ES3060479T3 - Ventilator apparatus - Google Patents

Ventilator apparatus

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ES3060479T3
ES3060479T3 ES23188382T ES23188382T ES3060479T3 ES 3060479 T3 ES3060479 T3 ES 3060479T3 ES 23188382 T ES23188382 T ES 23188382T ES 23188382 T ES23188382 T ES 23188382T ES 3060479 T3 ES3060479 T3 ES 3060479T3
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Harri Friberg
Der Staay Matthias Van
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Imtmedical AG
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Abstract

La invención comprende un aparato de ventilación y un método para operar un ventilador de un aparato de ventilación, mediante el uso de un sistema informático, en el que en el método se establece un factor de relación de duración (D1, D2) en el sistema informático; se determina un volumen minuto (Mv); se determina un volumen de espacio muerto funcional (Vd); se determina una constante de tiempo (R*C); se calcula una frecuencia respiratoria (f), basada en un modelo pulmonar (LM) previamente definido, dependiendo de dicho volumen minuto determinado (Mv), dicho espacio muerto funcional determinado (Vd), dicha constante de tiempo determinada (R*C) y dicho factor de relación de duración establecido (D1, D2), donde dicha frecuencia respiratoria calculada (f) se optimiza en al menos un mínimo de un parámetro entregado (G_tot); se determinan un tiempo inspiratorio (Ti) y un tiempo espiratorio (Te); se calcula un volumen corriente (Vt) y dicho volumen minuto determinado (Mv); y un parámetro respiratorio entregado se controla en bucle cerrado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Aparato de ventilación
[0003] Campo de la invención
[0004] La invención se refiere a un aparato de ventilación. Más concretamente, la presente invención se refiere a aparatos de ventilación, o aparatos de respiración basados en un parámetro respiratorio optimizado suministrado desde el ventilador del aparato de ventilación al paciente.
[0005] Antecedentes de la invención
[0006] Los pacientes que padecen alguna enfermedad respiratoria por diferentes motivos médicos o que deben someterse a una intervención quirúrgica deben recibir respiración artificial. Un aparato de ventilación mecánica moderno para un paciente debe estar adaptado para proporcionar una oxigenación suficiente y una ventilación suficiente para el pulmón del paciente.
[0007] En los últimos años, se ha desarrollado un aparato de ventilación para favorecer la respiración del paciente y mejorar su comodidad. Por ello, se han desarrollado diversos modos de ventilación que pueden evitar complicaciones y acortar así la duración de las ventilaciones médicas. Un ejemplo es la ventilación controlada por presión (VCP), en la que el ventilador suministra un flujo para mantener una presión establecida a una frecuencia respiratoria presente durante un tiempo inspiratorio presente.
[0008] Los mamíferos, en particular los humanos, necesitan una cantidad mínima de intercambio gaseoso en el pulmón para respirar sin ayuda técnica, que depende principalmente del volumen minuto alveolar (Mva). El volumen minuto alveolar (Mva) es el volumen alveolar de gas inhalado o exhalado de un ser humano por minuto y se calcula mediante una frecuencia respiratoria (f) y un volumen tidal alveolar (Vta). En 1950 Otis et. al describieron el trabajo mecánico, realizado por los músculos respiratorios humanos para producir los movimientos de la respiración, sigue el trabajo mínimo de la respiración provocado por los músculos respiratorios. En cuanto a la suposición de que los humanos respiran espontáneamente, sin ningún apoyo técnico, Otis et. al encontraron la siguiente correlación entre una frecuencia respiratoria (f) y el volumen minuto alveolar (Mva):
[0011]
[0013] donde R es la resistencia de las vías respiratorias y C es la distensibilidad pulmonar y Vd es el volumen muerto funcional. Esta correlación es el fundamento de uno del modo de ventilación moderno más utilizado para la ventilación mecánica: el modo de ventilación de soporte adaptable (ASV). El modo de ventilación de soporte adaptable (ASV) fue desarrollado por F. Tehrani, que adaptó la ecuación de Otis et. al y la modificó con la siguiente sustitución,
[0015]
[0017] donde Mvp es el volumen minuto proximal, Vd es el espacio muerto funcional y f es la frecuencia respiratoria. La frecuencia respiratoria resultante (f) en el modo ASV representa la frecuencia con la que un ser humano respiraría de forma natural.
[0018] US 4,986,268 A muestra un método y un aparato para controlar automáticamente un respirador. Se utiliza un algoritmo de software para calcular la cantidad y la frecuencia óptima de ventilación necesaria para la siguiente respiración requerida del paciente. Dicha frecuencia de ventilación se calcula en función del trabajo respiratorio mínimo del paciente y controla dicho aparato.
[0019] US 8,695,593 B2 muestra un método para proporcionar consejos de tratamiento a pacientes con ventilación mecánica. Este aconseja sobre cuánta ventilación necesita un paciente y recomienda los ajustes del ventilador para minimizar la tasa de trabajo respiratorio en función del modo ASV.
[0020] US 2011/041850 A1 describe un método para la ventilación automática, el control de la ventilación, la transición de un ventilador a una ventilación controlada por el sujeto y el retiro del tubo de ventilación de un sujeto.
[0021] CA 2651287 A1 muestra un método y un aparato para el tratamiento y/o el retiro del tubo de la ventilación mecánica de pacientes en función del estado del paciente. El aparato se utiliza para monitorizar y analizar los datos del paciente y los datos del ventilador mecánico, y controla el ventilador automáticamente. En un paso del método divulgado en el mismo, se calcula la frecuencia respiratoria óptima para minimizar la tasa de trabajo respiratorio, basándose en una versión modificada de una ecuación derivada para la frecuencia respiratoria óptima por A. B.
[0022] Otis et al., "Mechanics of Breathing in Man," Journal of Applied Physiology, Vol.2, páginas 592-607, 1950.
[0023] ARTHUR B OTIS ET AL: "Mechanics of breathing in man", JOURNAL OF APPLIED PHYSIOLOGY, AMERICAN PHYSIOLOGICAL SOCIETY, US, vol.2, nº 11, 1 de mayo de 1950 (1950-05-01), pp.592-607, xP002790255, ISSN: 0021-8987, DOI: 10.1 1 521JAPPL 1950.2.11.592 es un artículo científico que describe la mecánica de la respiración en el hombre. Se ventiló a sujetos humanos relajados con un respirador Drinker mientras se registraban de forma continua y simultánea la velocidad del flujo de gas respirado y el gradiente de presión entre la boca del sujeto y el interior del respirador. A partir de dichos experimentos se estimaron la resistencia elástica y la resistencia total a la respiración.
[0024] Sin embargo, las técnicas descritas anteriormente se desarrollaron para un grupo específico de pacientes. El modo ASV, basado en Otis et. al, utiliza como referencia un paciente con respiración espontánea y sin apoyo. Es decir, sobre todo para la ventilación obligatoria, errónea y para la ventilación asistida por presión no es exactamente lo mismo. El curso de la presión de las respiraciones obligatorias, así como de las respiraciones asistidas por presión, puede aproximarse mediante una función rectangular, mientras que el curso de la presión de las respiraciones no asistidas se asemeja más a una curva sinusoidal. Este desajuste se traduce en un mayor estrés para el pulmón del paciente. Especialmente, los pacientes con enfermedad pulmonar restrictiva, como el síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA) o la fibrosis, deben ser ventilados con un modo de ventilación más protector. Una asistencia insuficiente incluye fatiga o debilidad diafragmática y obliga al reclutamiento de músculos inspiratorios accesorios, lo que a veces provoca acidosis respiratoria.
[0025] Breve descripción de la invención
[0026] Existe la necesidad de proporcionar una respiración artificial mejorada a un paciente, que proteja los pulmones del paciente durante la ventilación y sea adecuada para cada paciente, al tiempo que se mejora el retiro del tubo del aparato de ventilación del paciente.
[0027] Esta necesidad se resuelve mediante las materias con las características según la reivindicación de patente independiente.
[0028] En las reivindicaciones dependientes se muestran otras realizaciones ejemplares.
[0029] Se proporciona un aparato de ventilación, que comprende un ventilador con al menos un actuador, que comprende además al menos un sistema informático conectado a dicho al menos un actuador de dicho ventilador; al menos un transductor está configurado para proporcionar señales de entrada de un paciente a dicho al menos un sistema informático incluyendo al menos un volumen minuto (Mv); en el que al menos un procesador del sistema informático está configurado para ejecutar un programa almacenado en una memoria; donde dicho programa está configurado para calcular una frecuencia respiratoria (f) basada en un modelo pulmonar (LM) previamente definido, dependiendo de dicho al menos un volumen minuto (Mv), al menos un espacio muerto funcional almacenado (Vd), al menos una constante de tiempo almacenada (R*C) y al menos un factor de relación de duración almacenado (D1, D2); donde dicha frecuencia respiratoria calculada (f) se optimiza en al menos un mínimo de un parámetro respiratorio suministrado (G_tot) y dicha frecuencia respiratoria calculada (f) se optimiza además basándose en un porcentaje de respiraciones espontáneas del paciente (% soporte) utilizando dicho sistema informático; el programa está configurado además para calcular un tiempo inspiratorio (Ti) y un tiempo espiratorio (Te) basándose en dicha frecuencia respiratoria calculada (f) y dicho al menos un factor de relación de duración (D1,D2); dicho programa está configurado además para calcular al menos un volumen tidal (Vt) basándose en dicha frecuencia respiratoria calculada previamente (f) y dicho volumen minuto determinado (Mv); y un controlador de bucle cerrado conectado al sistema informático, el controlador de bucle cerrado configurado para proporcionar datos de salida que representen un parámetro respiratorio suministrado del ventilador que incluya al menos uno de una presión respiratoria (Rp), un volumen respiratorio (Rv) y un flujo respiratorio (Rf), basándose en dicha frecuencia respiratoria calculada (f), dicho tiempo inspiratorio (Ti), dicho tiempo espiratorio (Te) y dicho volumen tidal (Vt). Por lo tanto, se optimiza el parámetro respiratorio, suministrado desde dicho ventilador al pulmón del paciente, al tiempo que se reduce el volumen tidal (Vt) y la presión respiratoria impuesta a los pulmones y se mejora el retiro del tubo del aparato de ventilación del paciente. Dicho aparato de ventilación, también llamado aparato de respiración, también puede comprender más de una memoria para almacenar uno de los parámetros mencionados anteriormente, mientras que la al menos una memoria es una memoria digital o una memoria analógica.
[0030] Según otra realización de la presente divulgación, en el aparato de ventilación dicho programa está configurado para calcular una frecuencia respiratoria (f), que está optimizada en al menos un mínimo de la potencia media de respiración mecánica suministrada (Ẇ_tot),que se inducirá al paciente utilizando al menos un actuador de dicho ventilador. Esto conduce a una respiración mejorada del pulmón del paciente.
[0031] Según una realización de la presente divulgación, dicho ventilador comprende además una fuente de gas, por ejemplo una turbina, para proporcionar al menos uno de dicho parámetro respiratorio suministrado, que está conectada a dicho al menos un actuador de dicho ventilador. Dicho al menos un actuador de dicho ventilador está configurado para controlar al menos uno del parámetro respiratorio suministrado desde el ventilador al paciente utilizando dicha frecuencia respiratoria calculada (f). Por lo tanto, dicho parámetro respiratorio es controlable de forma muy precisa y dicho volumen tidal (Vt) se reduce, la presión respiratoria impuesta a los pulmones disminuye y el trabajo suministrado se minimiza.
[0032] Según otra realización de la presente divulgación, dicho ventilador comprende además una fuente externa de gas, por ejemplo una fuente externa de gas comprimido, para proporcionar al menos uno de dicho parámetro respiratorio suministrado, que está conectada a dicho al menos un actuador de dicho ventilador. Dicho al menos un actuador de dicho ventilador está configurado para controlar al menos uno del parámetro respiratorio suministrado desde el ventilador al paciente utilizando dicha frecuencia respiratoria calculada (f). Dicha fuente de presión externa garantiza un suministro de aire estable de dicho al menos un actuador de dicho ventilador.
[0033] Según una realización de la presente divulgación, dicho al menos un actuador de dicho ventilador comprende una válvula. La válvula garantiza un control rápido y fiable de dicho al menos uno del parámetro respiratorio suministrado desde el ventilador al paciente.
[0034] Según otra realización de la presente divulgación, en el aparato de ventilación el controlador de bucle cerrado es un controlador de bucle cerrado en cascada, en el que, por ejemplo, dicho volumen tidal (Vt) se controla en bucle cerrado en una primera cascada y dicho parámetro respiratorio de suministro, como la presión respiratoria (Rp), se controla en bucle cerrado en una segunda cascada. Esto conduce a un control mejorado en bucle cerrado de un parámetro respiratorio en un aparato de ventilación. Los expertos en la materia conocen un controlador de bucle cerrado en cascada comparable para dicho ventilador.
[0035] Según una realización de la presente divulgación, en el aparato de ventilación, dicho controlador de bucle cerrado forma parte de dicho sistema informático, lo que conduce a una disposición compacta de dicho sistema informático. Según otra realización de la presente divulgación, en el aparato de ventilación, dicho controlador de bucle cerrado está separado de dicho sistema informático y conectado a dicho sistema informático, lo que conduce a una disposición fácil y económica de los componentes del aparato de ventilación.
[0036] Según una realización ejemplar de la presente divulgación, dicho aparato de ventilación comprende además una interfaz de usuario acoplada a dicho al menos un sistema informático para ajustar al menos uno de dichos parámetros anteriores y comprende además una unidad de visualización acoplada a dicho al menos un sistema informático para mostrar los datos de salida, que representan al menos dicha frecuencia respiratoria calculada (f) y al menos uno de dicha presión respiratoria (Rp) o dicho volumen respiratorio (Rv) o dicho flujo respiratorio (Rf). Al menos los parámetros importantes pueden visualizarse gráficamente y, por tanto, son visibles para los profesionales médicos y/u otros usuarios. Además, la interfaz de usuario comprende al menos un instrumento de control (pantalla táctil, teclado) para ajustar al menos uno de los parámetros anteriormente divulgados. Dicha unidad de visualización forma parte de dicha interfaz de usuario o está separada de la misma y conectada a ella. Según una realización ejemplar de la presente divulgación, el aparato de ventilación comprende al menos un transductor configurado para proporcionar señales de entrada que representan al menos una de una presión positiva al final de la espiración (PEEP), una concentración de oxígeno (FiO2), límites de presión (Pmax), un disparador de inspiración (IT), un disparador de espiración (ET), un dato de medición de dióxido de carbono (DCO2) y un tiempo de subida. Por lo tanto, es posible un fácil procesamiento de los datos en dicho al menos un sistema informático y se garantiza una mejora de la respiración artificial basada en dichas señales de entrada.
[0037] De acuerdo con otra realización ejemplar de la presente divulgación, en el aparato de ventilación se incluye al menos un convertidor A/D conectado entre dicho al menos un transductor y dicho al menos un sistema informático para convertir las señales analógicas de dicho al menos un transductor en señales digitales, que se procesan en dicho al menos un sistema informático, lo que conduce a un procesamiento rápido de las señales.
[0038] Según una realización ejemplar de la presente divulgación, el aparato de ventilación comprende al menos un convertidor D/A conectado entre dicho controlador de bucle cerrado y dicho al menos un actuador de dicho ventilador para convertir las señales digitales en señales analógicas y suministrar dichas señales analógicas a dicho al menos un actuador de dicho ventilador, que posteriormente funciona con al menos dicha frecuencia respiratoria calculada (f) y dicho volumen tidal (Vt). Esto permite un procesamiento fácil y rápido de las señales y garantiza una mejor respiración del paciente.
[0039] Además, se divulga un método (pero no se reivindica por separado) para hacer funcionar un ventilador en un aparato de ventilación utilizando un sistema informático del aparato de ventilación, en el que en el método se establece al menos un factor de relación de duración (D1, D2) en el sistema informático del aparato de ventilación (paso a); se determina al menos un volumen minuto (Mv) (paso b); se determina al menos un volumen de espacio muerto funcional (Vd) (paso c); se determina al menos una constante de tiempo (R*C) basada en la medición continua de al menos un parámetro respiratorio del paciente, incluyendo al menos uno de la presión de respiración proximal (Rpp) o el flujo de respiración proximal (Rfp) del paciente (paso d) se calcula una frecuencia respiratoria (f), basada en un modelo pulmonar (LM) previamente definido, dependiendo de dicho volumen minuto determinado (Mv), dicho espacio muerto funcional determinado (Vd), dicha constante de tiempo determinada (R*C) y dicho factor de relación de duración establecido (D1, D2), donde dicha frecuencia respiratoria calculada (f) se optimiza en al menos un mínimo de un parámetro suministrado (G_tot) (paso e); se determina un tiempo inspiratorio (Ti) (también conocido como "tiempo de inspiración") y un tiempo espiratorio (Te) (también conocido como "tiempo de espiración") basándose en dicha frecuencia respiratoria calculada (f) y dicho factor de relación de duración (D1, D2) (paso f); se calcula al menos un volumen tidal (Vt) basándose en dicha frecuencia respiratoria calculada previamente (f) y dicho volumen minuto determinado (Mv) (paso g) y se controla en bucle cerrado al menos uno de un parámetro respiratorio suministrado por el ventilador, incluyendo al menos uno de una presión respiratoria (Rp), un flujo respiratorio (Rf) o un volumen respiratorio (Rv), basándose en los pasos e) a g) (paso h). De este modo, el parámetro respiratorio suministrado desde dicho aparato de ventilación al pulmón del paciente se optimiza de forma mejorada, mientras que el volumen tidal (Vt) se reduce y la presión respiratoria (Rp) impuesta a los pulmones del paciente disminuye durante una ventilación continua del paciente, independientemente de la presencia de una respiración espontánea del paciente.
[0041] Después de comenzar con el paso a), la secuencia del paso b) al paso d) se ordena aleatoriamente, mientras que la secuencia del paso e) al paso g) es obligatoria. El presente método es adecuado para cualquier tipo de pacientes, mientras que un paciente activo es capaz de respirar espontáneamente y un paciente inactivo no es capaz de respirar espontáneamente. Dicha frecuencia respiratoria calculada (f) se calcula de forma iterativa en dicho sistema informático y se utiliza para ajustar al menos un parámetro respiratorio del paciente, incluida la presión respiratoria proximal (Rpp) o el flujo respiratorio proximal (Rfp) del paciente basándose en una ventilación continua del paciente. De este modo, dicha frecuencia respiratoria (f) se utiliza para calcular con gran precisión dicho al menos un parámetro respiratorio. Dicha constante de tiempo (R*C) se determina durante la medición continua de al menos un parámetro respiratorio del paciente, incluyendo al menos uno de la presión respiratoria proximal (Rpp) o el flujo respiratorio proximal (Rfp) del paciente. De este modo se garantiza una rápida determinación de la constante de tiempo (R*C).
[0043] Según otra realización para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicho al menos un parámetro respiratorio suministrado del aparato de ventilación se controla en bucle cerrado en cascada. Por ejemplo, controlando en bucle cerrado dicho volumen tidal (Vt) en una primera cascada y controlando en bucle cerrado dicha presión respiratoria suministrada (Rp) en una segunda cascada utilizando un controlador de bucle cerrado en cascada. Esto conduce a un control de bucle cerrado mejorado en el aparato de ventilación y, además, a una respiración mejorada del paciente.
[0045] Según una realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dichos pasos b) a g) pueden repetirse al menos una vez y posteriormente se realiza el paso h). De este modo, dicha frecuencia respiratoria calculada (f) y dicho volumen tidal (Vt) se determinan con mayor precisión, lo que da lugar a un funcionamiento mejorado del ventilador en el aparato de ventilación y, además, conduce a una ventilación mejorada de los pulmones del paciente.
[0047] Según otra realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicho al menos un mínimo de un parámetro suministrado (G_tot),incluye al menos un mínimo de la potencia media de respiración mecánica suministrada(W_tot),que se inducirá al paciente utilizando al menos un actuador de dicho ventilador. Esto se traduce en un aumento de la frecuencia respiratoria calculada (f), lo que conlleva una ventilación protectora para los pulmones del paciente.
[0049] Según una realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicho modelo pulmonar (LM) en el paso e) comprende una resistencia de las vías respiratorias (R) y una distensibilidad pulmonar (C), que siguen al menos un comportamiento lineal o al menos un comportamiento cuadrático o al menos un comportamiento polinómico. Por lo tanto, la resistencia de las vías respiratorias (R) y la distensibilidad pulmonar (C) pueden tratarse de forma independiente y determinarse con gran precisión en el sistema informático, mientras se utilizan diferentes modelos pulmonares complejos. Esto conduce a una mejora muy precisa del funcionamiento de dicho ventilador, con un punto de trabajo mejorado en dicho ventilador del aparato de ventilación.
[0051] Según otra realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicho modelo pulmonar (LM) en el paso e) comprende al menos uno del grupo de una presión respiratoria asumida (Rp_id), un flujo respiratorio asumido (Rf_id) y un volumen respiratorio asumido (Rv_id), que siguiendo al menos uno de un comportamiento exponencial, un comportamiento rectangular, un comportamiento sinusoidal o un comportamiento en diente de sierra, lo que conduce a un modelo pulmonar (LM) muy preciso y finalmente a una ventilación mecánica mejorada del paciente. La elección del comportamiento de los parámetros respiratorios asumidos es ventajosa para distintos tipos de pacientes y depende de las necesidades respiratorias del paciente. Por ejemplo, los pacientes con enfermedades pulmonares restrictivas, como el síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA), pueden ser ventilados muy suavemente si se utiliza un comportamiento rectangular de la presión respiratoria (Rp_id).
[0053] Según una realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicho volumen minuto (Mv) en el paso b) es el volumen minuto proximal (Mvp) calculado en función de un peso corporal ideal (PCI) del paciente determinado previamente y un porcentaje de volumen minuto proximal (% Mvp) determinado previamente, que se proporciona a dicho sistema informático mediante una interfaz de usuario del aparato de ventilación. De este modo, se facilita el manejo al usuario. En una realización alternativa, el volumen minuto proximal (Mvp) puede calcularse basándose en una potencia media de respiración mecánica (Ẇ_tot),determinada previamente para inducir al paciente. El peso corporal ideal (PCI) de dicho paciente puede establecerse en un intervalo entre 0,3 kg y 180 kg, por lo que el método es aplicable a bebés prematuros, niños y adultos.
[0054] Según otra realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicho volumen minuto (Mv) en el paso b) es el volumen minuto alveolar (Mva), que se proporciona a dicho sistema informático mediante una interfaz de usuario del aparato de ventilación. Por lo tanto, el volumen tidal calculado (Vt) en el paso g) tiene que considerar adicionalmente el espacio muerto (Vd) durante el cálculo. Esto permite una estrategia fácil y rápida para establecer la cantidad de ventilación, lo que es importante en caso de emergencia.
[0055] Según una realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicho volumen minuto (Mv) en el paso b) es el volumen minuto alveolar (Mva), que se determina basándose en una medición del contenido de dióxido de carbono en la sangre del paciente o en el gas respiratorio del paciente. Esto permite una estrategia diferente y flexible para establecer la cantidad de ventilación.
[0056] Según otra realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicha frecuencia respiratoria calculada (f) en el paso e), que está optimizada en al menos un mínimo de un parámetro suministrado (G_tot),a inducir al paciente mediante dicho ventilador, depende adicionalmente de una presión positiva al final de la espiración (PEEP). Por lo tanto, el punto de trabajo preferido de dicho ventilador se alcanzará con mayor precisión.
[0057] Según una realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicha presión positiva al final de la espiración (PEEP), es un dato de entrada recibido del sistema informático del aparato de ventilación, lo que conduce a un procesamiento rápido de los datos y, por tanto, a una respiración artificial mejorada del paciente.
[0058] Según otra realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicho espacio muerto funcional determinado (Vd) (paso c) se determina basándose en una medición del dióxido de carbono (DCO2), lo que conduce a un cálculo más preciso de la frecuencia respiratoria (f) y del volumen tidal (Vt) y, por tanto, a una protección mejorada del pulmón del paciente.
[0059] Según una realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicho espacio muerto funcional determinado (Vd) (paso c) se determina en función del peso corporal ideal (PCI) del paciente multiplicado por el factor habitualmente utilizado de 2,2 ml/kg. Esto conduce a una estimación rápida y sencilla del espacio muerto funcional (Vd).
[0060] Según otra realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicho espacio muerto funcional determinado (Vd) (paso c) se determina basándose en la capnografía volumétrica, medida con una medición del dióxido de carbono (DCO2) y una medición del flujo proximal. Esto conduce a una determinación muy precisa del espacio muerto funcional (Vd). Existen otros métodos de medición para determinar los datos de dióxido de carbono, que pueden utilizarse para la determinación del espacio muerto funcional (Vd).
[0061] Según una realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicha frecuencia respiratoria calculada (f) en el paso e) se optimiza en al menos un mínimo del trabajo de respiración mecánica suministrada (W_tot),que se induce al paciente utilizando dicho al menos un actuador de dicho ventilador. De este modo se consigue una mejora del funcionamiento de dicho ventilador y, por tanto, se asegura una ventilación protectora del pulmón del paciente.
[0062] Según otra realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, un primer factor de relación de duración (D1) establecido en el paso a) se calcula con dicho sistema informático mediante:
[0065]
[0067] donde I:E es la relación inspiración-espiración y dicho primer factor de relación de duración (D1) se utiliza para calcular dicha frecuencia respiratoria (f) en el paso e). Esto conduce a una determinación muy rápida del primer factor de relación de duración (D1), especialmente si la relación inspiración-espiración se basa en valores modelo. Según una realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicho primer factor de relación de duración (D1) en el paso a) se fija en un valor comprendido entre 0,5 y 0,3 y se utiliza para calcular dicha frecuencia respiratoria (f) con dicho sistema informático en el paso e). De este modo se consigue una inspiración y una espiración suficientes para el paciente, lo que está aceptado en el ámbito técnico de la ventilación clínica. En una realización, dicho primer factor de relación de duración (D1) puede fijarse en un valor comprendido entre 0,5 y 0,2 y se utiliza para calcular la frecuencia respiratoria (f) en el paso e).
[0068] Según otra realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicho primer factor de relación de duración (D1) en el paso a) se fija en un valor de 0,36 y se utiliza para calcular dicha frecuencia respiratoria (f) con dicho sistema informático en el paso e). Esto conduce a una inspiración y espiración óptimas para el paciente y a una mayor aceptación en el ámbito técnico de la ventilación clínica.
[0069] Según una realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, un primer factor de relación de duración (D1) establecido en el paso a) se fija en un valor de 0,5 y se utiliza para el cálculo iterativo de la frecuencia respiratoria (f) con dicho sistema informático en el paso e). Así se consigue una inspiración y una espiración ideales para el paciente.
[0070] Según otra realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, un segundo factor de relación de duración (D2), que se establece adicionalmente en el paso a) se utiliza para determinar dicho tiempo inspiratorio (Ti) y dicho tiempo espiratorio (Te) en el paso f) y es desigual a dicho primer factor de relación de duración (D1). Esto conduce a una solución mejorada para calcular dicho tiempo inspiratorio (Ti) y dicho tiempo espiratorio (Te) en dicho sistema informático.
[0071] Según otra realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, un segundo factor de relación de duración (D2), que se establece adicionalmente en el paso a) se utiliza para determinar dicho tiempo inspiratorio (Ti) y dicho tiempo espiratorio (Te) en el paso f) y se determina mediante una relación inspiraciónespiración (I: E). Esto conduce a una determinación muy rápida del primer factor de relación de duración (D2) y a un método rápido para calcular dicho tiempo inspiratorio (Ti) y dicho tiempo espiratorio (Te) en dicho sistema informático.
[0072] Según una realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, un segundo factor de relación de duración (D2), que se ajusta adicionalmente en el paso a) se fija en un valor de 0,5. Esto conduce a una solución muy precisa para calcular dicho tiempo inspiratorio (Ti) y dicho tiempo espiratorio (Te), lo que se traduce en una oxigenación preferible.
[0073] Según otra realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicho tiempo inspiratorio (Ti) está limitado por un extremo, en particular dicho máximo y dicho mínimo. Por lo tanto, se garantiza una respiración artificial protectora del paciente.
[0074] Según una realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicho tiempo inspiratorio (Ti) está limitado por un extremo, en particular un valor mínimo calculado con dicho sistema informático como:
[0076]
[0078] Donde R*C es una constante de tiempo en segundos. Por lo tanto, se garantiza una ventilación pulmonar segura y protectora de los pulmones del paciente.
[0079] Según una realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicho tiempo inspiratorio (Ti) está limitado por un extremo, en particular un valor mínimo calculado con dicho sistema informático como:
[0081]
[0083] Donde R*C es una constante de tiempo en segundos. Por lo tanto, se garantiza una ventilación pulmonar segura y protectora de los pulmones de los bebés prematuros.
[0084] Según otra realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicho tiempo inspiratorio (Ti) está limitado por un extremo, en particular dependiendo de un valor máximo calculado con dicho sistema informático como:
[0087]
[0089] donde Ti<max_IBW>es un tiempo inspiratorio máximo basado en el peso corporal ideal del paciente, que comprende un intervalo de 1 segundo a 3 segundos, Ti<max>es un tiempo inspiratorio máximo, que comprende un intervalo de 2 segundos y 3 segundos, R*C es la constante de tiempo en segundos. Por lo tanto, se garantiza una ventilación pulmonar segura y protectora de los pulmones del paciente.
[0090] Según una realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, el paso d) comprende además la determinación de al menos una distensibilidad pulmonar (C) mediante dicho sistema informático, lo que conduce a una determinación muy precisa de los límites de tiempo de respiración.
[0091] Según otra realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicho tiempo espiratorio (Te) está limitado por un extremo, en particular dicho máximo y dicho mínimo. Por lo tanto, se garantiza una ventilación segura y protectora de los pulmones del paciente.
[0092] Según una realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicho tiempo espiratorio (Te) está limitado por un extremo, en particular un valor mínimo calculado con dicho sistema informático como:
[0095]
[0097] donde R*C es una constante de tiempo en segundos, Vt es el volumen tidal y PEEP<intr>es el límite superior de la presión positiva intrínseca al final de la espiración. Por lo tanto, se garantiza una ventilación pulmonar segura y protectora de los pulmones del paciente.
[0098] Según otra realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicho límite superior para la presión positiva intrínseca al final de la espiración (PEEP<intr>) se fija en un valor comprendido entre 1 mbar y 3 mbar, preferentemente en 1,5 mbar, lo que conduce a un cálculo rápido de dicho tiempo espiratorio (Te). Según una realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicho tiempo espiratorio (Te) está limitado con un valor máximo inferior a 13 segundos, lo que conduce a un funcionamiento seguro del aparato de ventilación.
[0099] Según otra realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, tras el paso d) se determina un porcentaje de respiraciones espontáneas de un paciente (% Soporte) mediante una presión proximal y un flujo proximal medidos con al menos un transductor de dicho aparato de ventilación, lo que conduce a un diagnóstico respiratorio mejorado del paciente.
[0100] Según otra realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, un segundo factor de relación de duración (D2) establecido en el paso a) se calcula con dicho sistema informático mediante:
[0103]
[0105] donde I:E es la relación inspiración-espiración y dicho segundo factor de relación de duración (D2) se utiliza para determinar dicho tiempo inspiratorio (Ti) y dicho tiempo espiratorio (Te) en el paso f). Esto conduce a una solución mejorada para calcular dicho tiempo inspiratorio (Ti) y dicho tiempo espiratorio (Te) en dicho sistema informático. Según una realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicho segundo factor de relación de duración (D2) en el paso a) se fija en un valor comprendido entre 0,5 y 0,3 y se utiliza para determinar dicho tiempo inspiratorio (Ti) y dicho tiempo espiratorio (Te) en el paso f). De este modo se consigue una inspiración y una espiración suficientes para el paciente, lo que está aceptado en el ámbito técnico de la ventilación clínica. En una realización, dicho segundo factor de relación de duración (D2) puede fijarse en un valor comprendido entre 0,5 y 0,2 y se utiliza para determinar dicho tiempo inspiratorio (Ti) y dicho tiempo espiratorio (Te) en el paso f).
[0106] Según una realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, un segundo factor de relación de duración (D2) establecido en el paso a) se fija en un valor de 0,5 y se utiliza para determinar dicho tiempo inspiratorio (Ti) y dicho tiempo espiratorio (Te) en el paso f). Esto conduce a una solución muy precisa para calcular dicho tiempo inspiratorio (Ti) y dicho tiempo espiratorio (Te), lo que se traduce en una oxigenación preferible.
[0107] Según otra realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicha optimización de dicha frecuencia respiratoria calculada (f) se retrasa en caso de un cambio de frecuencias respiratorias más bajas a frecuencias respiratorias más altas, lo que conduce a una mejora del retiro del tubo del paciente.
[0108] Según una forma de realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, la optimización de dicha frecuencia respiratoria calculada (f) se retrasa en caso de un cambio de frecuencias respiratorias más bajas a frecuencias respiratorias más altas mediante un ancho de escalón entre 0,1bpm/2s y 1bpm/2s, lo que conduce a un retiro del tubo más rápido del aparato de ventilación del paciente.
[0109] Según otra forma de realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicha optimización de dicha frecuencia respiratoria calculada (f) se retrasa en caso de un cambio de frecuencias respiratorias más bajas a frecuencias respiratorias más altas mediante un ancho de escalón de 0,5bpm/2s, lo que constituye una configuración ideal para el retiro del tubo del aparato respiratorio del paciente y una comodidad muy elevada para el paciente.
[0110] Según una realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicha optimización de dicha frecuencia respiratoria calculada (f) se realiza en caso de un cambio de frecuencias respiratorias más altas a frecuencias respiratorias más bajas sin ningún retraso, lo que conduce a una mejora adicional del retiro del tubo del aparato respiratorio del paciente y, por lo tanto, a una mayor comodidad para el paciente.
[0111] Según otra realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicha optimización de dicha frecuencia respiratoria calculada (f) se realiza en caso de un cambio de frecuencias respiratorias más altas a frecuencias respiratorias más bajas sin ningún retraso y en caso de un cambio de frecuencias respiratorias más bajas a frecuencias respiratorias más altas se realiza con un retraso.
[0112] Además, se divulga un método para hacer funcionar el ventilador (pero no se reivindica por separado) para hacer funcionar un ventilador en un aparato de ventilación, en el que en el método un factor de relación de duración (D1) se establece en un valor de 0,36 en un sistema informático del aparato de ventilación (paso a); un factor de relación de duración (D2) se establece en un valor de 0,5 en dicho sistema informático del aparato de ventilación (paso b); se determinan el peso corporal ideal (PCI) de un paciente y un porcentaje de volumen minuto proximal (% Mvp) (paso c); se calcula al menos un volumen minuto proximal (Mvp) con dicho porcentaje de volumen minuto proximal (% Mvp) y el peso corporal ideal (PCI) del paciente mediante dicho sistema informático (paso d); se determina al menos un volumen de espacio muerto funcional (Vd) utilizando dicho sistema informático (paso e); se determina al menos una constante de tiempo (R*C) utilizando dicho sistema informático (paso f) se calcula una frecuencia respiratoria (f) utilizando dicho sistema informático, basándose en un modelo pulmonar lineal (ML) previamente definido, que comprende una presión respiratoria supuesta (Rp_id), que sigue un comportamiento rectangular, en función de dicho volumen minuto proximal determinado (Mvp), dicho espacio muerto funcional determinado (Vd) dicha constante de tiempo determinada (R*C) y dicho primer factor de relación establecido (D1), donde dicha frecuencia respiratoria calculada (f) se optimiza en al menos un mínimo de la potencia media de respiración mecánica suministrada (Ẇ_tot), que se inducirá al paciente utilizando al menos un actuador de dicho ventilador (paso g); se determinan un tiempo inspiratorio (Ti) y un tiempo espiratorio (Te) en función de dicha frecuencia respiratoria calculada (f) y en función de dicho segundo factor de relación de duración establecido (D2) mediante dicho sistema informático (paso h) se calcula al menos un volumen tidal (Vt) en función de la frecuencia respiratoria (f) calculada previamente y del volumen minuto proximal (Mvp) determinado mediante el sistema informático (paso i); y se controla en bucle cerrado al menos una presión respiratoria (Rp) suministrada por el ventilador en función de los pasos g) a i) (paso j). De este modo, la presión respiratoria (Rp), suministrada desde dicho aparato de ventilación al pulmón del paciente, se optimiza de forma mejorada, mientras que el volumen tidal (Vt) se reduce y la presión respiratoria (Rp) impuesta a los pulmones del paciente disminuye durante una ventilación continua del paciente.
[0113] Tras comenzar con el paso a) y el paso b), la secuencia del paso c) al paso f) se ordena aleatoriamente, mientras que la secuencia del paso g) al paso i) es obligatoria. Esto conduce a un funcionamiento controlado del ventilador, que finalmente asegura una ventilación protectora del pulmón del paciente.
[0114] Según una realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dichos pasos c) a i) se repiten al menos una vez y posteriormente se realiza el paso j). De este modo, dicha frecuencia respiratoria calculada (f) y dicho volumen tidal (Vt) se determinan con mayor precisión, lo que da lugar a un funcionamiento mejorado del ventilador en el aparato de ventilación y, además, conduce a una ventilación mejorada de los pulmones del paciente.
[0115] Según otra realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicha frecuencia respiratoria calculada (f) en el paso g), que se optimiza en al menos un mínimo de la potencia media de respiración mecánica suministrada(W_tot),que se inducirá al paciente utilizando al menos un actuador de dicho ventilador, dependiendo adicionalmente de una presión positiva al final de la espiración (PEEP). Por lo tanto, el punto de trabajo preferido de dicho al menos un actuador de dicho ventilador se alcanzará con mayor precisión.
[0116] Según una realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicha presión positiva al final de la espiración (PEEP), es un dato de entrada recibido del sistema informático del aparato de ventilación, lo que conduce a un procesamiento rápido de los datos y, por tanto, a una respiración artificial mejorada del paciente.
[0117] Según otra realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador de la presente invención, dicha frecuencia respiratoria calculada (f) se calcula iterativamente basándose en una iteración de punto fijo que se calcula con dicho sistema informático como:
[0118]
[0120] donde Mvp es el volumen minuto proximal, Vd es el espacio muerto, D1 es el primer factor de relación de duración y R*C es la constante de tiempo. Esto conduce a un parámetro mecánico mínimo suministrado, especialmente a una potencia mecánica media mínima suministrada, que se induce al paciente utilizando dicho al menos un actuador de dicho ventilador y se calcula de forma muy precisa.
[0121] Según otra realización ejemplar para el funcionamiento del ventilador divulgado en la presente, dicha frecuencia respiratoria calculada (f) se calcula iterativamente basándose en un método de Newton para encontrar raíces con dicho sistema informático. Esto conduce a una determinación muy rápida de dicha frecuencia respiratoria.
[0122] A continuación se describen otras realizaciones ejemplares del aparato y el método divulgados en la presente. De la descripción y las figuras siguientes se derivan ventajas adicionales.
[0123] Breve descripción de los dibujos
[0124] Con el fin de ilustrar la divulgación, en los dibujos se muestra una forma actualmente preferida de la misma. No obstante, se entiende que la presente invención no se limita a las disposiciones e instrumental precisos que se muestran.
[0125] La Fig.1 representa un caso de uso general de un aparato de ventilación de la invención que incluye la ventilación de un paciente.
[0126] La Fig. 2 es un diagrama de bloques que representa los componentes generales de la invención, incluidos, entre otros, un aparato de ventilación, una interfaz de usuario, un sistema informático, un actuador de un ventilador y transductores.
[0127] La Fig. 3 es un diagrama de flujo del proceso que ilustra una realización de un método según la divulgación, incluyendo una secuencia general de pasos ejecutables por un sistema informático programable de la invención. La Fig.4 es un diagrama de flujo del proceso que ilustra una realización preferida de un método de la divulgación, incluyendo una secuencia preferida de pasos ejecutables por un sistema informático de la invención.
[0128] La Fig.5 es un diagrama de flujo del proceso que ilustra otra realización de un método según el nuevo método de respiración divulgado en la presente combinado con un método de ventilación conocido, incluyendo una secuencia preferida de pasos ejecutables por un sistema informático divulgado en la presente.
[0129] La Fig.6 representa un diagrama, que muestra una comparación del comportamiento de la frecuencia respiratoria de un paciente con SDRA que utiliza un método de respiración que sigue el trabajo respiratorio mínimo (TRM) y un paciente con SDRA que utiliza un método de respiración que sigue el parámetro mínimo suministrado del actuador del ventilador (MDP).
[0130] La Fig.7 representa un diagrama, que muestra una comparación del comportamiento de la presión respiratoria de un paciente con SDRA que utiliza un método de respiración que sigue el trabajo respiratorio mínimo (TRM) y un paciente con SDRA que utiliza un método de respiración (AVM) que sigue el parámetro mínimo suministrado del actuador del ventilador (MDP).
[0131] La Fig. 8 representa un diagrama, que muestra una comparación del comportamiento del flujo respiratorio de un paciente con SDRA que utiliza un método de respiración que sigue el trabajo respiratorio mínimo (TRP) y un paciente con SDRA que utiliza un método de respiración (AVM) que sigue el parámetro mínimo suministrado del actuador del ventilador (MDP).
[0132] La Fig. 1 representa un aparato de ventilación 10, que está conectado con un paciente 5 mediante un tubo respiratorio 8, donde el aparato de ventilación 10 está configurado para ventilar a un paciente 5 según el método relativo a la invención.
[0133] La presente tecnología se refiere a un método para el funcionamiento de un ventilador en un aparato de ventilación, que difiere ampliamente de los métodos conocidos del estado de la técnica por su filosofía. El estado de la técnica de los modos de ventilación automática utiliza la filosofía de Otis et. al, en la que la frecuencia respiratoria calculada se basa en el trabajo mínimo de la respiración humana. El presente método de ventilación, que se denomina modo de ventilación adaptativa (MVA), comprende una filosofía, en la que la frecuencia respiratoria calculada de forma iterativa se basa en el parámetro mínimo suministrado por el actuador del ventilador inducido a los pulmones del paciente.
[0134] Este amplio cambio en la forma de pensar da lugar a un nuevo modo de ventilación, que garantiza una ventilación protectora de los pulmones de los mamíferos, especialmente de los humanos.
[0135] Las Figs. 6 a 8 representan diagramas que muestran una comparación del comportamiento de los parámetros respiratorios de un paciente con SDRA, ventilado con un aparato de ventilación que utiliza un método de respiración que sigue el trabajo respiratorio mínimo (TPR) (línea de puntos), y un paciente con SDRA ventilado con un aparato de ventilación que utiliza dicho método de respiración AVM que sigue el parámetro mínimo suministrado del actuador del ventilador (MDP) (línea completa). La comparación parte de un paciente con SDRA con un peso corporal ideal (PCI) de 70 kg, un espacio muerto (Vd) de 2,2 ml/kg, una resistencia de las vías respiratorias (R) de 9 mbar/l/s y una distensibilidad pulmonar de 25 ml/mbar.
[0136] El diagrama de la Fig.6 representa en su ordenada una frecuencia respiratoria [bpm] y en la abscisa un volumen minuto proximal [l/min]. Dicha frecuencia respiratoria se calcula mediante una frecuencia respiratoria (f) multiplicada por 60. El diagrama muestra claramente un aumento de la pendiente de la frecuencia respiratoria con respecto a un aumento del volumen minuto proximal utilizando el método AVM para el funcionamiento del ventilador en un aparato de ventilación, lo que es favorable para una respiración protectora del pulmón de un paciente.
[0137] El diagrama de la Fig.7 representa en su ordenada una presión respiratoria [mbar] y en la abscisa el tiempo [s]. El diagrama muestra una disminución de la presión respiratoria con respecto al tiempo [s] utilizando el método AVM (línea completa) con el modo MDP, mientras que la cantidad de ciclos respiratorios aumenta en comparación con dicho modo TRM. Por lo tanto, se garantiza una disminución del estrés del pulmón del paciente. El mismo comportamiento se observa en la Fig.8 con el flujo respiratorio [l/min] en su ordenada.
[0138] La Fig. 2 representa un diagrama de bloques con los componentes generales y las aplicaciones del aparato de ventilación 10 de la invención que utiliza el método AVM para mejorar el funcionamiento del al menos un actuador de dicho ventilador en dicho aparato de ventilación. Dicho aparato de ventilación 10 comprende una interfaz de usuario 12 conectada a una unidad de visualización 14. Dicha interfaz de usuario 12 comprende una pantalla táctil 16 con la que el usuario puede introducir un dato, por ejemplo un dato del paciente como, entre otros, el peso corporal ideal (PCI) del paciente. Un sistema informático 20 de dicho aparato de ventilación 10 comprende una memoria 22 y un procesador 24, en el que dicho procesador 24 ejecuta un programa que comprende al menos el método relativo a la invención. Los datos recibidos se guardan en dicha memoria 22 o se calculan directamente en dicho procesador 24. Dicho aparato de ventilación 10 comprende además un convertidor A/D 28 conectado a dicho sistema informático 20. Los transductores 35, 36 proporcionan al menos una señal de entrada, por ejemplo una presión respiratoria proximal (Rpp), un flujo respiratorio proximal (Rfp) y un dato de dióxido de carbono (DCO2), relativos a los datos del paciente y están conectados a dicho convertidor A/D 28 o están conectados directamente a dicho sistema informático 20. Dicho sistema informático 20 comprende además un controlador de bucle cerrado 30. Dicho controlador de bucle cerrado 30 está además conectado a través de un convertidor D/A 40 con un actuador del ventilador 45, que asegura la ventilación de un paciente. Dicho aparato de ventilación 10 comprende una fuente de gas 43, que está conectada mediante un convertidor D/A 41 a dicho controlador de bucle cerrado 30. Dicha fuente de gas 43 está configurada para generar una potencia media de respiración mecánica y está conectada a dicho al menos un actuador 45. Dicha fuente de gas 43 es por ejemplo una turbina o una fuente externa de gas comprimido y está configurada para suministrar a dicho al menos un actuador de dicho ventilador 45 gas comprimido, como por ejemplo aire u oxígeno. Dicho ventilador comprende al menos dicho actuador 45 o comprende al menos dicha fuente de gas 43 y al menos dicho actuador 45. Dicho al menos un actuador 45 comprende una válvula 46 para controlar la potencia media de respiración mecánica, que se suministrará al paciente 5, mientras que adicionalmente se consideran las pérdidas en el tubo respiratorio 8.
[0139] La Fig. 3 muestra un diagrama de flujo del proceso de una realización de una secuencia general de pasos ejecutados para llevar a cabo dicho método AVM relativo a la invención para mejorar el funcionamiento de al menos un actuador de un ventilador en un aparato de ventilación. Tras el inicio del diagrama de flujo 200, se establece un factor de relación de duración (D1, D2) en dicho sistema informático de dicho aparato de ventilación en el paso 202, donde el valor del factor de relación de duración (D1, D2) se define experimentalmente por una relación inspiración-espiración, que es conocida por los expertos en la materia y se limita en un rango de 1:4 a 1:1.
[0140] En el siguiente paso 204 se determina en dicho sistema informático un volumen minuto (Mv), que puede ser el volumen minuto proximal (Mvp) o el volumen minuto alveolar (Mva).
[0141] En el siguiente paso 206 se determina un espacio muerto funcional (Vd) en dicho sistema informático, seguido del siguiente paso 208 que comprende una determinación de una constante de tiempo (R*C) en dicho sistema informático basada en los datos de flujo respiratorio proximal (Rfp) medidos continuamente.
[0142] Tras la recogida general de datos divulgada en los pasos 202 a 208, la frecuencia respiratoria (f) se calcula iterativamente mediante dicho sistema informático en el paso 210. Dicha frecuencia respiratoria calculada de forma iterativa (f) se basa en un modelo pulmonar (LM) y depende de dicho volumen minuto determinado (Mv), dicho espacio muerto funcional determinado (Vd), dicha constante de tiempo determinada (R*C) y dicho factor de relación de duración establecido (D1, D2), donde dicha frecuencia respiratoria calculada (f) se optimiza en al menos un mínimo del parámetro respiratorio suministrado (G_tot).
[0143] En el siguiente paso 212, el tiempo inspiratorio (Ti) y el tiempo espiratorio (Te) se calculan mediante dicho sistema informático basándose en el factor de relación de duración establecido (D1, D2) y dicha frecuencia respiratoria calculada (f) del paso 210.
[0144] Tras el paso 212, el programa pasa al paso 214, en el que se estima el volumen tidal (Vt) mediante dicho sistema informático basándose en una de dichas frecuencias respiratorias calculadas (f) y dicho volumen minuto determinado (Mv) del paso 204.
[0145] En el paso posterior 216, se inicia un control de bucle cerrado de al menos un parámetro respiratorio basado en el volumen tidal estimado (Vt), el tiempo inspiratorio calculado (Ti) y el tiempo espiratorio calculado (Te) mediante un controlador de bucle cerrado.
[0146] El último paso 218 del diagrama de flujo comprende el control del parámetro respiratorio enviado desde el actuador del ventilador al paciente. Los expertos en la materia saben que también es posible controlar otros parámetros respiratorios, como el flujo respiratorio (Rf).
[0147] Dicho modelo pulmonar (LM) puede ser un modelo pulmonar lineal (LM) o un modelo pulmonar no lineal (nLM). Un modelo pulmonar lineal comprende al menos un comportamiento lineal de la resistencia de las vías respiratorias (R) y al menos un comportamiento lineal de la distensibilidad pulmonar (C). Dicho modelo pulmonar no lineal (nLM) comprende una resistencia de las vías respiratorias (R) con un comportamiento lineal (Ra) y un comportamiento cuadrático (Ra'), mientras que el comportamiento de la distensibilidad pulmonar (C) es lineal. También son posibles otros comportamientos de la resistencia de las vías respiratorias (R), por ejemplo, un comportamiento polinómico. La base de dicho modelo pulmonar (LM) son las ecuaciones de movimiento, que se conocen por la literatura, y se calculan como
[0149] para el modelo pulmonar lineal (LM) y
[0152]
[0154] para el modelo pulmonar no lineal (nLM), donde P(t) es la presión proximal real, V(t) es el volumen pulmonar real y F(t) es el flujo real hacia el paciente.
[0155] En la realización preferida, la presión respiratoria asumida (Rp_id) sigue un comportamiento rectangular, mientras que el flujo respiratorio asumido (Rf_id) sigue un comportamiento exponencial.
[0156] Teniendo en cuenta la suposición anterior, el parámetro respiratorio suministrado (G_tot) del ventilador se expresa mediante:
[0158]
[0160] (Ec.10)
[0161] dondeGCes la parte considerada de la distensibilidad pulmonar (C) yGRes la parte asumida de la resistencia de las vías respiratorias (R) del paciente.
[0162] Dicha frecuencia respiratoria calculada (f) se optimiza en al menos un mínimo del parámetro respiratorio suministrado (G_tot) que se induce a un paciente mediante dicho ventilador:
[0165]
[0167] La frecuencia respiratoria (f) se calcula generalmente en dicho sistema informático mediante los pasos siguientes: 1.
[0168]
[0169] (Ec.12)
[0170] 2.
[0171]
(Ec.13)
[0172] 3.
[0174] (Ec.14)
[0175] 4.
[0176]
[0178] (Ec.15)
[0179] 5.
[0180] (Ec.16)
[0181] 6. Pase al
[0182] (Ec.17)
[0183] donde k < 1 es adecuado para la convergencia, f<min>es la frecuencia respiratoria mínima tolerable, f<max>es la frecuencia respiratoria máxima tolerable y ε es el criterio para una convergencia satisfactoria. Los expertos en la materia saben cómo escribir las ecuaciones anteriormente descritas en un código de programa utilizando, por ejemplo, un paquete de software C++<®>, un paquete de software C#<®>o paquetes de software similares.
[0184] La fig. 4 muestra un diagrama de flujo del proceso de una realización de una secuencia preferida de pasos ejecutados para llevar a cabo dicho método AVM relativo a la invención para accionar al menos un actuador de un ventilador en dicho aparato de ventilación de forma muy detallada. Los expertos en la materia saben, que se enviará una señal de alarma desde el aparato de ventilación, si uno de los siguientes parámetros se sale de sus límites.
[0185] Tras el inicio del diagrama de flujo 300, un primer factor de relación de duración (D1) se fija en un valor de 0,36 en un sistema informático del aparato de ventilación, que es un valor experimental, definido por pruebas de campo del modo AVM. En el mismo paso 302, un segundo factor de relación de duración (D2) se ajusta a un valor de 0,5 en dicho sistema informático, lo que da como resultado una relación inspiración-espiración (I: E) de 1:1.
[0186] En el paso 304 se determinan el porcentaje de volumen minuto proximal (% Mvp) y el peso corporal ideal (PCI) del paciente, proporcionados como parámetro de entrada en una interfaz de usuario.
[0187] En el siguiente paso 306 se calcula en dicho sistema informático el volumen minuto proximal (Mvp) basado en el peso corporal ideal (PCI) del paciente y el porcentaje de volumen minuto proximal (% Mvp).
[0188] En el siguiente paso 308 se determina un espacio muerto funcional (Vd) en dicho sistema informático, que se calcula mediante el peso corporal ideal (PCI) de dicho paciente y se multiplica por el factor habitualmente utilizado de 2,2 ml/kg, o que puede estimarse teniendo en cuenta un dato de medición de dióxido de carbono.
[0189] El siguiente paso 310 comprende la determinación de una constante de tiempo (R*C) en dicho sistema informático basándose en los datos de flujo respiratorio proximal (Rfp) medidos continuamente del paciente.
[0190] Tras la recogida general de datos divulgada en los pasos 302 a 310, la frecuencia respiratoria (f) se calcula iterativamente mediante dicho sistema informático en el paso 312. La frecuencia respiratoria calculada de forma iterativa (f) se basa en el modelo pulmonar lineal asumido (LM) divulgado anteriormente (Ec. 8) con una presión respiratoria, que sigue un comportamiento rectangular y depende del volumen minuto proximal determinado (Mvp), de dicho espacio muerto funcional determinado (Vd), de dicha constante de tiempo determinada (R*C) y de dicho primer factor de relación de duración establecido (D1), donde dicha frecuencia respiratoria calculada (f) se optimiza en al menos un mínimo de la potencia media de respiración mecánica suministrada(W_tot),que se inducirá al paciente utilizando dicho al menos un actuador del ventilador, lo que se explica posteriormente en detalle.
[0191] Suponiendo que la presión respiratoria (Rp_id) siga un comportamiento rectangular, mientras que el flujo respiratorio (Rf_id) asumido siga un comportamiento exponencial.
[0192] Considerando la suposición anterior, la potencia media de respiración mecánica suministrada (Ẇ_tot) de dicho actuador del ventilador se expresa por:
[0195]
[0197] dondeẆCes la parte de la potencia que considera la distensibilidad pulmonar (C) yẆRes la parte de la potencia que considera la resistencia de las vías respiratorias (R) del paciente.
[0198] La parte divulgada de la distensibilidad pulmonarẆCse determina mediante
[0200] (Ec.19)
[0201] y la parte divulgada de la resistencia de las vías respiratoriasẆRse determina mediante
[0204]
[0206] donde C es dicha distensibilidad pulmonar, R*C es dicha constante de tiempo, Ti es dicho tiempo inspiratorio y V<t>es el volumen tidal, que puede expresarse por
[0209]
[0211] dondeMvaes el volumen alveolar minuto yVdes el espacio muerto funcional.
[0212] Dicha frecuencia respiratoria calculada (f) se optimiza en al menos un mínimo de la potencia media de respiración mecánica suministrada(W_tot),que se inducirá a un paciente mediante dicho actuador de dicho ventilador:
[0215]
[0218] Considerando la sustitución conocida de Mva=Mvp-Vd*f, la frecuencia respiratoria calculada iterativamente resultante (f) basada en una iteración de punto fijo se calcula con dicho sistema informático como:
[0221]
[0223] En el siguiente paso 314, el tiempo inspiratorio (Ti) y el tiempo espiratorio (Te) se calculan en dicho sistema informático basándose en el segundo factor de relación de duración (D2) determinado y la frecuencia respiratoria calculada (f) del paso 312.
[0224] Tras el paso 314, el programa pasa al paso 316, en el que el tiempo inspiratorio (Ti) calculado previamente y el tiempo espiratorio (Te) calculado se limitan por un extremo explicado en las ecuaciones Ec.4 a Ec.6.
[0225] En el siguiente paso 318, el volumen tidal (Vt) se estima en dicho sistema informático basándose en uno de la frecuencia respiratoria calculada previamente (f) y el volumen minuto proximal determinado (Mvp) del paso 304. En el paso posterior 320, se inicia un control de bucle cerrado basado en el volumen tidal estimado (Vt), el tiempo inspiratorio calculado (Ti) y el tiempo espiratorio calculado (Te) utilizando el controlador de bucle cerrado.
[0226] El paso final 322 del diagrama de flujo comprende el control de un parámetro respiratorio, en particular la presión respiratoria (Rp), enviado desde dicho al menos un actuador del ventilador al paciente.
[0227] Otra suposición de la potencia media de respiración mecánica suministrada(W_tot),que se inducirá a un paciente utilizando dicho actuador del respirador que comprende además unaẆPEEPy se expresa por:
[0230]
[0232] dondeẆPEEP,es la parte asumida considerando la presión positiva al final de la espiración (PEEP) del paciente. En este caso, se considera una presión positiva al final de la espiración (PEEP) del paciente mayor que 0, dondeẆPEEPse expresa por
[0235]
[0237] Además, existe una PEEP intrínseca en el pulmón humano, que no es medible pero puede calcularse analíticamente. Para un cálculo adecuado, se utiliza la PEEP efectiva en el pulmón. Con respecto a una PEEP intrínseca, no sólo se tiene en cuenta el ajuste de PEEP de la ventilación, sino también la PEEP intrínseca del paciente. Por lo tanto, la PEEP en el pulmón viene dada por:
[0238] PEEP=PEEPAjuste+PEEPintr,(Ec.26)
[0239] La frecuencia respiratoria (f) en el paso 210 o en el paso 312 anteriormente descritos se calcula de forma iterativa en dicho sistema informático mediante los siguientes pasos:
[0240] 1.
[0241]
[0242] (Ec.27)
[0243] 2.
[0244]
(Ec.28)
[0245] 3.
[0247] (Ec.29)
[0248] 4.
[0249]
[0251] (Ec.30)
[0252] 5.
[0253] (Ec.31)
[0254] 6. Pase al
[0255] (Ec.32)
[0256] donde k < 1 es adecuado para la convergencia, f<min>es la frecuencia respiratoria mínima tolerable, f<max>es la frecuencia respiratoria máxima tolerable y ε es el criterio para una convergencia satisfactoria. Los expertos en la materia saben cómo escribir las ecuaciones anteriormente descritas en un código de programa utilizando, por ejemplo, un paquete de software VISUAL C++<®>, un paquete de software C#<®>o paquetes de software similares. Además, el nuevo modo de ventilación adaptable (AVM) divulgado anteriormente es combinable con otros modos de ventilación, conocidos en el estado de la técnica. En la Fig.5 se representa una posible combinación del modo similar a la ventilación de soporte adaptable (ASV) mencionada anteriormente, que se basa en la filosofía de ventilación de Otis et. al.
[0257] La Fig.5 muestra un diagrama de flujo del proceso de una secuencia preferida de pasos ejecutados para llevar a cabo el método AVM relativo a la invención en combinación con el modo similar a la ventilación de soporte adaptable (ASV) para mejorar aún más el funcionamiento de un ventilador en un aparato de ventilación. Tras el inicio del diagrama de flujo 400, se proporciona en el sistema informático un primer factor de relación de duración (D1) y un segundo factor de relación de duración (D2), que son valores definidos experimentalmente, donde el valor del primer factor de relación de duración (D1) se fija en 0,36 y el valor del segundo factor de relación de duración (D2) se fija en 0,5 (paso 402).
[0258] En el paso 404 se determinan el porcentaje del volumen minuto proximal (% Mvp) y el peso corporal ideal (PCI) del paciente y se proporcionan a dicho sistema informático.
[0259] En el siguiente paso 406 se calcula en dicho sistema informático el volumen minuto proximal (Mvp) basado en el peso corporal ideal (PCI) del paciente y el porcentaje de volumen minuto proximal (% Mvp).
[0260] Como alternativa, en el paso 404 se lee directamente el volumen minuto proximal (Mvp) o se utiliza el volumen minuto alveolar (Mva).
[0261] En el siguiente paso 407, se comprueba un posible dato medido de dióxido de carbono (DCO2) y, si se proporciona la medición, se calcula un espacio muerto funcional real (Vd) en dicho sistema informático teniendo en cuenta la capnografía volumétrica (paso 408). La capnografía volumétrica suele medirse con los datos de dióxido de carbono (DCO2) y la medición del flujo respiratorio proximal (Rfp). Los expertos en la materia también conocen otras técnicas de medición para proporcionar los datos del dióxido de carbono (DCO2).
[0262] Si el dato de dióxido de carbono medido (DCO2) no se proporciona mediante una técnica de medición, el espacio muerto funcional (Vd) se calcula en dicho sistema informático mediante el peso corporal ideal (PCI) del paciente multiplicado por el factor habitualmente utilizado de 2,2 ml/kg, que se muestra en el paso 409. En el paso 410, se mide la constante de tiempo (R*C) y el porcentaje de respiraciones espontáneas del paciente (% Soporte) mediante una medición de la presión proximal y del flujo proximal con un transductor del aparato de ventilación
[0263] En esta realización preferida, si el porcentaje de respiraciones espontáneas del paciente (% Soporte) es inferior a 1, se lleva a cabo el método AVM de ventilación relativo a esta invención, que se describe en el paso 411. Allí la frecuencia respiratoria (f) se calcula iterativamente en dicho sistema informático, que se basa en un modelo pulmonar lineal (ML) previamente divulgado y depende de dicho volumen minuto proximal determinado (Mvp), de dicho espacio muerto funcional determinado (Vd) dicha constante de tiempo determinada (R*C) y dicho primer factor de relación de duración establecido (D1), donde dicha frecuencia respiratoria calculada (f) se optimiza en al menos un mínimo de la potencia media de respiración mecánica suministrada (Ẇ_tot),que se inducirá a un paciente utilizando dicho actuador del ventilador.
[0264] Tras el paso 411, dicha frecuencia respiratoria calculada (f) se compara con la frecuencia respiratoria real (f) del paciente y, si es necesario (paso 413), la frecuencia respiratoria real inducida (f) se aumenta lentamente con una amplitud de paso de 0,5 bpm/2s mediante dicho sistema informático, lo que se representa en el paso 415. Sin embargo, el aumento de la frecuencia respiratoria inducida real está limitado por la frecuencia respiratoria calculada (f) del paso 411. En caso contrario, se utiliza inmediatamente la nueva frecuencia respiratoria calculada (f) en dicho sistema informático, que se muestra en el paso 414.
[0265] Si dicho porcentaje de respiraciones espontáneas del paciente (% soporte) es mayor que 1, se realiza el modo tipo ASV, que se describe en el paso 412. Allí se calcula iterativamente en dicho sistema informático la frecuencia respiratoria (f), que depende del volumen minuto proximal determinado (Mvp), del espacio muerto funcional determinado (Vd), de la constante de tiempo determinada (R*C), donde dicha frecuencia respiratoria calculada (f) se optimiza sobre la tasa mínima de trabajo respiratorio (f) del paciente y se utiliza inmediatamente para los cálculos en dicho sistema informático en el siguiente paso 416.
[0266] En el siguiente paso 416, el tiempo inspiratorio (Ti) y el tiempo espiratorio (Te) se calculan en dicho sistema informático basándose en dicho segundo factor de relación de duración establecido (D2) y bien con la frecuencia respiratoria calculada (f) en el paso 411 o bien con la frecuencia respiratoria calculada (f) en el paso 412.
[0267] En el siguiente paso 418, se limita el tiempo inspiratorio calculado previamente (Ti) y el tiempo espiratorio calculado (Te), explicado por las ecuaciones Ec.4 y Ec.5, mientras que el tiempo espiratorio (Te) está limitado con un valor máximo de 12 segundos.
[0268] Tras el paso 418, el programa pasa al paso 420, en el que el volumen tidal (Vt) se estima en dicho sistema informático basándose en una de las frecuencias respiratorias (f) previamente calculadas y divulgadas en los pasos 414 o 415 y en el volumen minuto proximal calculado (Mvp) del paso 406.
[0269] En el paso posterior 420, se inicia un control de bucle cerrado basado en el volumen tidal estimado (Vt), el tiempo inspiratorio calculado (Ti) y el tiempo espiratorio calculado (Te) utilizando un controlador de bucle cerrado y comenzando de nuevo con la comprobación de la posible medición de dióxido de carbono del paso 407.
[0270] El paso final 424 del diagrama de flujo comprende el control de la presión respiratoria enviada desde el actuador del ventilador al paciente.
[0271] lista de signos de referencia
[0272] 5 paciente
[0273] 8 tubo respiratorio
[0274] 10 aparato de ventilación
[0275] 12 interfaz de usuario
[0276] 14 unidad de visualización
[0277] 16 Pantalla táctil
[0278] 20 sistema informático
[0279] 22 memoria
[0280] 24 procesador
[0281] 28 Convertidor A/D
[0282] 30 controlador de bucle cerrado
[0283] 35 transductor (medición de CO2)
[0284] 36 presión proximal del transductor y medición de caudal
[0285] 40 Convertidor D/A
[0286] 41 Convertidor D/A
[0287] 43 fuente de gas
[0288] 45 actuador del ventilador
[0289] 46 válvula
[0290] 200-218 secuencia general de pasos relativos a la invención
[0291] 300-322 una realización de la secuencia de pasos relativa a la invención 400-424 realización alternativa de la secuencia de pasos relativa a la invención
[0292] Mva volumen minuto alveolar
[0293] Vta volumen tidal alveolar
[0294] Mv volumen por minuto
[0295] Vd espacio muerto
[0296] R*C constante de tiempo
[0297] D1 primer factor de relación de duración
[0298] D2 segundo factor de relación de duración
[0299] LM modelo pulmonar
[0300] LM modelo pulmonar lineal
[0301] Nlm modelo pulmonar no lineal
[0302] f frecuencia respiratoria
[0303] G_tot parámetro suministrado del ventilador
[0304] W_tottrabajo respiratorio mecánico suministrado del actuador del ventiladorẆ_totpotencia media de la respiración mecánica suministrada del actuador del ventilador Ti tiempo inspiratorio
[0305] Te tiempo espiratorio
[0306] Vt volumen tidal
[0307] Rp presión respiratoria
[0308] Rf flujo respiratorio
[0309] Rv volumen respiratorio
[0310] R resistencia de las vías respiratorias
[0311] Ra parte lineal de la resistencia de las vías respiratorias
[0312] Ra' parte cuadrática de la resistencia de las vías respiratorias
[0313] C distensibilidad pulmonar
[0314] Rp_id presión respiratoria ideal
[0315] Rf_id flujo respiratorio ideal
[0316] Rv_id volumen respiratorio ideal
[0317] Mvp volumen minuto proximal
[0318] IBW peso corporal ideal
[0319] % Mvp porcentaje de volumen minuto proximal
[0320] PEEP presión positiva al final de la espiración
[0321] I:E relación inspiración-espiración
[0322] Ti<max_IBW>tiempo inspiratorio máximo basado en el peso corporal ideal
[0323] Ti<max>tiempo inspiratorio máximo
[0324] PEEP<intr>límite superior de la presión positiva intrínseca al final de la espiración
[0325] % Soporte porcentaje de respiraciones espontáneas del paciente
[0326] ASV ventilación con soporte adaptable
[0327] AVM modo de ventilación adaptable
[0328] Rpp presión respiratoria proximal
[0329] Rfp flujo respiratorio proximal
[0330] DCO2 datos de dióxido de carbono
[0331] P(t) presión proximal real
[0332] F(t) flujo proximal real
[0333] V(t) volumen pulmonar real

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES
1. Un aparato de ventilación (10) que comprende un ventilador con al menos un actuador (45), que comprende además:
al menos un sistema informático (20) conectado a dicho al menos un actuador del ventilador (45);
al menos un transductor (35, 36) configurado para proporcionar señales de entrada de un paciente (5) a dicho sistema informático (20) incluyendo al menos un volumen minuto (Mv);
en donde al menos un procesador (24) del sistema informático (20) está configurado para ejecutar un programa almacenado en una memoria (22) del sistema informático (20), dicho programa está configurado para calcular una frecuencia respiratoria (f) basada en un modelo pulmonar (LM) previamente definido, dependiendo de dicho volumen minuto (Mv), al menos un espacio muerto funcional almacenado (Vd), al menos una constante de tiempo almacenada (R*C) y al menos un factor de relación de duración almacenado (D1, D2); dicha frecuencia respiratoria calculada (f) se optimiza en al menos un mínimo de un parámetro suministrado (G_tot) y el programa además está configurado para calcular un tiempo inspiratorio (Ti) y un tiempo espiratorio (Te) basándose en dicha frecuencia respiratoria calculada (f) y dicho al menos un factor de relación de duración (D1,D2); y para calcular al menos un volumen tidal (Vt) basándose en dicha frecuencia respiratoria calculada (f) y dicho volumen minuto determinado (Mv);
y un controlador de bucle cerrado conectado a dicho sistema informático (20), el controlador de bucle cerrado configurado para proporcionar datos de salida que representen un parámetro respiratorio suministrado del ventilador que incluya al menos uno de una presión respiratoria (Rp), un volumen respiratorio (Rv) y un flujo respiratorio (Rf), basándose en dicha frecuencia respiratoria calculada (f), dicho tiempo inspiratorio (Ti) determinado, dicho tiempo espiratorio (Te) determinado y dicho volumen tidal (Vt) calculado, y
en donde la estimación del tiempo inspiratorio (Ti) y del tiempo espiratorio (Te) se basa en un primer factor de duración (D1) y un segundo factor de duración (D2) y el segundo factor de duración (D2) es desigual al primer factor de duración (D1).
2. El aparato de ventilación de la reivindicación 1, en donde el primer factor de relación de duración (D1) está ajustado a un valor 0,2≤D1≤0,5, preferentemente está ajustado a un valor 0,2≤D1≤0,5, y en particular está ajustado a un valor D1 =0,36.
3. El aparato de ventilación de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el segundo factor de relación de duración (D2) se ajusta a un valor D2=0,5.
4. El aparato de ventilación de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho modelo pulmonar (LM) comprende una resistencia de las vías respiratorias (R) y una distensibilidad pulmonar (C), siguiendo independientemente al menos un comportamiento lineal o al menos un comportamiento cuadrático o al menos un comportamiento polinómico.
5. El aparato de ventilación de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho modelo pulmonar (LM) comprende además al menos uno del grupo de una presión respiratoria asumida (Rp_id), un flujo respiratorio asumido (Rf_id) y un volumen respiratorio asumido (Rv_id), que siguen al menos uno de un comportamiento exponencial, un comportamiento rectangular, un comportamiento sinusoidal o un comportamiento en diente de sierra.
6. El aparato de ventilación de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha frecuencia respiratoria calculada (f) se calcula iterativamente basándose en una iteración de punto fijo que se calcula con dicho sistema informático (20) como:
donde Mvp es el volumen minuto proximal, Vd es el espacio muerto funcional, D1 es el al menos un primer factor de relación de duración y R*C es la constante de tiempo.
7. El aparato de ventilación de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha frecuencia respiratoria calculada (f) que está optimizada en al menos un mínimo de un parámetro suministrado (G_tot),depende adicionalmente de una presión positiva al final de la espiración (PEEP), y en donde dicha presión positiva al final de la espiración (PEEP) preferiblemente es un dato de entrada recibido de dicho sistema informático (20).
8. El aparato de ventilación de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho al menos un mínimo de un parámetro suministrado (G_tot) incluye al menos un mínimo de la potencia media de respiración mecánica suministrada (Ẇ_tot),que se inducirá al paciente utilizando al menos un actuador de dicho ventilador (45).
9. El aparato de ventilación de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el al menos un procesador
(24) del sistema informático está configurado para determinar el al menos un espacio muerto funcional (Vd) almacenado basándose en la capnografía volumétrica, que se mide con una medición de dióxido de carbono y una medición de flujo proximal.
10. El aparato de ventilación de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende una interfaz de usuario (12) acoplada a dicho al menos un sistema informático (20) para ajustar al menos dichos parámetros respiratorios y que comprende además una unidad de visualización (14) acoplada a dicho al menos un sistema informático (20) para visualizar datos de salida, que representan al menos dicha frecuencia respiratoria calculada (f) y al menos una de dicha presión respiratoria (Rp) o dicho volumen respiratorio (Rv) o dicho flujo respiratorio (Rf).
11. El aparato de ventilación de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende al menos un transductor (35, 36) configurado para proporcionar señales de entrada que representan al menos una de una presión positiva al final de la espiración (PEEP), una concentración de oxígeno (FiO2), límites de presión (Pmax), un disparador de inspiración (IT), un disparador de espiración (ET), datos de medición de CO2 (DCO2), o un tiempo de subida y, preferiblemente, un porcentaje de respiraciones espontáneas de un paciente (% Soporte) es determinado por una presión proximal y un flujo proximal medidos con al menos un transductor (35, 36).
12. El aparato de ventilación de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos un actuador de dicho ventilador (45) comprende una válvula (46).
13. El aparato de ventilación de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el controlador de bucle cerrado (30) es un controlador de bucle cerrado en cascada.
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