ES3018149T3 - Systems for inhalation of a therapeutic gas - Google Patents

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ES3018149T3 ES21180986T ES21180986T ES3018149T3 ES 3018149 T3 ES3018149 T3 ES 3018149T3 ES 21180986 T ES21180986 T ES 21180986T ES 21180986 T ES21180986 T ES 21180986T ES 3018149 T3 ES3018149 T3 ES 3018149T3
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Abstract

En una realización, la presente invención proporciona un sistema para suministrar al menos un gas terapéutico a un paciente que respira espontáneamente, en donde la velocidad de suministro del al menos un gas terapéutico excede la velocidad de flujo inspiratorio del paciente y la cantidad del al menos un gas terapéutico que se desperdicia se minimiza o elimina. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistemas para inhalación de sustancias terapéuticas
Solicitudes relacionadas
Campo de la invención
La presente divulgación se refiere a un sistema para suministrar al menos un gas terapéutico a un paciente que respira espontáneamente, en donde la tasa de suministro del al menos un gas terapéutico supera el caudal inspiratorio del paciente, y la cantidad del al menos un gas terapéutico que se desperdicia se minimiza o se elimina.
Antecedentes
Una concentración inconsistente e imprecisa de un gas terapéutico a un paciente puede reducir la eficacia del gas terapéutico administrado al paciente.
Por la presente se reconocen los documentos de patente WO2007/012170A1, US2011/277754A1 o US2004/060560A1.
Sumario
La invención se define por las reivindicaciones adjuntas.
En una realización, la presente divulgación proporciona un sistema configurado para administrar a un paciente al menos un gas terapéutico, que comprende:
a. al menos un tubo de depósito, que tiene un extremo proximal y uno distal, en donde el al menos un tubo de depósito tiene un volumen mayor que el volumen corriente de la respiración del paciente;
b. al menos una entrada de gas terapéutico en el extremo proximal del al menos un tubo de depósito, en donde un tubo de suministro se conecta a la al menos una entrada de gas terapéutico y al menos una fuente de gas terapéutico; y
c. una interfaz de paciente conectada de manera fluida al extremo proximal del al menos un tubo de depósito a través de una válvula antirretorno,
en donde la interfaz de paciente se configura para formar un sello hermético a gases entre el paciente y el sistema,
en donde la válvula antirretorno de inhalación se configura para estar cerrada cuando el paciente está exhalando,
en donde el al menos un gas terapéutico se introduce en el al menos un tubo de depósito en el extremo proximal a través de la al menos una entrada de gas terapéutico a un caudal promedio en el tiempo superior al caudal de inhalación promedio en el tiempo del paciente, y el al menos un gas terapéutico fluye a lo largo del al menos un tubo de depósito, del extremo proximal al extremo distal mientras el paciente está exhalando, en donde el volumen del al menos un gas terapéutico que se introduce en el al menos un tubo de depósito mientras el paciente está exhalando es superior al volumen corriente inhalado del paciente, y
en donde la válvula antirretorno de inhalación se configura para estar abierta cuando el paciente está inhalando, y
en donde la válvula antirretorno de inhalación se configura para permitir que se administre al paciente el al menos un gas terapéutico.
En una realización, el sistema comprende además una segunda válvula antirretorno, en donde la segunda válvula antirretorno se configura para estar cerrada mientras el paciente está inhalando y abierta mientras el paciente está exhalando, y el sistema se configura para permitir que la segunda válvula antirretorno ventile el gas exhalado por el paciente.
En una realización, el sistema configurado para administrar a un paciente al menos un gas terapéutico se configura para minimizar el esfuerzo requerido por el paciente para inhalar, exhalar o tanto inhalar como exhalar.
En una realización, el al menos un tubo de depósito se configura además para minimizar el esfuerzo requerido por el paciente para inhalar, exhalar o tanto inhalar como exhalar.
En una realización, el sistema se configura para administrar a un paciente al menos un gas terapéutico y se configura además para monitorizar el flujo de gas a través del extremo proximal del al menos un tubo de depósito.
En una realización, el sistema se configura para administrar a un paciente al menos un gas terapéutico y se configura además para monitorizar al menos un parámetro del flujo de gas a través del extremo proximal del al menos un tubo de depósito,
en donde el al menos un parámetro comprende: concentración, flujo, contaminación o cualquier combinación de los mismos.
En una realización, el al menos un tubo de depósito comprende además un medidor de flujo en el extremo distal.
En una realización, el al menos un tubo de depósito comprende además un medidor de flujo que responde al caudal y la dirección del flujo en el depósito, que por conveniencia puede ubicarse en el extremo distal del depósito.
En una realización, el sistema se configura para administrar a un paciente al menos un gas terapéutico y se configura además para monitorizar al menos un parámetro del al menos un gas terapéutico introducido en el sistema configurado para administrar a un paciente al menos un gas terapéutico, en donde el al menos un parámetro comprende: concentración, caudal, volumen de flujo, nivel de contaminación o cualquier combinación de los mismos.
En una realización, el al menos un tubo de depósito comprende además un puerto de muestreo en el extremo proximal.
En una realización, el puerto de muestreo se configura para: suministrar el gas al paciente, monitorizar el gas suministrado al paciente, caracterizar el gas suministrado al paciente o cualquier combinación de los mismos. En una realización, el gas se caracteriza por contenido, nivel de contaminación, caudal, volumen de flujo, concentración o cualquier combinación de los mismos.
En una realización, el sistema configurado para administrar a un paciente al menos un gas terapéutico se configura además para emitir una alerta si el valor monitorizado de uno cualquiera de la concentración del al menos un gas terapéutico o los caudales correspondientes se desvía de un valor umbral. Como se usa en el presente documento, un valor umbral puede incluir los límites superior, inferior o, en combinación, tanto superior como inferior, por encima de los cuales, por debajo de los cuales o fuera de los cuales, respectivamente, se evalúa el valor monitorizado para determinar si existe una condición de alerta. Como un ejemplo no limitante, podría usarse un umbral superior e inferior para el nivel terapéutico permisible de la concentración de oxígeno en un sistema para alertar al operador si se estuviera suministrando una mezcla de respiración hiperóxica o hipóxica.
En una realización, el sistema configurado para administrar a un paciente al menos un gas terapéutico se configura además para alterar el caudal y/o la concentración del al menos un gas terapéutico si los valores monitorizados de uno cualquiera de las características del al menos un gas terapéutico o el caudal se desvían de al menos un valor umbral.
En una realización, el al menos un gas terapéutico comprende: óxido nítrico, helio, dióxido de carbono, gas hiperóxico, gas hipóxico, un gas trazador o combinaciones de los mismos. En una realización, la concentración de óxido nítrico es de 160 ppm en una mezcla de oxígeno y nitrógeno. En una realización, el al menos un gas terapéutico es óxido nítrico. En una realización, el óxido nítrico está a una concentración de 400 ppm a 0,5 ppm.
En algunas realizaciones, el al menos un gas terapéutico es un gas de diagnóstico.
En algunas realizaciones, el al menos un gas terapéutico es oxígeno.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 muestra un gráfico que representa el volumen típico de aire dentro de los pulmones durante un ciclo de inhalación típico de un paciente que necesita los métodos de tratamiento que se describen en el presente documento.
Las Figuras 2(a) a 2(d) muestran el funcionamiento de un sistema de suministro de gas de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación en puntos clave a través del ciclo de respiración de un paciente.
La Figura 3 muestra un sistema de suministro de gas de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación, donde el paciente respira desde el extremo proximal de un depósito a través de una boquilla.
La Figura 4 muestra un sistema de suministro de gas de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación, donde el paciente respira desde una máscara nasal.
Las Figuras 5(a) y 5(b) muestran un sistema de suministro de gas de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación, donde el sistema de suministro de gas se configura tanto con una válvula antirretorno de inhalación como con una válvula antirretorno de exhalación. En la Figura 5(a) y la Figura 5(b) se representan conexiones de paciente alternativas.
<La Figura>6<muestra un sistema de suministro de gas de acuerdo con algunas realizaciones de la presente>divulgación, donde el sistema de suministro se configura con válvulas antirretorno tanto de inhalación como de exhalación y un tubo de escape de exhalación para encaminar el escape lejos del paciente.
La Figura 7 muestra un sistema de suministro de gas de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación, donde el gas terapéutico contiene dos componentes que se suministran por separado al extremo proximal del depósito y se inyectan por separado en el depósito.
<La Figura>8<muestra un sistema de suministro de gas de acuerdo con algunas realizaciones de la presente>divulgación, donde el depósito se forma a partir de más de un tubo y más de un gas se lleva por separado al depósito.
La Figura 9 muestra un sistema de suministro de gas de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación, donde el depósito está hecho de una pluralidad de tubos pequeños que proporcionan el volumen total requerido. Esta figura también presenta tanto un puerto de muestra como una línea de muestra a través de los cuales se puede extraer una pequeña cantidad del gas presente en el extremo proximal del depósito para su análisis y monitorización. Este puerto de muestra se ubica justo distal a la válvula de inhalación para que esté eficazmente aislado de la exhalación del paciente.
La Figura 10 muestra un sistema de suministro de gas de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación, donde el tubo de depósito largo se enrolla para reducir su tamaño físico.
Las Figuras 11 a 14 muestran sistemas de suministro de gas de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación, donde múltiples gases fuente que forman una combinación terapéutica final se mezclan antes de la inyección en el extremo proximal del depósito. La Figura 11 destaca una disposición que usa una máscara nasal y una válvula antirretorno de inhalación, en donde se entrena al paciente para inhalar por la nariz y exhalar por la boca. La Figura 12 muestra una realización en la que se usa una máscara facial junto con una "T" de válvula antirretorno doble, en donde la T incorpora las válvulas antirretorno de inhalación y exhalación para dirigir los gases inhalados y exhalados. Las Figuras 13 y 14 son similares a la Figura 12, pero se configuran alternativamente con una máscara nasal y una boquilla para que el paciente pueda exhalar opcionalmente a través de su boca (según la Figura 13) y nariz (según la Figura 14) para reducir el esfuerzo espiratorio.
La Figura 15 muestra un sistema de suministro de gas de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación, donde una variante de máscara facial con válvulas antirretorno de inhalación y exhalación se alimenta desde un depósito equipado con un puerto de inyección, dicho puerto de inyección suministrado con una fuente de flujo estacionario combinada de aire enriquecido con oxígeno y una fuente de flujo estacionario de NO.
La Figura 16 muestra sistemas de suministro de gas de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación, donde uno o más gases terapéuticos se mezclan con uno o más gases diluyentes y estos gases combinados se fusionan en una región de mezcla antes de ser inyectados en el depósito.
La Figura 17 muestra un sistema de suministro de gas de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación, donde una pluralidad de flujos de gas entrantes se mezcla para crear la combinación de gases terapéuticos global inyectada en el depósito, y en donde los flujos de gas individuales se producen mediante un sistema de medición de flujo que comprende una sola unidad.
La Figura 18 muestra un sistema de suministro de gas de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación, donde dos flujos de gas estacionarios entrantes se mezclan para crear la combinación de gases terapéuticos global inyectada en el depósito, en donde el primer flujo de gas estacionario se produce mediante un mezclador de aire enriquecido con oxígeno y el segundo flujo estacionario se produce mediante un dispositivo medidor de flujo de NO.
La Figura 19 muestra un sistema de suministro de gas de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación, donde múltiples flujos de gas estacionarios entrantes se inyectan por separado en el extremo proximal del depósito.
La Figura 20 muestra un sistema de suministro de gas de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación, en donde la configuración mostrada en la Figura 5(a) se ha modificado añadiendo un puerto de muestra entre las válvulas antirretorno de inhalación y exhalación que proporciona un medio para muestrear los gases inhalados y exhalados del paciente.
La Figura 21 muestra un sistema de suministro de gas de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación, donde el al menos un tubo de depósito se configura además para comprender un medidor de flujo en el extremo distal y en donde dicho medidor de flujo responde tanto al caudal como a la dirección de flujo en el al menos un depósito.
La Figura 22 muestra un sistema de suministro de gas de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación, donde el depósito se configura para funcionar como parte de un sistema de suministro de gas terapéutico configurado para determinar el requisito de flujo inyectado promedio, en donde el requisito de flujo inyectado promedio se determina a partir del flujo de gas en el depósito durante un marco de tiempo de al menos un período de respiración del paciente, y en donde el requisito de caudal inyectado promedio se usa para ajustar periódicamente el caudal inyectado promedio del al menos un gas terapéutico.
Descripción detallada
Para claridad de la divulgación, y no a modo de limitación, la descripción detallada de la divulgación se divide en las siguientes subsecciones que describen o ilustran determinadas características, realizaciones o aplicaciones de la presente invención.
En algunas realizaciones, la presente divulgación proporciona un sistema para suministrar al menos un gas terapéutico a un paciente que respira espontáneamente, en donde la tasa promedio de suministro del al menos un gas terapéutico cumple o supera el caudal inspiratorio promedio del paciente. En algunas realizaciones, la cantidad del al menos un gas terapéutico que se desecha se minimiza o se elimina.
En algunas realizaciones, la presente divulgación proporciona un sistema configurado para administrar a un paciente al menos un gas terapéutico, que comprende:
a. al menos un tubo de depósito, que tiene un extremo proximal y uno distal, en donde el al menos un tubo de depósito tiene un volumen mayor que el volumen corriente del paciente;
b. al menos una entrada de gas terapéutico en el extremo proximal del al menos un tubo de depósito, en donde un tubo de suministro se conecta a la al menos una entrada de gas terapéutico y al menos una fuente de gas terapéutico; y
c. una interfaz de paciente conectada de manera fluida al extremo proximal del al menos un tubo de depósito a través de una válvula antirretorno,
en donde la interfaz de paciente se configura para formar un sello hermético a gases entre el paciente y el sistema,
en donde el lado de inhalación de una válvula antirretorno se configura para estar cerrado cuando el paciente está exhalando,
en donde el al menos un gas terapéutico se introduce en el al menos un tubo de depósito en el extremo proximal a través de la al menos una entrada de gas terapéutico a un caudal promedio en el tiempo superior al caudal de inhalación promediado en el tiempo del paciente (volumen minuto del paciente), y el al menos un gas terapéutico fluye a lo largo del al menos un tubo de depósito, del extremo proximal al extremo distal mientras el paciente está exhalando,
en donde el volumen del al menos un gas terapéutico que se introduce en el al menos un tubo de depósito mientras el paciente está exhalando es superior al volumen corriente inhalado del paciente, y
en donde la válvula antirretorno de inhalación se configura para estar abierta cuando el paciente está inhalando, y
en donde la válvula antirretorno de inhalación se configura para permitir que se administre al paciente el al menos un gas terapéutico.
En algunas realizaciones, el al menos un depósito se configura para permitir que el gas terapéutico fluya entre el extremo proximal y el extremo distal y de vuelta como el flujo inyectado estacionario alternativamente más alto y después más bajo que el flujo inspiratorio instantáneo del paciente. En algunas realizaciones, el al menos un depósito se configura para mover el gas terapéutico sin mezclarse sustancialmente en la dirección de flujo longitudinal.
En algunas realizaciones, el canal de depósito puede tener normalmente una sección transversal con una geometría, donde la geometría puede ser, pero sin limitación, redonda, elíptica, octogonal, cuadrada, rectangular, hexagonal, etc.
Los siguientes símbolos, definidos en el presente documento, se muestran en las figuras:
Va=caudal total inyectado
Vx= caudal inyectado de una corriente de gas componente particular, uno de "n" posibles componentes, cada uno designado por el subíndice "x", de manera que
La Figura 1 muestra un gráfico que representa el volumen típico de aire dentro de los pulmones durante un ciclo de inhalación típico de un paciente. El volumen corriente puede variar, debido a factores, tales como, por ejemplo, la edad del paciente, la salud del paciente, el tamaño del paciente y similares. Como se usa en el presente documento, el "volumen corriente" se refiere al volumen pulmonar que representa el volumen normal de aire desplazado entre la inhalación y la exhalación normales cuando no se aplica un esfuerzo adicional. Por lo tanto, el volumen corriente es el volumen máximo aspirado al final de una inhalación relajada normal. Como ejemplo no limitante, en un adulto humano joven y sano, el volumen corriente es de aproximadamente 500 ml por inspiración o 7 ml/kg de masa corporal. De forma correspondiente, "volumen minuto",Vmv,se refiere al volumen inhalado total por minuto, equivalente al volumen corriente por respiración multiplicado por la frecuencia respiratoria por minuto. Por ejemplo, un paciente que respire un volumen corriente de 500 ml y respire 20 veces por minuto, tendría unVmvde 10 lpm (= 20 por minuto x 500 ml).
La Figura 2 representa el funcionamiento de un dispositivo de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención durante un ciclo de respiración típico de un paciente. En la Figura 2, panel a), el paciente está exhalando, y la válvula antirretorno rotulada como "válvula antirretorno de inhalación" está cerrada, evitando que el gas exhalado por el paciente entre en el al menos un tubo de depósito. En su lugar, el gas exhalado por el paciente se expulsa del sistema a través de la válvula antirretorno rotulada como "válvula antirretorno de exhalación". El al menos un gas terapéutico entra en el sistema a través de un puerto de entrada ubicado en el lado del depósito de la válvula antirretorno de inhalación en el extremo proximal del al menos un tubo de depósito, y fluye hacia el extremo distal del al menos un tubo de depósito que está abierto a una presión neutra, en este caso aire ambiente.
En la Figura 2, panel b), el paciente está inhalando y la válvula antirretorno rotulada como "válvula antirretorno de inhalación" está abierta, permitiendo que el al menos un gas terapéutico dentro del al menos un tubo de depósito y simultáneamente el al menos un gas terapéutico que entra en el sistema a través del puerto de entrada a una tasa Va entren en las vías respiratorias del paciente. La válvula antirretorno rotulada como "válvula antirretorno de exhalación" está cerrada, evitando que el paciente inhale aire ambiente. A medida que el paciente inhala, se arrastra aire ambiente a presión neutra y entra en el extremo distal del al menos un tubo de depósito. Sin embargo, el al menos un tubo de depósito se configura para evitar que el aire ambiente entrante se mezcle indebidamente con y diluya el al menos un gas terapéutico presente en el tubo de depósito.
En la Figura 2, panel c), el paciente está cerca del final de un ciclo de inhalación, y la válvula antirretorno rotulada como "válvula antirretorno de inhalación" todavía está al menos parcialmente abierta, permitiendo que el al menos un gas terapéutico dentro del al menos un tubo de depósito y el al menos un gas terapéutico que entra en el sistema a través del puerto de entrada entren en los pulmones del paciente. La válvula antirretorno rotulada como "válvula antirretorno de exhalación" está cerrada y aún evita que el paciente inhale aire ambiente. Sin embargo, todavía queda un pequeño volumen del al menos un gas terapéutico en el extremo proximal del al menos un tubo de depósito. En este punto del ciclo de respiración del paciente, la fase de inhalación acaba de terminar y la fase de exhalación está a punto de comenzar.
En la Figura 2, panel d), el paciente ha pasado a exhalar, y la válvula antirretorno rotulada como "válvula antirretorno de inhalación" está cerrada, evitando que el gas de los pulmones del paciente entre en el al menos un tubo de depósito. En su lugar, el gas exhalado por el paciente, que contiene constituyentes de desecho del al menos un gas terapéutico, se expulsa del sistema, a través de la válvula antirretorno rotulada como "válvula antirretorno de exhalación". Durante la exhalación, el al menos un gas terapéutico continúa entrando en el sistema a través de dicho puerto de entrada, y el al menos un gas terapéutico rellena el al menos un tubo de depósito en preparación para la siguiente respiración del paciente, progresando la acción de rellenado desde el extremo proximal del al menos un tubo de depósito hacia el extremo distal que está a una presión neutra. El al menos un gas terapéutico fresco entrante desplaza el gas terapéutico residual restante y el aire ambiente que queda del último ciclo de inhalación hacia el extremo distal del al menos un tubo de depósito, de manera que estos se vacían del al menos un tubo de depósito. En algunas realizaciones, el al menos un tubo de depósito se rellena simultáneamente con la válvula antirretorno de inhalación que se cierra.
En algunas realizaciones, el sistema de la presente divulgación se configura para proporcionar un mecanismo de seguridad al paciente, donde el mecanismo de seguridad se configura para permitir que el paciente respire aire ambiente si se interrumpe la entrada del gas terapéutico en el sistema de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación.
En algunas realizaciones, el tubo de depósito está "abierto" en la dirección longitudinal (por ejemplo, a dos extremos de la manguera), pero no a lo largo del perímetro de la forma que describe su sección transversal. En algunas realizaciones, el canal no es una "U" u otra forma de lado abierto que permitiría que entre aire a lo largo del lado del depósito.
En algunas realizaciones, el al menos un gas terapéutico es una mezcla de al menos dos gases, y la mezcla de los al menos dos gases es inhalada por el paciente que usa el sistema de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación.
Por lo tanto, en algunas realizaciones mostradas en las Figuras 2A-D, el gas terapéutico inhalado por el paciente con una amplitud instantáneaVinhaiadocomprende porciones variables del gas terapéutico recién suministrado Va, y el gas terapéutico almacenado recientemente a lo largo de la longitud del al menos un tubo de depósito en preparación para la inhalación, puesto que la amplitud instantánea deVinhaiadopuede superar significativamente el al menos un caudal de gas terapéutico inyectado Va, normalmente en factores que varían de 2 a 5 (pero no específicamente limitados a esos valores). Sin embargo, el gas terapéutico almacenado en el depósito y el gas terapéutico recién suministrado tienen composiciones equivalentes, por lo que cualquier combinación de los dos dará como resultado una composición de gas similar. En consecuencia, el gas terapéutico inhalado por el paciente tiene una composición uniforme a través de cada ciclo de inhalación, que también es sustancialmente la misma que la composición del gas terapéutico inyectado original.
En algunas realizaciones, Va se configura para producir un pequeño flujo de salida neto del al menos un gas terapéutico desde el extremo distal del al menos un tubo de depósito. En algunas realizaciones, el flujo de salida neto actúa para expulsar el relleno de gas residual "más antiguo" que queda después de la inhalación previa del al menos un gas terapéutico del al menos un tubo de depósito, para reducir o eliminar la posible acumulación de contaminantes tóxicos, tales como, por ejemplo, NO2 en el al menos un tubo de depósito. Adicionalmente, con un flujo de salida neto que tiende a purgar el al menos un tubo de depósito de una respiración a la siguiente, el paciente respirará una concentración sustancialmente consistente del al menos un gas terapéutico. En este contexto, se introduciría un pequeño flujo de salida neto al suministrar el volumen minutoVmvtotal esperado (para satisfacer las necesidades de respiración del paciente) más un margen de algo así como el 3 % al 10 % del volumen minuto total para efectuar la purga de flujo de salida neto pequeño deseado. En algunas realizaciones, la concentración medida es estacionaria dentro de un pequeño porcentaje de los ajustes de puesta en marcha iniciales y está dentro del 5 % de la concentración ideal de 160 ppm. En algunas realizaciones, la precisión de calibración de los medidores de flujo y analizadores de gases utilizados para evaluar la concentración durante el tratamiento es de aproximadamente /-3 % a los valores de concentración divulgados, por lo que una medida es cuánto varió la concentración con respecto a sí misma a lo largo del curso de un tratamiento de 30 minutos. En algunas realizaciones, el tratamiento varió aproximadamente un 3%global en el transcurso de 30 minutos.
El sistema de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación se adapta usando una interfaz de paciente específica para suministrar al menos un gas terapéutico a un paciente de acuerdo con la configuración de las vías respiratorias del paciente. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el paciente inhala a través de la nariz y exhala a través de la boca, mientras que en otras realizaciones, el paciente inhala a través de la boca y exhala a través de la nariz. Además, por ejemplo, el paciente puede inhalar y exhalar únicamente a través de la boca o la nariz.
En algunas realizaciones, se entrena al paciente para inhalar a través de una abertura de vía aérea y exhalar a través de una abertura de vía aérea diferente. Por ejemplo, se puede entrenar a un paciente para que inhale por la boca y exhale por la nariz.
En algunas realizaciones, la interfaz de paciente forma un sello hermético a gases entre el paciente y el sistema.
En algunas realizaciones, la interfaz de paciente es una interfaz de paciente seleccionada del grupo que consiste en, pero sin limitación: una máscara facial completa, una máscara nasal, una boquilla y una cánula nasal de sello de almohada.
En algunas realizaciones, el sistema de la presente divulgación se configura para proporcionar una característica antiasfixia, donde la característica antiasfixia comprende un extremo distal abierto del al menos un tubo de depósito colocado en una atmósfera respirable de presión neutra. En algunas realizaciones, si el al menos un gas terapéutico del sistema deja de entrar en el sistema, entonces el sistema se configura para permitir que un paciente inhale aire ambiente.
En algunas realizaciones, el sistema de la presente divulgación se configura para mover el al menos un gas terapéutico en el depósito de una manera de ida y vuelta, por ejemplo, un movimiento de "primero en entrar, último en salir" que transporta el gas de ida y vuelta en el tubo de depósito sin mezcla longitudinal significativa.
En algunas realizaciones, la interfaz de paciente se mantiene en su lugar por el paciente. Como alternativa, en algunas realizaciones, la interfaz de paciente se une al paciente, tal como, por ejemplo, a través de una correa elástica que se coloca sobre la cabeza del paciente.
En algunas realizaciones, el al menos un tubo de depósito tiene una superficie interior lisa. En algunas realizaciones, el al menos un tubo de depósito tiene una superficie interior rugosa.
En algunas realizaciones, el al menos un tubo de depósito tiene una sección transversal uniforme a lo largo de su longitud.
En un ejemplo, haciendo referencia a la Figura 3, en algunas realizaciones, la presente divulgación proporciona un sistema configurado para administrar a un paciente al menos un gas terapéutico, que comprende:
a. al menos un tubo de depósito, que tiene un extremo proximal y distal, en donde el al menos un tubo de depósito tiene un volumen mayor que el volumen corriente del paciente;
b. al menos una entrada de gas terapéutico en el extremo proximal del al menos un tubo de depósito, en donde un tubo de suministro se conecta a la al menos una entrada de gas terapéutico y al menos una fuente de gas terapéutico; y
c. una interfaz de paciente conectada de manera fluida al extremo proximal del al menos un tubo de depósito a través de una válvula antirretorno,
en donde la interfaz de paciente se configura para formar un sello hermético a gases entre el paciente y el sistema,
en donde la interfaz de paciente es una boquilla configurada para formar un sello hermético a gases cuando el paciente frunce los labios,
en donde la válvula antirretorno de inhalación se configura para estar cerrada cuando el paciente está exhalando,
en donde el al menos un gas terapéutico se introduce en el al menos un tubo de depósito en el extremo proximal a través de la al menos una entrada de gas terapéutico a una tasa superior al volumen minuto del paciente, y el al menos un gas terapéutico fluye a lo largo de al menos un tubo de depósito, desde el extremo proximal hacia el extremo distal mientras el paciente está exhalando,
en donde la válvula antirretorno se configura para estar abierta cuando el paciente está inhalando, y permitir que se administre al paciente el al menos un gas terapéutico.
Además, en la Figura 3, la válvula antirretorno puede retirarse y el sistema se configura para permitir que el paciente respire por la boca y exhale por la nariz. En consecuencia, en esta realización ilustrativa, el paciente afecta a la funcionalidad de la válvula antirretorno de inhalación.
En otro ejemplo, haciendo referencia a la Figura 4, en algunas realizaciones, la presente divulgación proporciona un sistema configurado para administrar a un paciente al menos un gas terapéutico, que comprende:
a. al menos un tubo de depósito, que tiene un extremo proximal y uno distal, en donde el al menos un tubo de depósito tiene un volumen mayor que el volumen corriente del paciente;
b. al menos una entrada de gas terapéutico en el extremo proximal del al menos un tubo de depósito, en donde un tubo de suministro se conecta a la al menos una entrada de gas terapéutico y al menos una fuente de gas terapéutico; y
c. una interfaz de paciente conectada de manera fluida al extremo proximal del al menos un tubo de depósito a través de una válvula antirretorno,
en donde la interfaz de paciente se configura para formar un sello hermético a gases entre el paciente y el sistema,
en donde la interfaz de paciente es una máscara nasal configurada para formar un sello hermético a gases cuando se coloca sobre la nariz del paciente,
en donde la válvula antirretorno se configura para estar cerrada cuando el paciente está exhalando, en donde el al menos un gas terapéutico se introduce en el al menos un tubo de depósito en el extremo proximal a través de la al menos una entrada de gas terapéutico a una tasa superior al volumen minuto del paciente, y el al menos un gas terapéutico fluye a lo largo de al menos un tubo de depósito, del extremo proximal al extremo distal mientras el paciente está exhalando,
en donde la válvula antirretorno se configura para estar abierta cuando el paciente está inhalando, y permitir que se administre al paciente el al menos un gas terapéutico.
En otro ejemplo, haciendo referencia a la Figura 5A, en algunas realizaciones, la presente divulgación proporciona un sistema configurado para administrar a un paciente al menos un gas terapéutico, que comprende:
a. al menos un tubo de depósito, que tiene un extremo proximal y uno distal, en donde el al menos un tubo de depósito tiene un volumen mayor que el volumen corriente del paciente;
b. al menos una entrada de gas terapéutico en el extremo proximal del al menos un tubo de depósito, en donde un tubo de suministro se conecta a la al menos una entrada de gas terapéutico y al menos una fuente de gas terapéutico; y
c. una interfaz de paciente conectada de manera fluida al extremo proximal del al menos un tubo de depósito a través de una primera válvula antirretorno,
en donde la interfaz de paciente se configura para formar un sello hermético a gases entre el paciente y el sistema,
en donde la interfaz de paciente es una máscara facial que cubre la boca y la nariz del paciente, y se configura para formar un sello hermético a gases cuando se coloca sobre la nariz y la boca del paciente,
en donde la primera válvula antirretorno se configura para estar cerrada cuando el paciente está exhalando, en donde el al menos un gas terapéutico se introduce en el al menos un tubo de depósito en el extremo proximal a través de la al menos una entrada de gas terapéutico a una tasa superior al volumen minuto del paciente, y el al menos un gas terapéutico fluye a lo largo de al menos un tubo de depósito, del extremo proximal al extremo distal, mientras el paciente está exhalando,
en donde el volumen del al menos un gas terapéutico que se introduce en el al menos un tubo de depósito mientras el paciente está exhalando es superior al volumen corriente del paciente,
en donde la primera válvula antirretorno se configura para estar abierta cuando el paciente está inhalando, y permitir que se administre al paciente el al menos un gas terapéutico,
en donde la interfaz de paciente se configura además con una segunda válvula antirretorno, en donde la segunda válvula antirretorno se configura para estar cerrada cuando el paciente está inhalando y abierta cuando el paciente está exhalando, y
en donde la segunda válvula antirretorno permite que el gas exhalado por el paciente salga del sistema.
En algunas realizaciones, el sistema de la presente divulgación se configura para suministrar el al menos un gas terapéutico o el al menos un gas de diagnóstico a través de una boquilla como se muestra, por ejemplo, en la Figura 5b.
En algunas realizaciones, el sistema de la presente divulgación se configura para suministrar una mezcla aproximadamente constante de gases de diagnóstico o terapéuticos en combinación con otros gases respirables diluyentes a un paciente que respira espontáneamente durante la porción de inhalación de una respiración:
en donde el flujo de cada gas fuente constituyente que es parte de la mezcla final puede establecerse a una tasa constante apropiada para la concentración final deseada en la mezcla inhalada final; y
en donde dichos gases fuente se inyectan de forma individual o conjunta en una o más uniones que alimentan en última instancia el extremo proximal de un depósito, proporcionando el depósito una ubicación de almacenamiento temporal para cualquier flujo de entrada no requerido por la inhalación de un paciente, teniendo dicho depósito una relación de aspecto de longitud a sección transversal elevada que transporta gas eficazmente a lo largo de la longitud del depósito sin mezclar indebidamente el gas en la dirección de flujo longitudinal; y
un medio para unir el extremo proximal del depósito a las vías respiratorias de un paciente de manera que el paciente pueda inhalar libremente desde la convergencia del extremo proximal del depósito y los gases fuente inyectados, pero se evita que cualquier exhalación del paciente fluya de vuelta al depósito; y
en donde el extremo distal de dicho depósito conductor está abierto a una región de presión neutra donde existe aire respirable sustancialmente limpio.
En algunas realizaciones, la suma de los caudales fuente constantes individuales supera el flujo de inhalación de paciente promediado en el tiempo y, por lo tanto, hay presente un flujo de salida neto de gas en el extremo distal del ! • ' . • 1
depósito. Este exceso se muestra en forma de fórmula como " .
En algunas realizaciones, el flujo de salida o entrada neto de gas en el extremo distal del depósito se monitoriza para garantizar que eficazmente el paciente no inhale normalmente aire ambiente, que en este caso se muestra en forma É I ",‘
de fórmula como " . También en este caso, se requiere un mínimo del al menos un gas terapéutico para efectuar el tratamiento del paciente, pero el extremo distal abierto del al menos un tubo de depósito conserva la característica antiasfixia.
En algunas realizaciones, el volumen del depósito es ligeramente mayor que el volumen corriente típico del paciente. En algunas realizaciones, la suma de los caudales fuente constantes individuales supera el flujo de inhalación de paciente promediado en el tiempo y, por lo tanto, hay presente un flujo de salida neto de gas en el extremo distal del depósito.
En algunas realizaciones, la suma de los caudales fuente constantes individuales supera el flujo de inhalación de paciente promediado en el tiempo en una fracción pequeña y, por lo tanto, hay presente un flujo de salida neto de gas en el extremo distal del depósito para purgar el depósito de gas más antiguo.
En algunas realizaciones, el flujo de salida o flujo de entrada neto de gas en el extremo distal del depósito se monitoriza mediante un medidor de flujo.
En algunas realizaciones, el gas fuente terapéutico o de diagnóstico contiene óxido nítrico en una concentración superior a la requerida para el suministro eficaz al paciente, dicho gas se diluye con gas diluyente y se suministra mediante el dispositivo a una concentración fija seleccionada entre 400 ppm y 0,5 ppm siendo el resto aire o aire enriquecido con oxígeno.
En algunas realizaciones, se combina más de un tipo de gas terapéutico o de diagnóstico a través de puntos de inyección adicionales para conseguir concentraciones fijas de más de un gas objetivo durante la misma inhalación del paciente.
En algunas realizaciones, el medio para evitar el reflujo de cualquier aliento exhalado del paciente en el al menos un tubo de depósito se proporciona mediante una válvula antirretorno de flujo direccional colocada entre la vía aérea del paciente y la salida proximal combinada del tubo de depósito y los puntos de inyección de gas fuente.
En algunas realizaciones, el medio para evitar el reflujo del aliento exhalado por los pacientes hacia el depósito se logran mediante el patrón de respiración entrenado de los pacientes en donde inhalan alternativamente a través de solo una de entre la boca o la nariz, pero no ambas, y después exhalan alternativamente a través de la otra, pero de nuevo no ambas.
En algunas realizaciones, el depósito se forma a partir de un único canal largo con volumen suficiente para igualar o superar el volumen corriente del paciente, pero simultáneamente con una sección transversal suficiente para dar como resultado un esfuerzo respiratorio bajo.
En algunas realizaciones, el depósito puede ser más pequeño que el volumen corriente de un paciente, pero sólo si se proporciona suficiente flujo inyectadoVapara suministrar suficiente del flujo deVnhaiadorequerido durante la inhalación del paciente de manera que el gas almacenado en el al menos un tubo de depósito no se agote antes del final de la inhalación del paciente.
En algunas realizaciones, el depósito se forma a partir de una pluralidad de canales de flujo paralelos que presentan cada uno individualmente un aspecto de longitud a dimensión de sección transversal elevado, de manera que cada canal individual transporta cualquier gas que fluya en el canal de una manera que suprime la mezcla longitudinal del gas, pero donde el conjunto paralelo proporciona un volumen total suficiente para igualar o superar el volumen corriente de un paciente.
En algunas realizaciones, la presente divulgación es un dispositivo de administración configurado para proporcionar una mezcla respirable de gases que incluye gases terapéuticos o de diagnóstico y gases de dilución y donde se desea una relación constante de constituyentes durante la inhalación por un paciente que respira espontáneamente, en donde uno o más suministros de flujo constante de gases fuente terapéuticos o de diagnóstico y gases de dilución se inyectan en uno o más puertos de gas adyacentes ubicados en el extremo proximal de un depósito,
el depósito se forma a partir de uno o una pluralidad de canales paralelos que son largos en comparación con sus dimensiones de sección transversal,
el extremo distal del depósito está abierto a una fuente de gas respirable a presión ambiente, el volumen neto del depósito es igual o superior al volumen corriente inhalado de un paciente, el total de todos los flujos inyectados de gases terapéuticos y diluyentes es igual o supera el caudal de volumen minuto del paciente, y
el extremo proximal del depósito y los puertos de inyección de gas están conectados a un conducto que se conecta a las vías respiratorias del paciente con un sello hermético.
En algunas realizaciones, la vía aérea del paciente está separada del extremo proximal del depósito y los puntos de inyección de gas por una válvula antirretorno de flujo direccional.
En algunas realizaciones, cualquier flujo inyectado que supere el volumen minuto del paciente escapa del extremo distal del depósito sin restricción.
En algunas realizaciones, uno de los flujos de gas constantes inyectados lleva una proporción fija de óxido nítrico, estando dicho óxido nítrico en el flujo de inyección a una concentración más alta que la requerida para el tratamiento del paciente, y donde la concentración final de óxido nítrico combinado para el tratamiento del paciente es ajustable en el intervalo entre 400 ppm y 0,5 ppm suministrado en un resto de dilución de aire o aire enriquecido con oxígeno.
En algunas realizaciones, el gas de diagnóstico comprende un gas trazador, por ejemplo, que incluye, pero sin limitación, helio, hidrógeno, hexafluoruro de azufre, monóxido de carbono o combinaciones de los mismos.
En algunas realizaciones, el dispositivo está equipado con un puerto de flujo con una válvula antirretorno de flujo orientada hacia fuera para expulsar la respiración exhalada del paciente.
En algunas realizaciones, el extremo distal del depósito está equipado con un monitor de flujo que permite evaluar el flujo neto de gas dentro y fuera del extremo distal del depósito. En algunas realizaciones, la evaluación de flujo distal puede realizarse automáticamente, o manualmente, o cualquier combinación de las mismas.
En algunas realizaciones, el dispositivo de la presente divulgación comprende además al menos una alarma, al menos un monitor, o cualquier combinación de los mismos, incluyendo pero sin limitación aquellos relacionados con flujos de gas constituyentes, concentraciones de gas, flujos totales, volúmenes totales, niveles de contaminación, humedad, temperatura, tiempo o cualquier combinación de los mismos.
En algunas realizaciones, el al menos un monitor se configura para notificar al menos a una entidad (por ejemplo, pero sin limitación, un cuidador (por ejemplo, pero sin limitación, un médico, una enfermera, un progenitor, etc.), un proveedor médico, un paciente consciente, etc.), si se cumple al menos una de las siguientes condiciones: si la suma de los caudales fuente constantes individuales no supera el flujo de inhalación de paciente promediado en el tiempo, si el flujo de salida o flujo de entrada neto de gas en el extremo distal del depósito permite la inhalación de aire ambiente por el paciente, si el volumen del depósito se agota durante el transcurso de una inhalación típica por el paciente, si la suma de los caudales fuente constantes individuales no supera el flujo de inhalación del paciente promediado en el tiempo en una pequeña fracción, si la concentración fija no se encuentra dentro de un intervalo predeterminado establecido como parte de la terapia prevista, si se detecta el reflujo de los alientos del paciente, si la duración total de la terapia es inferior o superior al tiempo prescrito en algún margen predeterminado o cualquier combinación de los mismos. En algunas realizaciones, la al menos una alarma se configura para alertar al menos a una entidad (por ejemplo, un cuidador, un proveedor médico, etc.) si el al menos un monitor identifica al menos una de las condiciones que se describe en el presente documento.
En algunas realizaciones, el dispositivo de la presente divulgación puede usarse para tratar un único sujeto o reutilizarse para múltiples sujetos a su vez. En algunas realizaciones, el tratamiento puede ser en un entorno hospitalario o fuera de un entorno hospitalario (por ejemplo, pero sin limitación, en un hogar, un aeropuerto, un centro comercial, una clínica de salud pública, una instalación de cuarentena, etc.)
<En algunas realizaciones, puede requerirse un conducto de recogida de escape como se muestra en la Figura>6<, para>transportar el gas exhalado a una región de análisis, ventilación, eliminación o descontaminación.
En algunas realizaciones, la composición del gas exhalado puede analizarse para evaluar la captación del paciente de un componente del gas trazador terapéutico o de diagnóstico, o, como alternativa, un componente residual del gas terapéutico. En algunas realizaciones, el gas exhalado puede contener contaminantes que requieren tratamiento antes de entrar en el entorno. Por ejemplo, los componentes y contaminantes residuales exhalados pueden incluir gases tales como NO que no se absorbió, NO2 producido como un subproducto del NO, partículas infecciosas o materiales radiactivos.
El al menos un tubo de depósito
Los volúmenes corrientes típicos para pacientes humanos varían de 3 ml/kg (por ejemplo, pero sin limitación, un niño pequeño) a 5 ml/kg (por ejemplo, pero sin limitación, un adulto) de peso corporal. En algunas realizaciones, los volúmenes corrientes típicos para pacientes humanos varían de 50 ml (por ejemplo, pero sin limitación, un niño pequeño) a 750 ml (por ejemplo, pero sin limitación, un adulto grande).
En algunas realizaciones, el al menos un tubo de depósito se configura para contener un volumen suficiente del al menos un gas terapéutico para soportar el flujo durante una inhalación del paciente. En algunas realizaciones, el volumen suficiente del al menos un gas terapéutico es igual al volumen corriente del paciente. En algunas<realizaciones, el volumen suficiente es igual al>100<% x % del volumen corriente del paciente, donde x % es una fracción de un volumen corriente (por ejemplo, pero sin limitación,>10<%), por lo tanto el depósito en ese la caja se>dimensionaría para almacenar el 110% del volumen corriente para ese paciente. En algunas realizaciones, se pretende que la longitud y, por lo tanto, el volumen del al menos un tubo de depósito se ajusten para que coincidan con las características de un paciente particular. En algunas realizaciones, se pretende que el flujo inyectado se ajuste para coincidir con las características del paciente particular. En algunas realizaciones, tanto el al menos un volumen de tubo de depósito como el flujo inyectadoVatienen por objeto ajustarse para coincidir con las características de un paciente particular.
En algunas realizaciones, el al menos un tubo de depósito comprende un tubo, que tiene una superficie de pared interior lisa y una relación de longitud a dimensión de sección transversal elevada. En algunas realizaciones, el al menos un tubo de depósito tiene un aspecto suficientemente redondo y un diámetro interno equivalente, en donde el diámetro equivalente es una fracción pequeña de la longitud del depósito (por ejemplo, pero sin limitación, entre el 0,5 % y el 5 % de la longitud del depósito.
Por lo tanto, a modo de ilustración, para un paciente de 100 kg, que tiene un volumen corriente de 500 ml, usando al menos un tubo de depósito que tiene un diámetro interno de 19 mm, la longitud del al menos un tubo de depósito para contener 550 ml (por ejemplo, un margen de volumen de depósito del 10 % por encima del volumen corriente) puede calcularse de la siguiente manera:
mm
83,5mm2
0,5L
/w
Por lo tanto, un tubo de depósito de 1,76 metros con un diámetro interno de 19 mm proporcionará un volumen interno de depósito de 500 ml. Para crear el volumen de margen del 10 %, la longitud debe aumentarse a 1,94 metros (lo que aumentó el depósito a 550 ml).
En algunas realizaciones, un número de tubos que operan en paralelo pueden formar el depósito y pueden ser más cortos en longitud total mientras aún mantienen un volumen suficiente del al menos un gas terapéutico. Estas disposiciones de tubos paralelos pueden incluir dos tubos paralelos o extenderse a muchos tubos paralelos de diámetro más pequeño. Se muestran ejemplos de estas realizaciones en las Figuras 7 a 9. En estos ejemplos, cada tubo por derecho propio presenta una relación de longitud a dimensión de sección transversal elevada, mientras que el conjunto en general se acorta.
Por lo tanto, a modo de ilustración, para un paciente de 100 kg que tiene un volumen corriente de 500 ml, y que usa al menos un tubo de depósito que tiene un diámetro interno de 19 mm configurado para un volumen de depósito total V<r>de 510 ml (en este ejemplo, esto representa un margen del 2 % sobre el volumen corriente), si puede usarse más de un tubo de depósito, la configuración del depósito puede determinarse de la siguiente manera:
La longitud de los tubos es una función del número de tubos utilizados y del diámetro interno de cada tubo. Por ejemplo, si se selecciona un volumen de depósito deseadoVrde 510 ml y el número N de tubos redondos similares es de 30,<cada uno con un diámetro interno Dtubo de>6<mm, entonces la longitud de cada tubo pequeño se determina como:>
Por lo tanto, puede construirse una configuración de "conjunto de pajitas" como se indica en la Figura 9.
En algunas realizaciones, la tasa a la que se introduce la cantidad suficiente del al menos un gas terapéutico en el al menos un tubo de depósito se configura para introducir la cantidad suficiente durante la fase de exhalación del ciclo de respiración del paciente. En algunas realizaciones, la tasa a la que se introduce la cantidad suficiente del al menos un gas terapéutico en el al menos un tubo de depósito se configura para introducir la cantidad suficiente en aproximadamente 2 segundos cuando un paciente respira 30 veces por minuto.
En algunas realizaciones, el volumen de depósito debe igualar o superar suavemente (por ejemplo, hasta el 10 %) el volumen corriente de la exhalación del paciente. En algunas realizaciones, el caudal de gas terapéutico entrante total debe ser igual o ligeramente superior al volumen del paciente. En una realización de ejemplo, se usa el patrón de respiración de un paciente para guiar el sistema de la presente divulgación, donde el paciente tiene un volumen corriente de 500 ml y el paciente respira 30 veces por minuto, y donde el volumen de depósito es de 510 ml. Por lo tanto, el volumen minuto del pacienteVmves igual a (500 ml/respiración x 30 respiraciones/minuto) o 15 litros por minuto (LPM). En consecuencia, elVadebe establecerse al nivel marginalmente aumentado de (510 ml x 30 respiraciones/minuto) o 15,3 LPM.
La introducción del al menos un gas terapéutico en el al menos un tubo de depósito debe realizarse a una tasa que no induzca turbulencia, sino que invoque un flujo masivo del gas a lo largo de la longitud del depósito. En algunas realizaciones, la introducción de gas se realiza a una tasa a la que el flujo del al menos un gas terapéutico es laminar. Por lo tanto, en algunas realizaciones, las dimensiones de la sección transversal interior del al menos un tubo de depósito y/o la textura de la superficie interior del al menos un tubo de depósito se seleccionan para permitir que el flujo del al menos un gas terapéutico permanezca laminar a lo largo de la longitud del depósito.
Por ejemplo, a modo de ilustración, el número de Reynolds es una indicación de la naturaleza laminar o turbulenta del flujo de un gas. Los números de Reynolds inferiores a 2.300 se consideran flujo laminar. Para el flujo en una tubería o tubo, el número de Reynolds, Re, generalmente se define como:
R c _f » : D u _ v D h _ v d h
f.i v oA
Donde:
En consecuencia, en esta realización de ejemplo, con un tubo de depósito de 19 mm y un flujo supuesto de 16 LPM en el tubo de depósito (redondeado hacia arriba desde el V de antes), proporciona el siguiente resultado durante el llenado del depósito:
Dh -19mm
V<=>16LPM<=>0,000267n?</seg>
A<=>283<.>8mm2<=>2,835<*>10<W>
t> = l,55*105m2/ sec
0,00028 * 0,019
Re = = 1224,96
1,55 * 10“5 * 2,835* 10“4
Por lo tanto, en este ejemplo, tener una tasa de llenado de depósito de 16 LPM da como resultado un valor de Re en el régimen de flujo laminar. En algunas realizaciones, el flujo del al menos un gas terapéutico en el al menos un tubo de depósito durante la fase de inhalación también sigue siendo laminar. A modo de ilustración, suponiendo que el paciente respira con un caudal inspiratorio máximo de aproximadamente 40 LPM (aspirando los 500 ml en aproximadamente 0,75 segundos y haciendo referencia al patrón de flujo cíclico de la Figura 1) y siguiendo cálculos similares al ejemplo anterior, la demanda en el depósito será de aproximadamente 24 LPM durante la inspiración (es decir, el flujo inspiratorio de 40 LPM menos los 16 LPM suministrados directamente por el flujo de inyección de gas terapéutico). Por lo tanto, el caudal de depósito inducido se refiere a un número de Reynolds de aproximadamente 1730, que todavía está dentro del intervalo considerado laminar.
En algunas realizaciones, el al menos un tubo de depósito está enrollado. El flujo dentro de los tubos enrollados tiende a permanecer en el régimen viscoso a flujos más altos para valores de Re equivalentes que para tubos rectos. Los vórtices helicoidales inducidos por la curvatura (Vórtice de Dean) tienden a suprimir el inicio de la turbulencia y retrasar la transición fuera del flujo laminar. El número de Reynolds crítico, Re<cr>, que describe la transición de flujo laminar a turbulento puede calcularse mediante:
Donde:
En la Figura 10 se muestra un ejemplo de una realización del sistema de la presente invención que tiene al menos un tubo de depósito enrollado.
En algunas realizaciones, el caudal y la dirección de flujo en el al menos un tubo de depósito pueden monitorizarse para evaluar el funcionamiento del depósito.
En algunas realizaciones, el al menos un tubo de depósito comprende además un medidor de flujo en el extremo distal como se muestra, por ejemplo, en la Figura 21.
En algunas realizaciones, el sistema configurado para administrar a un paciente al menos un gas terapéutico se configura además para monitorizar el flujo de gas a través del extremo proximal del al menos un tubo de depósito reubicando el medidor de flujo en la Figura 21.
En algunas realizaciones, el sistema configurado para administrar a un paciente al menos un gas terapéutico se configura además para monitorizar el al menos un gas terapéutico introducido en el sistema configurado para administrar a un paciente al menos un gas terapéutico, como se muestra, por ejemplo, en la Figura 10 y la Figura 20 a través de un puerto y línea de muestreo.
En algunas realizaciones, el al menos un tubo de depósito comprende además un puerto de muestreo en el extremo proximal.
En algunas realizaciones, el sistema configurado para administrar a un paciente al menos un gas terapéutico se configura además para emitir una alerta si el valor monitorizado de uno cualquiera de la concentración del al menos un gas terapéutico o el caudal se desvía de un valor umbral.
En algunas realizaciones, el sistema configurado para administrar a un paciente al menos un gas terapéutico se configura además para alterar el caudal y/o la concentración del al menos un gas terapéutico si el valor monitorizado de una cualquiera de las concentraciones de los gases constituyentes en el al menos un gas terapéutico o el caudal se desvía más allá de un valor umbral.
En algunas realizaciones, el extremo proximal del al menos un tubo de depósito tiene más de un puerto de entrada. En algunas realizaciones, un gas terapéutico puede introducirse en el sistema a través de un puerto de entrada y un gas diluyente puede introducirse en el sistema a través de un segundo puerto de entrada. En algunas realizaciones, el gas terapéutico y el gas diluyente pueden mezclarse antes de la introducción en el sistema. Las Figuras 11-17 muestran realizaciones en donde el gas terapéutico y el gas diluyente se mezclan antes de la introducción en el sistema. Las Figuras 18-20 muestran realizaciones en donde el gas terapéutico y el gas diluyente se mezclan antes de la introducción en el sistema. La Figura 21 muestra una realización en donde el al menos un tubo de depósito se configura además para comprender un medidor de flujo en el extremo distal.
La Figura 22 muestra un dispositivo de depósito como se describe en algunas realizaciones de la presente divulgación, donde el depósito se configura para funcionar como parte de un sistema de suministro de gas terapéutico que es capaz de:
determinar periódicamente el requisito de flujo inyectado promedio, basándose dicha determinación periódica en una señal de medición de flujo derivada de un medidor de flujo en respuesta al flujo promedio y la dirección del flujo en el depósito,
donde la determinación del requisito de flujo se realiza en un marco de tiempo más largo que una respiración pero más corto que treinta respiraciones, y
donde el flujo total de los gases terapéuticos inyectados se ajusta periódicamente basándose en el patrón del requisito de flujo inyectado promedio determinado recientemente, ese ajuste se realiza simultáneamente con el mantenimiento de los caudales de gas constituyentes individuales en relaciones fijas predeterminadas, de manera que el flujo neto en el depósito se mantiene, en promedio, en una dirección generalmente de salida, de manera que el depósito se purga con gas terapéutico fresco de forma regular. En algunas realizaciones, algunas realizaciones del sistema de la presente divulgación son sensibles a variaciones a más largo plazo en el ritmo de respiración de los pacientes sin la necesidad de interrumpir o ajustar los flujos durante un ciclo de respiración individual. En algunas realizaciones, los ajustes de flujo son realizados por un operador de sistema (por ejemplo, pero sin limitación, un dispositivo automatizado que implementa esta funcionalidad a través de medios analógicos, digitales o informáticos como se conocen en la técnica). En algunas realizaciones, el sistema se configura para monitorizar el flujo de salida del depósito y ajustar el flujo de gas terapéutico inyectado total respondiendo a las variaciones naturales en el patrón de respiración del paciente.
En algunas realizaciones, el al menos un tubo de depósito se configura además para minimizar el esfuerzo requerido por el paciente para inhalar, exhalar o tanto inhalar como exhalar. En algunas realizaciones, el diámetro del al menos un tubo de depósito se configura para minimizar el esfuerzo requerido por el paciente para inhalar, exhalar o tanto inhalar como exhalar.
En algunas realizaciones, el al menos un tubo de depósito se configura además para minimizar el esfuerzo requerido por el paciente para inhalar. En algunas realizaciones, el diámetro del puerto de escape y el diámetro del tubo de depósito se configuran para minimizar el esfuerzo requerido por el paciente para exhalar.
El al menos un gas terapéutico
En algunas realizaciones, el al menos un gas terapéutico se selecciona del grupo que consiste en: oxígeno, óxido nítrico, monóxido de carbono y óxido nitroso. En algunas realizaciones, el al menos un gas terapéutico comprende partículas aerosolizadas, micropartículas, nanopartículas o cualquier combinación de las mismas, donde las partículas aerosolizadas, las micropartículas, las nanopartículas o cualquier combinación de las mismas son estables en una suspensión en aerosol durante un período coherente con los requisitos de la terapia, normalmente pero sin limitación<a al menos>1<día.>
En algunas realizaciones, el sistema de la presente invención no comprende un elemento de depuración (por ejemplo, un mecanismo configurado para eliminar una porción del gas terapéutico, por ejemplo, pero sin limitación, un gas helio, NO, oxígeno, etc.).
En algunas realizaciones, el sistema de la presente invención comprende un elemento de depuración (por ejemplo, un mecanismo configurado para eliminar una porción del gas terapéutico, por ejemplo, pero sin limitación, un gas de diagnóstico, por ejemplo, un gas trazador).
En algunas realizaciones, el sistema de la presente invención no comprende un mecanismo utilizado para modular, restringir, activar o cualquier combinación de los mismos, el flujo de gas terapéutico al paciente después de que se establezcan los caudales iniciales.
En algunas realizaciones, el sistema de la presente invención comprende un mecanismo utilizado para modular, restringir, activar o cualquier combinación de los mismos, el flujo de gas terapéutico al paciente después de que se establezcan los caudales iniciales.
En algunas realizaciones, el al menos un gas terapéutico se diluye antes de la introducción en el sistema de la presente divulgación. Sin embargo, en algunas realizaciones, el al menos un gas terapéutico se diluye a medida que el gas se introduce en el sistema de la presente invención.
En algunas realizaciones, el gas utilizado para diluir el al menos un gas terapéutico contiene oxígeno. En algunas realizaciones, el gas utilizado para diluir el al menos un gas terapéutico contiene oxígeno y un gas inerte, tal como nitrógeno. En algunas realizaciones, el gas utilizado para diluir el al menos un gas terapéutico es aire comprimido.
En algunas realizaciones, el al menos un gas terapéutico se administra junto con oxígeno suplementario.
En algunas realizaciones, el al menos un gas terapéutico y el gas utilizado para diluir el al menos un gas terapéutico se almacenan en cilindros de gas comprimido. En algunas realizaciones, los gases se dispensan usando un aparato de control de flujo de gas como se conoce en la técnica, tal como, pero sin limitación, rotámetros, medidores de flujo másico y bombas de desplazamiento positivo.
En algunas realizaciones, el gas terapéutico es una mezcla de gases, en donde el gas terapéutico se mezcla con aire respirable.
En algunas realizaciones, el sistema de la presente divulgación se configura además para reducir el "volumen muerto" en la conexión del paciente entre la vía aérea del paciente y la válvula antirretorno de inhalación, reduciendo de este modo la probabilidad de la formación de NO2.
En algunas realizaciones, el óxido nítrico se almacena y dispensa desde cilindros que contienen gas farmacéutico de grado médico.
En algunas realizaciones, se trata a un paciente usando el sistema de la presente divulgación, a través de los métodos divulgados en la Solicitud de Patente de los EE. UU. 2015/0044305. En algunas realizaciones, el método de tratamiento incluye además monitorizar uno o más de parámetros en el sitio y fuera del sitio, tales como signos vitales, niveles de metahemoglobina, parámetros de función pulmonar, química sanguínea y parámetros hematológicos, parámetros de coagulación sanguínea, niveles de marcadores inflamatorios, parámetros de función hepática y renal y parámetros de activación endotelial vascular.
En algunas realizaciones, se trata a un paciente usando el sistema de la presente divulgación, a través de los métodos divulgados en la Publicación de Solicitud de Patente Internacional N.° WO 2013132497 A1.
En algunas realizaciones, el al menos un tubo de depósito comprende además un medidor de flujo en el extremo distal.
En algunas realizaciones, el al menos un tubo de depósito comprende además un puerto de muestreo en el extremo proximal.
En algunas realizaciones, la presente divulgación es un sistema configurado para administrar a un paciente al menos un gas terapéutico, que comprende:
a. al menos un tubo de depósito, que tiene un extremo proximal y uno distal, en donde el al menos un tubo de<depósito tiene un volumen dentro de>+/-20<% del volumen corriente del aliento del paciente;>
b. al menos una entrada de gas terapéutico en el extremo proximal del al menos un tubo de depósito, en donde un tubo de suministro se conecta a la al menos una entrada de gas terapéutico y al menos una fuente de gas terapéutico; y donde el extremo distal del depósito está abierto a una fuente de gas respirable a presión ambiente; y
c. una interfaz de paciente conectada de manera fluida al extremo proximal del al menos un tubo de depósito a través de una válvula antirretorno,
en donde la interfaz de paciente se configura para formar un sello hermético a gases entre el paciente y el sistema,
en donde el lado de inhalación de una válvula antirretorno se configura para estar cerrado cuando el paciente está exhalando,
en donde el al menos un gas terapéutico se introduce en el al menos un tubo de depósito en el extremo proximal a través de la al menos una entrada de gas terapéutico a un caudal suficiente para evitar que todo el al menos un gas terapéutico almacenado en el al menos un tubo de depósito se consuma durante la inhalación única típica de un paciente, y en donde el al menos un gas terapéutico fluye a lo largo del al menos un tubo de depósito, del extremo proximal al extremo distal mientras el paciente está exhalando,
en donde el lado de inhalación de la válvula antirretorno se configura para estar abierto cuando el paciente está inhalando, y
en donde el lado de inhalación de la válvula antirretorno se configura para permitir que se administre al paciente el al menos un gas terapéutico.
La presente divulgación se ilustra adicionalmente, pero sin limitación, por los siguientes ejemplos.
Ejemplos
Ejemplo 1: Los efectos del radio del enrollamiento del al menos un tubo de depósito sobre el flujo laminar y la concentración de óxido nítrico dentro del al menos un tubo de depósito
Se realizó un experimento usando 160 ppm de óxido nítrico que se introdujo en tubos de depósito enrollados que tenían los radios de enrollamiento que se muestran en la tabla a continuación. La concentración de óxido nítrico dentro del tubo de depósito se comparó con el valor ideal de 160 ppm después de que el gas se hubiera transportado de ida y vuelta en el tubo de depósito simulando un ciclo de respiración.
No se observaron cambios importantes en la concentración de NO. Se identificó que podría utilizarse un radio de enrollamiento de aproximadamente 145 mm sin provocar que el tubo de depósito se retuerza o se deforme notablemente en sección transversal. Suponiendo que se utilizará un radio de enrollamiento de 145 mm, el número de Reynolds crítico ReCT será de aproximadamente 2100. Dado este valor de ReCT nominal, el flujo laminar debe mantenerse durante todo el ciclo de respiración.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo configurado para administrar a un paciente al menos un gas terapéutico, que comprende:
a. al menos un tubo de depósito, que tiene un extremo proximal y uno distal, en donde el extremo distal se configura para estar abierto al ambiente; y en donde el al menos un tubo de depósito tiene un volumen mayor que un volumen corriente de la respiración del paciente;
b. al menos una entrada de gas terapéutico en el extremo proximal del al menos un tubo de depósito, en donde un tubo de suministro se conecta a la al menos una entrada de gas terapéutico y al menos una fuente de gas terapéutico; y
c. una interfaz de paciente conectada de manera fluida al extremo proximal del al menos un tubo de depósito a través de una antirretorno de inhalación; en donde la interfaz de paciente se configura para formar un sello
hermético a gases entre el paciente y el dispositivo.
15
2. El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende además una válvula antirretorno de exhalación.
3. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde la interfaz de paciente se selecciona de una máscara facial completa, una máscara nasal, una boquilla y una cánula nasal de sello de almohada.
4. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde el al menos un tubo de depósito se configura además para minimizar el esfuerzo requerido por el paciente para inhalar.
5. El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende además un puerto de escape; en donde el diámetro del puerto de escape se configura para minimizar el esfuerzo requerido por el paciente para exhalar.
6<. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde el dispositivo se configura para monitorizar al menos un parámetro>del flujo del al menos un gas terapéutico a través del extremo proximal del al menos un tubo de depósito, en donde el al menos un parámetro comprende: concentración, flujo, contaminación o cualquier combinación de los mismos.
7. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde el al menos un tubo de depósito comprende además un medidor de flujo en el extremo distal.
8<. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde el al menos un tubo de depósito comprende además un puerto de>muestreo en el extremo proximal, configurado para: suministrar el gas al paciente, monitorizar el gas suministrado al paciente, caracterizar el gas suministrado al paciente o cualquier combinación de los mismos.
9. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde el sistema se configura además para emitir una alerta si un valor monitorizado de una cualquiera de una concentración del al menos un gas terapéutico, caudal o cualquier combinación de los mismos, se desvía de un valor umbral.
10. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde el sistema se configura además para alterar el caudal, una concentración del al menos un gas terapéutico o cualquier combinación de los mismos.
11. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde el al menos un gas terapéutico comprende: óxido nítrico, helio, dióxido de carbono, gas hipóxico, un gas de diagnóstico o cualquier combinación de los mismos.
12. El dispositivo de la reivindicación 11, en donde el al menos un gas terapéutico es óxido nítrico.
13. El dispositivo de la reivindicación 12, en donde la concentración de óxido nítrico es de 160 ppm en una mezcla de oxígeno y nitrógeno.
14. El dispositivo de la reivindicación 13, en donde el óxido nítrico está a una concentración de 400 ppm a 0,5 ppm.
15. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde el al menos un gas terapéutico es un gas trazador.
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