el reemplazo del tubo flexible si se requiere.
El sensor de presion 18 se muestra en la representacion esquematica como conectado al tubo de respiracion 14. Mientras que tales realizaciones podnan sera adecuadas, es preferible que el sensor de presion 18 se situe dentro de la mascara del paciente (no se muestra), para que asf se pueda obtener un valor mas preciso de la presion experimentada por el paciente. El sensor de presion 18 puede ser pasivo, tal como el extremo abierto de un tubo sensor que esta conectado al controlador 26, siendo la presion dentro de la mascara determinada en el controlador 26. En tales realizaciones el tubo sensor puede pasar junto a o dentro del tubo flexible que conecta la mascara con el tubo de respiracion 14. alternativamente, el sensor de presion puede ser activo en cuanto a que comprende un transductor de presion o similar que puede determinar la presion y comunicarla (mediante cableado electrico) al controlador.
La valvula 16 se muestra con mas detalle en las figuras 2-9, y en esta realizacion es una servo valvula proporcional (y espedficamente una valvula solenoide proporcional rotativa). La valvula 16 esta situada entre la bomba 12 y el tubo de respiracion 14, y tiene dos entradas de la valvula y dos salidas de la valvula. La primera entrada de la valvula 30 esta conectada al lado de entrada 22 de la bomba 12, (y por lo tanto esta representada por el sfmbolo “- “), la segunda entrada de la valvula 32 esta conectada al lado de salida 24 de la bomba 12 (y por lo tanto esta representada por el sfmbolo “+ “). La primera salida de la valvula 34 esta conectada al tubo de respiracion 14, y la segunda salida de la valvula 36 a, b (figura 8) esta conectada al escape. La segunda salida de la valvula 36a, b comprende dos puertos separadas 36a y 36b, que son sustancialmente iguales. Estos puertos estan separados porque uno sirve para permitir el ingreso de aire desde la atmosfera mientras que el otro permite la salida de aire hacia la atmosfera, como esta explicado en detalle debajo.
El indicador 20, puede emitir una senal visual o auditiva (o ambas). El indicador 20 esta conectado al controlador 26 y esta adaptado para alertar al paciente del estatus de operacion del dispositivo de tratamiento. En particular, el controlador 26 emite una senal al indicador 20 cuando el dispositivo de tratamiento 10 esta a punto de cambiar de presion positiva a presion negativa durante un ciclo de tos. Esto permite al paciente espirar al mismo tiempo que se aplica la presion negativa, para asf maximizar la funcion de toser, y maximizar la probabilidad de expulsar o despegar cualquier secrecion bronquial formada.
La valvula esta controlada por un solenoide proporcional rotatorio 40 (figura 7), estando conectado el solenoide al elemento de valvula 42 y conduciendo al elemento de valvula a oscilar a lo lardo de un angulo establecido (en esta realizacion hasta un maximo de alrededor de 55° en cada direccion) alrededor de una posicion central. El cuerpo de
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la valvula 44 tiene un pasadizo central 46 en el que se situa el elemento de valvula 42, teniendo el cuerpo de la valvula 44 puertos formados en el, estando cada puerto conectado a una respectiva entrada o salida de la valvula 30-36.
El elemento de valvula 42 tiene un lobulo 50 que es un ajuste deslizante dentro del pasadizo central 46, teniendo el lobulo 50 dos superficies finales 52. Las superficies finales definen los extremos de una porcion de diametro reducido 54 del elemento de valvula 42 (ver en particular la figura 6).
La figura 6 muestra el elemento de valvula en una de sus dos posiciones extremas, con la abertura 58 en el lobulo 50 del elemento de valvula 42 alineada precisamente con (y totalmente superpuesta) el puerto 48 que esta conectado con la primera entrada de la valvula 30. (Se entendera que en su otra posicion extrema el elemento de valvula 42 ha sido rotado aproximadamente 110° en sentido contrario a las agujas del reloj de modo que la abertura 58 esta alineada precisamente con el puerto 62 conectado con la valvula de entrada 32.)
El elemento de valvula 42 tiene una abertura central 60 que esta conectada con la abertura 58. La abertura central 60 esta conectada con el tubo de respiracion 14 mediante la primera salida de la valvula 34.
Durante la operacion, el solenoide proporcional 40 conduce al elemento de valvula 42 a oscilar en el sentido de las agujas del reloj y en el sentido contrario a las agujas del reloj (como se ve en la figura 6) entre posiciones de operacion determinadas por el controlador 26. Mientras que la figura 6 muestra el elemento de valvula 42 en una posicion extrema, en la que la maxima presion (negativa) en la primera entrada de la valvula 30 esta comunicada hacia el tubo de respiracion 14 (mediante la abertura central 60), el controlador puede variar las oscilaciones del elemento de valvula 42 hacia posiciones menos extremas. Por ejemplo, en una posicion operaciones el elemento de valvula puede rotar a lo largo de 40° en el sentido de las agujas del reloj desde su posicion central, de modo que solo una parte del puerto 48 esta expuesta a la abertura 58 y la presion (negativa) dentro del tubo de respiracion 14 es menor que el maximo valor alcanzable desde la bomba 12. En la otra posicion de operacion el elemento de valvula puede rotar a lo largo de 30° en el sentido contrario a las agujas del reloj desde su posicion central, de modo que la presion positiva dentro del tubo de respiracion 14 es menor que la maxima disponible, y difiere de manera importante en magnitud de (y en particular es menor que) la presion negativa durante cada ciclo de oscilacion del elemento de valvula.
La valvula solenoide proporcional 40 esta por lo tanto controlada por el controlador 26, y el controlador 26 reacciona a la presion medida por el sensor 18. La presion medida por el sensor se compara con la presion requerida durante esa parte del ciclo, por lo cual las posiciones de operacion pueden ser determinadas para (y durante) cada ciclo de operacion, y pueden variar de ciclo a ciclo como se desee, o como se requiera para seguir un perfil de presion establecido por el usuario para proporcionar un programa particular de tos.
El elemento de valvula 42 esta adaptado para movere lo suficientemente rapido como para replicar la funcion de toser, es decir, para moverse rapidamente desde una posicion comunicando la segunda entrada de la valvula 32 con el tubo de respiracion 14 hasta una posicion comunicando la primera entrada de la valvula 30 con el tubo de respiracion 14. Se entiende que tal movimiento rapido no es necesario durante los ciclos de respiracion regular, y la valvula solenoide proporcional 40 puede realizar un ciclo mas lentamente durante los ciclos de respiracion regular. No obstante, preferiblemente incluso durante los ciclos de respiracion regular el elemento de valvula se mueve rapidamente entre las posiciones de operacion y la posicion (o posiciones) se ajusta de modo que sigue el perfil de presiones deseado. La posicion de operacion se puede ajustar durante el ciclo para asf mantener la presion dentro del tubo de respiracion como se desee durante esa parte del ciclo, es decir, la superposicion entre la abertura 58 y el puerto 48 (y entre la abertura 58 y el puerto 62, segun sea apropiado) puede ajustarse durante un ciclo de respiracion para mantener el perfil de presiones que haya sido preestablecido por el usuario. La operacion rapida de la valvula puede ser ventajosa incluso durante los ciclos de respiracion regulares en los que la posicion de operacion puede ajustarse para
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proporcionar rapidamente una presion mayor o menor en caso de que la presion dentro del tubo de respiracion crezca o decrezca, quizas porque la mascara se mueva relativamente del paciente.
En la posicion mostrada en la figura 6, el tubo de respiracion 14 experimenta una presion negativa. El valor de la presion negativa se determina mediante la posicion de operacion del elemento de valvula 42 y puede ser cualquier presion entre cero y la maxima presion negativa disponible por la bomba 12. En la practica, la salida de la bomba 12 sera seleccionada para proporcionar una presion maxima negativa dentro del tubo de respiracion de alrededor de 6000 Pa, pero el maximo puede ser otro valor elegido para adaptarse a un 'paciente o grupo de pacientes particular.
La parte de presion negativa del ciclo se mantiene durante un periodo elegido de tiempo (es decir, el elemento de valvula 42 permanece sustancialmente en la posicion mostrada en la figura 6), de nuevo dependiendo del paciente particular o grupo de pacientes para los cuales se ha disenado el dispositivo 10. En una realizacion deseada la parte de presion negativa del ciclo puede mantenerse desde sustancialmente cero segundos hasta alrededor de 7 segundos.
Mientras que la primera entrada 30 de la valvula esta conectada a la abertura central 60 como se muestra en la figura 6, el puerto de escape 36b esta conectado, por medio de la parte de reducido diametro 54 del elemento de valvula 42, a la segunda entrada 32 de la valvula, por lo que el aire puede fluir desde la atmosfera hacia el lado de entrada 22 de la bomba 12.
Al final de la parte de presion negativa del ciclo el solenoide 40 es accionado para conducir el elemento de valvula 42 hacia otra posicion de operacion (en sentido contrario a las agujas del reloj como se muestra en la figura 6) en la que la abertura 58 en el elemento de valvula 42 esta al menos parcialmente alineada con el puerto 62 de la segunda entrada 32 de la valvula. La segunda entrada 32 de la valvula esta conectada con el lado de salida 24 o de presion positiva de la bomba 12. De acuerdo con esto, la presion dentro de la abertura central 60, y por lo tanto la presion dentro del tubo de respiracion 14, se incremente hasta un valor determinado por la posicion angular del elemento de valvula 42. Preferiblemente, el elemento de valvula 42 se mueve rapidamente hasta su posicion extrema en sentido contrario a las agujas del reloj de modo que se produce el maximo flujo de aire desde la bomba 12 hacia el tubo de respiracion 14 y la presion dentro del tubo de respiracion se incrementa hacia el valor elegido. Mientras la presion dentro del tubo de respiracion se acerca al valor que ha sido establecido por el usuario, el elemento de valvula 42 puede moverse hacia su posicion central, reduciendo el flujo de aire dentro del tubo de respiracion 14. Cuando se alcanza la presion positiva deseada dentro del tubo de respiracion el elemento de valvula 42 puede cerrar mas de manera que el flujo de aire corrija fugas dentro del sistema y se puede mantener la presion deseada durante el periodo elegido.
Mientras que el dispositivo de tratamiento 10 puede disponerse para llevar a cabo unos ciclos de series de presion positiva y negativa, y por lo tanto replicar un ventilador convencional, esta disenado ante todo para replicar la funcion de toser del paciente, de acuerdo con esto, despues de un numero de seleccionado de ciclos de respiracion regular que permiten al paciente sincronizar su respiracion con el dispositivo, el dispositivo experimenta un ciclo de tos en el que la presion dentro del tubo de respiracion se mueve rapidamente desde una presion positiva seleccionada a una presion negativa seleccionada, idealmente, la presion positiva y la presion negativa son elegidas por el usuario y preestablecidas dentro del controlador 26.
Durante un ciclo de tos el solenoide proporcional 40 mueve el elemento de valvula 42 desde una primera posicion de operacion (proporcionando una presion positiva) hasta una segunda posicion de operacion (proporcionando una presion negativa) en una fraccion de segundo, de modo que el cambio de presion dentro del tubo de respiracion es sustancialmente instantaneo. Tal cambio de presion dentro de los pulmones del paciente puede simular la accion de
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toser, y puede expulsar o despegar las secreciones bronquiales que se hayan formado en los pulmones del paciente o en los conductos bronquiales.
La presion negativa se retiene durante un tiempo predeterminado. El tiempo predeterminado pueden ser varios segundos, pero para algunos pacientes el mantenimiento de una gran presion negativa (como la que se requiere para una funcion de toser efectiva) puede ser contraproducente porque los pulmones del paciente y/o las vfas respiratorias pueden colapsarse bajo la presion negativa. Para tales pacientes el dispositivo no debena mantener la presion negativa, sino que debena proporcionar un pico rapido de presion negativa durante sustancialmente menos de un segundo (por ejemplo, un par de milisegundos) y entonces reducir la magnitud de la presion negativa hasta la presion atmosferica. La magnitud reducida de la presion negativa puede mantenerse durante varios segundos para facilitar la extraccion de secreciones mientras que se reduce la probabilidad de colapso en los pulmones y las vfas respiratorias de los pacientes. La magnitud reducida de la presion negativa puede ser preseleccionada por el usuario si se desea, pero normalmente sera preseleccionada por el fabricante del dispositivo de tratamiento.
Durante el ciclo de tos, el indicador 20 indicara al paciente, visualmente, de forma sonora o ambas, que el dispositivo de tratamiento esta cerca de cambiar de presion positiva a presion negativa, para que asf el paciente pueda (quizas con practica) sincronizar su respiracion con la reduccion en la presion para asf maximizar la funcion de toser.
Se entendera de la figura 6 que durante la parte del ciclo de presion positiva en la que la segunda entrada 32 de la valvula esta conectada con la abertura central 60, y la primera entrada 30 de la valvula esta conectada al puerto de escape 36a. El aire puede entrar a traves del puerto 36a y pasar a traves de la primera entrada 30 de la valvula hacia el lado de entrada 22 de la bomba 12.
El penodo durante el cual el paciente experimenta presion positiva puede variarse idealmente entre sustancialmente cero y alrededor de 7 segundos. Tambien puede variar la presion positiva experimentada entre alrededor de cero hasta el maximo disponible por la bomba 12, es decir, alrededor de 6000 Pa mediante la variacion de la posicion de operacion del elemento de valvula 42. No obstante, normalmente la presion positiva durante un ciclo seria de una magnitud menor que la presion negativa, es decir, un paciente que se somete a un programa de tos experimental por ejemplo una presion positiva de alrededor de 3000 Pa y una presion negativa de alrededor de 6000 Pa.
En la realizacion mostrada el elemento de bloqueo 56 (que actua para separar el puerto 36a del puerto 36b) es un componente separado montado sobre el cuerpo de la valvula 44, pero se entendera que esta pieza podna en vez de estar separada estar integrada en el cuerpo de la valvula.
Idealmente, el cuerpo de la valvula 44 y el elemento de valvula 42 estan hechos de materiales plasticos. La utilizacion de tales materiales reduce la necesidad de aspectos adicionales para centralizar los componentes moviles. Idealmente el lobulo 50 del elemento de valvula 42 es para un ajuste deslizante dentro del pasadizo central 46.

Claims (13)

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    Reivindicaciones
    1. Un dispositivo de tratamiento (10) que comprende:
    una bomba (12) , teniendo la bomba un lado de entrada (22) y un lado de salida (24), siendo la presion en el lado de entrada menor que la presion atmosferica, siendo la presion en el lado de salido mayor que la presion atmosferica;
    un tubo de respiracion (14) para la conexion con el paciente;
    un sensor de presion (18) adaptado para medir la presion dentro del tubo de respiracion;
    una valvula (16) situada entre la bomba (12) y el tubo de respiracion (14), estando la valvula adaptada para conectar selectivamente el tubo de respiracion con el lado de entrada (22) o con el lado de salida (24) de la bomba, teniendo la valvula una primera entrada (30) conectada al lado de entrada (22) de la bomba (12) y una segunda entrada (32) conectada al lado de salida (24) de la bomba (12) , teniendo la primera entrada (30) un primer puerto de entrada (48) y teniendo la segunda entrada (32) un segundo puerto de entrada (62), teniendo la valvula (16) un elemento de valvula (42) con una abertura de la valvula (58), teniendo el elemento de valvula (42) una abertura central (60) conectada con la abertura de la valvula (58), estando la abertura central (60) conectada con el tubo de respiracion (14) mediante la primera salida de la valvula (34) , pudiendo el elemento de valvula rotar entre una primera posicion de operacion en la que la abertura de la valvula (58) superpone el primer puerto de entrada (48) de la valvula y una segunda posicion de operacion en la que la abertura de la valvula (58) superpone el segundo puerto de entrada (62) de la valvula;
    un controlador (26) adaptado para recibir una senal de presion desde el sensor de presion (18) y para controlar el movimiento del elemento de valvula (42), caracterizado porque el controlador (26) esta adaptado para determinar la primera posicion de operacion segun la superposicion requerida entre la abertura de la valvula (58) y el primer puerto de entrada (48) de la valvula con el fin de proporcionar una presion negativa predeterminada dentro del tubo de respiracion, y para determinar la segunda posicion de operacion segun la superposicion requerida entre la abertura de la valvula (58) y el segundo puerto (62) de entrada de la valvula con el fin de proporcionar una presion positiva predeterminada dentro del tubo de respiracion; y
    porque el dispositivo de tratamiento tiene un indicador (20) para indicar el estado de operacion del dispositivo de tratamiento donde el paciente puede sincronizar su respiracion con el dispositivo durante su utilizacion.
  2. 2. Dispositivo de tratamiento (10) de acuerdo con la reivindicacion 1 en el que la valvula es una servo valvula proporcional rotativa (16).
  3. 3. Dispositivo de tratamiento (10) de acuerdo con la reivindicacion 1 en el que el elemento de valvula (42) es capaz de oscilar entre su primera y segunda posiciones de operacion.
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  4. 4. Dispositivo de tratamiento (10) de acuerdo con la reivindicacion 1 en el que el controlador (26) puede determinar la primera posicion de operacion independientemente de la segunda posicion operacion.
  5. 5. Dispositivo de tratamiento (10) de acuerdo con la reivindicacion 1 en el que el controlador (26) puede ajustar la primera y la segunda posiciones de operacion del elemento de valvula (42) durante el uso.
  6. 6. Dispositivo de tratamiento (10) de acuerdo con la reivindicacion 1en el que la primera y la segunda posiciones de operacion pueden variarse por lo cual las magnitudes de la presion positiva y la presion negativa dentro del tubo de respiracion (14) pueden variarse entre sustancialmente cero y aproximadamente 6000 Pa.
  7. 7. Dispositivo de tratamiento (10) de acuerdo con la reivindicacion 1 en el que el controlador (26) puede variar la duracion que el elemento de valvula (42) permanece en cada una de sus posiciones de operacion.
  8. 8. Dispositivo de tratamiento (10) de acuerdo con la reivindicacion 7 en el que el controlador (26) puede variar la duracion que el elemento de valvula (42) permanece en cada una de sus posiciones de operacion durante el uso.
  9. 9. Dispositivo de tratamiento (10) de acuerdo con la reivindicacion 7 en el que la duracion que el elemento de valvula (42) permanece en cada una de sus posiciones de operacion puede variarse entre aproximadamente 0 segundos hasta aproximadamente 7 segundos.
  10. 10. Dispositivo de tratamiento (10) de acuerdo con la reivindicacion 7 en el que la duracion que el elemento de valvula (42) permanece en su primera posicion de operacion y en su segunda posicion de operacion puede variarse, independientemente, desde cero a aproximadamente 5 segundos.
  11. 11. Dispositivo de tratamiento (10) de acuerdo con la reivindicacion 1 en el que el sensor de presion (18) es un transductor de presion.
  12. 12. Dispositivo de tratamiento (10) de la reivindicacion 1 teniendo un cuerpo de valvula (44) con dos salidas, estando una salida conectada con el tubo de respiracion, estando la otra salida abierta a la atmosfera.
  13. 13. Dispositivo de tratamiento (10) de la reivindicacion 1 en el que, cuando el lado de salida (22) de la bomba (12) esta conectado al tubo de respiracion (14) , el lado de salida (24) de la bomba esta conectado a la atmosfera y viceversa.
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