WO2011048244A1 - Dispositivo de evaluación y entrenamiento respiratorio en inspiración y espiración - Google Patents

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Mauricio Orozco Levi
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DOLADE GUARDIA JOSEP MANEL
Fundacio Institut Hospital del Mar dInvestigacions Mediques IMIM
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Definitions

  • the present invention refers to a device for evaluation and training of respiratory muscles in humans by means of a valve with dual threshold opening mechanism for the imposition of both inspiratory and expiratory loads whose object is measure the strength and resistance of the respiratory muscles and train them if necessary, and that due to their configuration, characteristics and conformation it represents a substantial improvement over the medical articles commonly used for the improvement and assistance of respiratory capacity, also improving the possible background legal in industrial property matters.
  • the objective of this invention is to develop an apparatus that allows exercising both the muscles and other elements involved in breathing, both in inspiration and expiration, interchangeably.
  • the object of this invention is a device with a valve that allows, in the same apparatus, to determine the resistance of the elements responsible for air flow, both inspiratory and expiratory muscles, and exercise them if necessary. This substantially expands its applications in different types of patients, both in the field of diagnosis and therapy.
  • this utility model is specified in a device to measure respiratory muscle strength and resistance and exercise breathing globally, both in reference to muscles and other elements involved in breathing, and incorporating a valve with mechanism Inspiratory and expiratory resistance threshold.
  • a valve with mechanism Inspiratory and expiratory resistance threshold is a valve whose objective is to provide a fixed opening pressure (ie threshold) (not therefore dependent on air flow), both inspiratory and expiratory, with the essential characteristic that this pressure is manipulable and adjustable by means of a external regulator
  • This aspect supposes a fundamental advantage over valves with different threshold mechanisms, such as those of the resistive type, whose opening pressure cannot be assured because it depends on the ventilatory pattern of the subject (ie respiratory rate and tidal volume).
  • this device is structured from an external cylindrical housing formed by three parts coupled together as cameras, the intermediate part or common chamber having a hole of considerable diameter connected to a nozzle for inspiration and expiration of air by the user while the end parts have a series of smaller holes for the entry of air into the inspiratory chamber and air outlet in the expiratory chamber, the hollow housing being inside except for two equidistant membranes , each formed by a fixed part and a mobile part whose degree of opening or closing is the one that regulates the pressure of the air passage, and it is this fixed part of each membrane that separates the common or intermediate chamber from the corresponding end chambers .
  • the device incorporates a regulating element or control corresponding to each of the membranes to establish the opening pressure (ie, external resistance), measured in units of pressure (ie, centimeters of water, cmH 2 0), and connected by a spring or the like with the mobile membrane (ie, unidirectional diaphragm) that opens or closes to allow the exit and / or entry of the air, depending on the camera.
  • This regulator knob is preferably of a rotating nature, but can be operated by another selection mechanism.
  • This conformation allows the device and the corresponding valve to be used interchangeably to generate external resistance (proportional to the opening pressure of the respective diaphragm) of inspiratory type (air inlet) or expiratory (outlet thereof).
  • valve mechanism derives from the conformation of the double chamber device and the double membrane mechanism (independent of each other), which allows the inspiratory chamber or the expiratory chamber to be worked independently or simultaneously.
  • membranes as already mentioned, each one is made up of two parts facing and adjusted in the rest position, one fixed and the other mobile, which are separated by the user-driven air pressure, according with the rotation and the consequent resistance established by the regulatory element described.
  • the fixed part of the membrane in itself, is a disk with a series of through holes, in principle in a number of four, which allow the passage of air flow and with a perimeter recess that allows its adjustment between the central or common chamber and the corresponding extreme chamber (inspiratory or expiratory), while also serving as a separating element between the two.
  • This piece is faced with a second mobile disk-shaped piece, of smaller thickness and which extends into a longitudinal central appendix in which a spring, of the spring type, strapping or the like is adjusted, which in turn adjusts and interacts with the rotating regulator element.
  • the membrane incorporates means such as o-rings or the like to ensure the tightness of the assembly.
  • the external housing of cylindrical configuration, has a lateral hole in the central chamber of considerable diameter in which the nozzle in which the patient inspires or exhales is attached.
  • the extreme chambers - inspiratory and expiratory - have a series of smaller diameter holes, located that connect with the outside and allow the circulation and passage (entry and exit) of the air flow.
  • the nozzle for inspiration and expiration of the common or central chamber admits and extends, in an alternative embodiment, with the coupling of a mouthpiece that allows its accommodation in the user's mouth.
  • the inspiratory and expiratory chambers each have a single lateral hole that replaces the plurality of holes described, this hole being similar to that of the common chamber, coupled or not to a nozzle and which communicates with the outside for the entry (in the inspiratory chamber) and exit (in the expiratory chamber) of the air, respectively.
  • the operation of the device is very simple. The patient inspires or exhales through the central nozzle connected to the common chamber with the force necessary to overcome the pressure set by the regulator.
  • the flow of air circulates through the common or intermediate chamber, passes through the fixed membrane thanks to the existing holes, presses the mobile disk, overcomes the force of the existing spring or spring and forces the aforementioned mobile disk to retract leaving the free passage of the corresponding holes where the air communicates with the outside.
  • the air flow inspired or exhaled by the patient should be sufficient to establish the opening pressure necessary to overcome the resistance of the diaphragm or mobile membrane. In this way, when regulating this degree of opening pressure, the patient is forced to exert a greater respiratory muscular tension and to work with a greater pressure and volume of air.
  • the claimed apparatus has greater versatility and applications by having two sealed chambers, one inspiratory and the other expiratory, with their respective membranes and their corresponding holes for the entry and exit of the air, which allows the simultaneous or indistinct use of both according to the therapy or the prescribed medical indications.
  • the features and features of this valve allow the use of the device in recovery therapies and in diagnostic procedures for respiratory muscular dysfunction. That is, by determining the strength and resistance of both inspiratory and expiratory muscles, the degree of muscle involvement in both healthy subjects and patients can be assessed.
  • preferential use is manifested for people with chronic respiratory diseases (lungs themselves, of the chest wall or skeletal muscles) that is associated with ventilatory disorders of varying degrees of severity, patients with atrophied or weak muscles ( cachexia or sarcopenia), which require respiratory muscle training, and healthy individuals with the intention of training and respiratory fitness (ie, elite athletes, amateur athletes).
  • patients with pathology neuromuscular, heart failure in which thanks to its ability to regulate resistance to air flow, muscle strength and endurance can gradually increase, improving lung capacity and muscle function of the patient.
  • this device is as an element of training athletes or healthy people who have to improve and / or exercise the muscles and organs involved in the respiratory process. For this, it is only necessary to adapt the rotating device that regulates the opening pressure of the inner membrane, placing it in the desired progression rates, which allows to improve its performance with greater pressure
  • the valve can be used in isolation or interspersed in respiratory circuits, which also allows the administration of medicinal gases (for example, oxygen) simultaneously with training.
  • medicinal gases for example, oxygen
  • valve significantly improves the items that are usually on the market since it allows the user to work both inspiration and expiration, without having to separate the device in each of the actions.
  • Figure 2 Front view with nozzle for inspiration and expiration of the central chamber
  • Figure 3 Detail view of the air inlet / outlet holes corresponding to the inspiration and expiration and symmetric end chambers
  • Figure 5 Section of the assembled device and detail of the inner mechanism in active position in one of the inspiratory / expiratory chambers.
  • Figure 6 Detail view of the rotating device or membrane control knob
  • Figure 7 Plan view of the rotating device
  • Figure 12 View of the device assembly with nozzles for the air inlet or outlet coupled to the expiratory and expiratory chambers in an alternative embodiment
  • the configuration of the claimed device is detailed, which is configured as a solidary body with a mouthpiece for inspiration and expiration and double chamber for the air outlet through the corresponding openings, which incorporates an internal mechanism in base to some membranes for the regulation of the resistance threshold.
  • Figure 1 shows the assembly of the claimed device, consisting of a cylindrical housing with three parts or chambers coupled to each other, a central, common or intermediate (2) with a nozzle (3) for inspiration and air expiration by the user and two extremes (1) with holes for the entry (inspiration) and exit (expiration) of the air.
  • Each of the parts or end chambers incorporates a regulating mechanism (5) specified in a rotary knob that can vary in size.
  • FIG 2 a front view of the device is shown, the hole of the corresponding nozzle (3) being visible for the inspiration and expiration of the user / patient.
  • Figure 3 shows a view of the holes (4) present in both the inspiratory chamber and the expiratory chamber, through which the air enters and exits, respectively, preferably located at the end of the chambers.
  • Figure 4 describes the internal conformation of the device, whose cylindrical housing is hollow inside except for two equidistant membranes and the springs that link them to the respective regulating controls. Each membrane is formed by a fixed part (6) and a mobile part (7) whose degree of opening or closing is what regulates the pressure of the air passage through the regulating control.
  • the fixed part of the diaphragm or membrane (6) shown in detail in Figure 10 and Figure 1 1, is a disc with a series of through holes (11) for the passage of air flow and with a perimeter recess (10) which allows its coupling between the common chamber (intermediate piece) (2) and each of the end chambers (1), this fixed part of the membrane being the separating element of the common chamber with respect to the corresponding inspiratory chambers and expiratory device.
  • each of these fixed disks (6) is faced with the moving part of the membrane, which is specified in another disc (7) of smaller thickness, detailed in Figure 8 and Figure 9, which is extended in a longitudinal central appendix in which a spring is adjusted, in this case a spring (8) which in turn is adjusted in the inner part (9) of the regulating control (5), as detailed in figure 6 and figure 7.
  • Figure 7 shows an example of the graphic plate with the indications for assessing the membrane opening degrees, which can be expressed in water columns.
  • the common or central chamber of the device is completely hollow, separated from the end chambers by the fixed membrane disk, while the end chambers (inspiratory and expiratory) are occupied by the mobile part of the membrane, connected to the regulator control through the described spring.
  • FIG. 5 shows the operating mode of the device.
  • the regulating control (5) acts by means of the spring (8), on the mobile diaphragm (7) establishing the pressure to be overcome.
  • the air circulates inside the device, passing from the central chamber to the corresponding end chamber (inspiratory or expiratory) through the through holes of the fixed disk (6) of the membrane, pushing the moving disk (7) that moves, allowing the flow of the air inlet or outlet through the holes (4) of the inspiratory or expiratory chamber.
  • the conformation of the device with double chamber which determines its dual character
  • double membrane mechanism independent of each other
  • FIG. 12 An alternative embodiment of the device is shown in Figure 12, in which the end chambers (1) of the housing - inspiratory and expiratory - each have a single lateral hole, similar to that of the common chamber, with or without added nozzle , which communicates with the outside for the entry (in the inspiratory chamber) and exit (in the expiratory chamber) of the air, respectively.
  • the nozzle (12) coupled to the respective holes.
  • Figure 13 shows another preferred embodiment in which the claimed device maintains the same basic function and structure with two end chambers (1), an inspiratory and an expiratory chamber and a central chamber (2) with a hole associated with a grid ( 13) and to a nozzle (3) where the user exhales / inspires, incorporating a rotary knob (5) with a larger diameter that fits the perimeter frame of the device, forming a homogeneous mind set.
  • the same membrane already described is maintained with the fixed part (6) as a separating element and the mobile part (7), interposing between them a silicone sheet (14).
  • the tensioning element or spring is specified in a strip (15) associated with a shaft (16) whose end end (17) is coupled with a screw or similar (18) located in the internal part of the control (5), so that when moving said control in a rotating movement, the shaft (16) performs that same turn, tensioning or tensioning the strap (15) which in turn acts on the mobile disk (7) of the valve, adding or subtracting resistance to it .
  • the axis-strap assembly In the expiratory part of the device, the axis-strap assembly is located inside the corresponding chamber, but in the inspiratory part, the axis and the strap are located inside the central chamber, the axis being of greater length to maintain its link - already described - with the rotary knob.
  • the control (5) has a notch or projection (20) in its internal edge that fits with an existing recess in a tubular piece (19) that surrounds the first section of the shaft.
  • the same control (5) has a second flange (21) located on the outer edge of its threaded part, whose function is to regulate the rotation of the aforementioned command by gradually tripping over a series of projecting splines (22) distributed perpendicularly in the inner part of the cameras extreme
  • a screw and stop assembly (24) is placed as a placket with the function of preventing the control (5) from being removed from its correct location.
  • the same rotary knob incorporates a longitudinal external extension (23) as a marker to indicate the indications or measurement references located on the outer face of the housing.

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Abstract

El objeto de esta invención es un dispositivo de evaluación y entrenamiento de los músculos respiratorios en humanos mediante válvula con mecanismo dual de apertura umbral para la imposición de cargas tanto inspiratorias como espiratorias, conformado por una carcasa cilíndrica con una cámara común central acoplada a dos cámaras extremas - inspiratoria y espiratoria -, mediante la parte fija (6) de dos membranas internas equidistantes mientras que la parte móvil (7) de cada membrana conecta cada una de las cámaras extremas con un mando regulador (5), siendo esta parte fija un disco con orificios pasantes encarado con la parte móvil, concretada en un disco de menor grosor prolongado en un apéndice central acoplado a un elemento tensor (8), que enlaza con el mando regulador. La cámara central dispone un orificio considerable conectado a una tobera (3) para la inspiración/espiración de aire por parte del usuario y las cámaras inspiratoria y espiratoria disponen de orificios para la entrada o salida del aire.

Description

DISPOSITIVO DE EVALUACIÓN Y ENTRENAMIENTO RESPIRATORIO
EN INSPIRACIÓN Y ESPIRACIÓN
Descripción
La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un dispositivo de evaluación y entrenamiento de los músculos respiratorios en humanos mediante válvula con mecanismo dual de apertura umbral para la imposición de cargas tanto inspiratorias como espiratorias cuyo objeto es medir la fuerza y resistencia de los músculos respiratorios y entrenarlos si es necesario, y que por su configuración, características y conformación supone una mejora sustancial sobre los artículos médicos de uso habitual para la mejora y asistencia de la capacidad respiratoria, mejorando también los posibles antecedentes legales en materia de propiedad industrial.
El objetivo de esta invención es desarrollar un aparato que permite ejercitar tanto la musculatura como otros elementos implicados en la respiración, tanto en la inspiración como en la espiración, de forma indistinta.
Existen en la actualidad distintos aparatos médicos destinados a medir y/o mejorar la capacidad respiratoria de personas sanas y de personas aquejadas de alguna enfermedad. En general, los primeros permiten medir los volúmenes y capacidades pulmonares, y consisten un sistema de recogida del aire emitido por el paciente tanto en respiraciones rápidas como lentas. Este aire desplaza un elemento de señalización que a su vez indica la capacidad respiratoria de dicho usuario. Este tipo de aparatos, en concreto los denominados "espirómetros", son de gran utilidad para enfermos con bronquitis crónica, enfisema pulmonar y asma bronquial, ya que permiten valorar cuál es el flujo respiratorio de un momento determinado y comprobar el nivel de obstrucción de las vías respiratorias. No existen sin embargo, aparatos que permitan determinar la resistencia de los músculos respiratorios. Otro tipo de instrumentos son los que se utilizan en la recuperación de la capacidad pulmonar después de postoperatorios o en situaciones que requieren una estimulación específica de los pulmones. En este caso, el flujo de aire emitido por el paciente desplaza elementos visuales fácilmente identificables, como pueden ser esferas de colores estratégicamente situadas en distintos niveles o posiciones. De este modo, al incrementar la capacidad pulmones, se incrementa el flujo de aire emitido y el desplazamiento de las esferas es mayor, con el consiguiente estímulo psíquico del paciente. Estos instrumentos adolecen del defecto de hacer que el esfuerzo sea dependiente de la velocidad de salida del aire, por lo que el usuario con frecuencia reduce inconscientemente su utilidad.
A pesar de la amplia gama de aparatos y equipos médicos destinados a valorar la función pulmonar, la mayoría tienden a actuar sólo en la fase de espiración, es decir, a medir el aire que se expulsa de los pulmones. El objeto de esta invención es un dispositivo con una válvula que permite, en un mismo aparato, determinar la resistencia de los elementos responsables del flujo aéreo, los músculos tanto inspiratorios como espiratorios, y ejercitarlos si es preciso. Esto amplía de forma sustancial sus aplicaciones en distintos tipos de pacientes, tanto en el ámbito de diagnóstico como de terapia.
Así pues, este modelo de utilidad se concreta en un dispositivo para medir la fuerza y resistencia muscular respiratoria y ejercitar la respiración de forma global, tanto en referencia a los músculos como a otros elementos implicados en la respiración, y que incorpora una válvula con mecanismo umbral de resistencias inspiratorias y espiratorias. En concreto, se trata de una válvula cuyo objetivo es proporcionar una presión fija (i.e. umbral) de apertura (no dependiente por tanto del flujo aéreo), tanto inspiratoria como espiratoria, con la característica esencial de que esta presión es manipulable y ajustable mediante un regulador externo. Este aspecto supone una ventaja fundamental frente a válvulas con mecanismos diferentes de umbral, como por ejemplo las de tipo resistivo, cuya presión de apertura no puede ser asegurada pues depende del patrón ventilatorio del sujeto (i.e. frecuencia respiratoria y volumen corriente). En cuanto a su conformación, este dispositivo se estructura a partir de una carcasa cilindrica externa conformada por tres partes acopladas entre sí a modo de cámaras, contando la parte intermedia o cámara común con un orificio de considerable diámetro conectado a una tobera para la inspiración y espiración de aire por parte del usuario mientras que las partes extremas disponen de unas serie de orificios menores para la entrada de aire en la cámara inspiratoria y salida de aire en la cámara espiratoria, siendo la carcasa hueca en su interior a excepción de dos membranas equidistantes, formadas cada una por una parte fija y una parte móvil cuyo grado de apertura o cierre es el que regula la presión del paso del aire, y siendo esta parte fija de cada membrana la que separa la cámara común o intermedia de las cámaras extremas correspondientes. El dispositivo incorpora un elemento o mando regulador en correspondencia a cada una de las membranas para establecer la presión de apertura (i.e., la resistencia externa), medida en unidades de presión (i.e., centímetros de agua, cmH20), y conectada mediante un muelle o similar con la membrana móvil (i.e., diafragma unidireccional) que se abre o cierra para permitir la salida y/o entrada del aire, según la cámara. Este mando regulador es, preferentemente, de carácter giratorio, pero puede actuar mediante otro mecanismo de selección.
De esta manera, un simple ajuste del elemento giratorio actúa sobre la membrana móvil que corresponda, regulando la presión requerida para establecer la apertura o cierre respecto de la membrana fija, para controlar la presión contra el flujo de aire y la consiguiente resistencia que se debe vencer en cada inspiración y en cada espiración.
Esta conformación permite que el dispositivo y la válvula correspondiente puedan ser utilizados indistintamente para generar resistencia externa (proporcional a la presión de apertura del diafragma respectivo) de tipo inspiratorio (entrada de aire) o espiratorio (salida del mismo).
El carácter dual del mecanismo de la válvula deriva de la conformación del dispositivo con doble cámara y del doble mecanismo de membranas (independientes entre sí), lo que permite que se pueda trabajar con la cámara inspiratoria o con la cámara espiratoria de forma independiente o simultánea. En cuanto a las membranas, como ya se ha referenciado, cada una de ellas está conformada por dos partes encaradas y ajustadas en posición de reposo, una fija y otra móvil, que se separan con la presión del aire impulsado por el usuario, de acuerdo con el giro y la consiguiente resistencia establecida por el elemento regulador descrito.
Así pues, la parte fija de la membrana, en sí misma, es un disco con una serie de orificios pasantes, en principio en un número de cuatro, que permiten el paso del flujo del aire y con un rebaje perimetral que permite su ajuste entre la cámara central o común y la cámara extrema que corresponda (inspiratoria o espiratoria), al tiempo que cumple también una función como elemento separador entre ambas. Esta pieza queda encarada con una segunda pieza móvil en forma de disco, de menor grosor y que se prolonga en un apéndice central longitudinal en el que se ajusta un resorte, del tipo muelle, fleje o similar que a su vez se ajusta e interactúa con el elemento giratorio regulador. En caso de ser necesario, la membrana incorpora medios tales como juntas tóricas o similares para asegurar la hermeticidad del conjunto.
La carcasa externa, de configuración cilindrica, dispone de un orificio lateral en la cámara central de considerable diámetro en que se acopla la tobera en que inspira o espira el paciente. Por su parte, las cámaras extremas - inspiratoria y espiratoria - tienen una serie de orificios de menor diámetro, situados que conectan con el exterior y permiten la circulación y el paso (entrada y salida) del flujo del aire.
La tobera para inspiración y espiración de la cámara común o central admite y se prolonga, en una realización alternativa, con el acople de una embocadura que permite su acomodo en la boca del usuario.
También en una realización alternativa, las cámaras inspiratoria y espiratoria disponen, cada una de ellas, de un único orificio lateral que sustituye a la pluralidad de orificios descritos, siendo este orificio similar al de la cámara común, acoplado o no a una tobera y que comunica con el exterior para la entrada (en la cámara inspiratoria) y salida (en la cámara espiratoria) del aire, respectivamente. El funcionamiento del dispositivo es muy simple. El paciente inspira o espira por la tobera central conectada a la cámara común con la fuerza necesaria para vencer la presión que marca el regulador. El flujo de aire circula por la cámara común o intermedia, pasa por la membrana fija gracias a los orificios existentes, presiona el disco móvil, vence la fuerza del muelle o resorte existente y obliga a retroceder al susodicho disco móvil dejando abierto el paso libre de los orificios correspondientes por donde el aire comunica con el exterior. Tanto en el ejercicio de inspiración como de espiración, el flujo del aire inspirado o espirado por el paciente debe ser suficiente para establecer la presión de apertura necesaria para vencer la resistencia del diafragma o membrana móvil. De esta forma, al regular este grado de presión de apertura, se obliga al paciente a ejercer una mayor tensión muscular respiratoria y a trabajar con una mayor presión y volumen de aire.
El aparato que se reivindica tiene una mayor versatilidad y aplicaciones al disponer de dos cámaras estancas, una inspiratoria y la otra espiratoria, con sus respectivas membranas y sus correspondientes orificios para la entrada y salida del aire, lo que permite el uso indistinto o simultáneo de ambas según la terapia o las indicaciones médicas prescritas. Las prestaciones y características de esta válvula permiten el uso del dispositivo en terapias de recuperación y en procedimientos de diagnóstico de disfiinción muscular respiratoria. Es decir, mediante la determinación de la fuerza y resistencia tanto de músculos inspiratorios como espiratorios, puede valorarse el grado de afectación muscular tanto en sujetos sanos como en pacientes.
Entre los fines terapéuticos, se manifiesta un uso preferencial para personas con enfermedades respiratorias crónicas (pulmonares propiamente dichas, de la pared torácica o de los músculos esqueléticos) que se asocia a trastornos ventilatorios de diversos grados de severidad, pacientes con musculatura atrofiada o débil (caquexia o sarcopenia), que requieren un entrenamiento muscular respiratorio, e individuos sanos con intención de entrenamiento y condicionamiento físico respiratorio (i.e., deportistas de élite, deportistas aficionados). También, por ejemplo, en pacientes en rehabilitación previa a cirugía, post-operatorios inmediatos o tardíos, enfermos con patología neuromuscular, insuficiencia cardiaca..., en los que gracias a su capacidad para regular la resistencia ante el flujo de aire, puede incrementar de forma paulatina dicha fuerza y resistencia musculares, mejorando la capacidad pulmonar y la función muscular del paciente.
Como se ha indicado, otra de las aplicaciones de este dispositivo es como elemento de entrenamiento de deportistas o personas sanas que tienen que mejorar y/o ejercitar la musculatura y órganos implicados en el proceso respiratorio. Para ello solo es preciso adaptar el dispositivo giratorio que regula la presión de abertura de la membrana interior, situándolo en los índices de progresión deseados, lo que permite mejorar su rendimiento con mayor presión
La válvula puede utilizarse de forma aislada o intercalada en circuitos respiratorios, lo que permite también la administración de gases medicinales (por ejemplo, oxígeno) de forma simultánea al entrenamiento.
De acuerdo con esta descripción resulta evidente que la válvula descrita mejora sensiblemente los artículos que habitualmente se encuentran en el mercado ya que permite que el usuario trabaje indistintamente la inspiración y la espiración, sin necesidad de apartar el dispositivo en cada una de las actuaciones.
Al objeto de facilitar la comprensión de la innovación que aquí se reivindica, se adjuntan unas láminas con unos dibujos, los cuales deben ser analizados y considerados únicamente a modo de ejemplo y sin ningún carácter limitativo ni restrictivo.
Figura 1 - Vista del conjunto del dispositivo
Figura 2 - Vista frontal con tobera para inspiración y espiración de la cámara central Figura 3 - Vista detalle de los orificios de entrada/salida de aire correspondientes a las cámaras extremas y simétricas de inspiración y espiración
Figura 4 - Sección del dispositivo, con detalle del mecanismo interior y cámaras separadas
Figura 5 - Sección del dispositivo ensamblado y detalle del mecanismo interior en posición activa en una de las cámaras inspiratoria/espiratoria. Figura 6 - Vista detalle del dispositivo giratorio o mando de regulación de la membrana Figura 7 - Vista en planta del dispositivo giratorio
Figura 8 - Vista de la parte móvil de la membrana
Figura 9 - Vista de la parte móvil de la membrana
Figura 10 - Vista de la parte fija de la membrana
Figura 11 - Vista en planta de la parte fija de la membrana con detalle de los orificios pasantes
Figura 12 - Vista del conjunto del dispositivo con toberas para la entrada o salida de aire acopladas a las cámaras espiratoria y espiratoria en una realización alternativa
Figura 13 - Sección del dispositivo en otra realización preferente
En estas figuras se detalla la configuración del dispositivo que se reivindica, el cual se configura como un cuerpo solidario con una embocadura para la inspiración y espiración y doble cámara para la salida de aire a través de las correspondientes embocaduras, que incorpora un mecanismo interior en base a unas membranas para la regulación del umbral de resistencia.
En la figura 1 se muestra el conjunto del dispositivo que se reivindica, constituido por una carcasa cilindrica con tres partes o cámaras acopladas entre sí, una central, común o intermedia (2) con una tobera (3) para la inspiración y espiración de aire por parte del usuario y dos extremas (1) con orificios para la entrada (inspiración) y salida (espiración) del aire. Cada una de las partes o cámaras extremas incorpora un mecanismo regulador (5) concretado en un mando giratorio susceptible de variar de tamaño.
En la figura 2 se muestra una vista frontal del dispositivo, siendo visible el orificio de la tobera correspondiente (3) para la inspiración y espiración del usuario/paciente.
En la figura 3 se muestra una vista de los orificios (4) presentes tanto en la cámara inspiratoria como en la cámara espiratoria, a través de los cuales entra y sale el aire, respectivamente, situados preferentemente en la parte extrema de las cámaras. En la figura 4 se describe la conformación interna del dispositivo, cuya carcasa cilindrica es hueca en su interior a excepción de dos membranas equidistantes y los muelles que las enlazan con los respectivos mandos reguladores. Cada membrana está formada por una parte fija (6) y una parte móvil (7) cuyo grado de apertura o cierre es el que regula la presión del paso del aire a través del mando regulador. La parte fija del diafragma o membrana (6), que se muestra en detalle en la figura 10 y la figura 1 1, es un disco con una serie de orificios pasantes (11) para el paso del flujo del aire y con un rebaje perimetral (10) que permite su acople entre la cámara común (pieza intermedia) (2) y cada una de las cámaras extremas (1), siendo esta parte fija de la membrana el elemento separador de la cámara común respecto de las correspondientes cámaras inspiratoria y espiratoria del dispositivo. Cada uno de estos discos fijos (6) está encarado con la parte móvil de la membrana, que se concreta en otro disco (7) de menor grosor, detallado en la figura 8 y la figura 9, que se prolonga en un apéndice central longitudinal en el que se ajusta un resorte, en este caso un muelle (8) que a su vez se ajusta en la parte interior (9) del mando regulador (5), según se detalla en la figura 6 y la figura 7. En esta figura 7 se muestra un ejemplo de la placa gráfica con las indicaciones de valoración de los grados de apertura de la membrana, que pueden estar expresados en columnas de agua. A modo de resumen se puede indicar que la cámara común o central del dispositivo está completamente hueca, separada de las cámaras extremas por el disco fijo de la membrana, mientras que las cámaras extremas (inspiratoria y espiratoria) están ocupadas por la parte móvil de la membrana, conectada con el mando regulador a través del muelle descrito.
En la figura 5 se muestra el modo de funcionamiento del dispositivo. El mando regulador (5) actúa mediante el muelle (8), sobre el diafragma móvil (7) estableciendo la presión a vencer. Cuando el usuario inspira o espira a través de la tobera (3) de la parte central, el aire circula por el interior del dispositivo, pasando de la cámara central a la cámara extrema que corresponda (inspiratoria o espiratoria) a través de los orificios pasantes del disco fijo (6) de la membrana, empujando el disco móvil (7) que se desplaza, permitiendo el flujo de la entrada o salida de aire a través de los orificios (4) de la cámara inspiratoria o espiratoria. Gracias a la conformación del dispositivo con doble cámara (lo que determina su carácter dual) y doble mecanismo de membranas (independientes entre sí), se puede actuar con una sola o ambas cámaras de forma simultánea según los requerimientos de la prueba.
En la figura 12 se muestra una realización alternativa del dispositivo, en la cual las cámaras extremas (1) de la carcasa - inspiratoria y espiratoria - disponen cada una de un único orificio lateral, similar al de la cámara común, con o sin tobera añadida, que comunica con el exterior para la entrada (en la cámara inspiratoria) y salida (en la cámara espiratoria) del aire, respectivamente. En esta figura se muestra con la tobera (12) acoplada a los respectivos orificios.
En la figura 13 se muestra otra realización preferente en la que el dispositivo reivindicado mantiene la misma función y estructura básica con dos cámaras extremas (1), una inspiratoria y otra espiratoria y una cámara central (2) con un orificio asociado a una rejilla (13) y a una tobera (3) por donde espira/inspira el usuario, incorporando un mando giratorio (5) con un diámetro mayor que encaja con el marco perimetral del dispositivo, conformando un conjunto dimensional mente homogéneo.
En esta realización, se mantiene la misma membrana ya descrita con la parte fija (6) como elemento separador y la parte móvil (7), interponiendo entre ambas una lámina de silicona (14). El elemento tensor o resorte se concreta en un fleje (15) asociado a un eje (16) cuyo extremo final (17) se acopla con un tornillo o similar (18) situado en la parte interna del mando (5), de forma que al mover dicho mando en un movimiento giratorio, el eje (16) realiza ese mismo giro, tensando o destensando el fleje (15) que a su vez actúa sobre el disco móvil (7) de la válvula, añadiendo o restando resistencia a la misma. En la parte espiratoria del dispositivo, el conjunto eje-fleje se sitúa en el interior de la cámara correspondiente, pero en la parte inspiratoria, el eje y el fleje se sitúan dentro de la cámara central, siendo el eje de mayor longitud para mantener su enlace - ya descrito - con el mando giratorio. En ambos casos, el mando (5) presenta una muesca o saliente (20) en su borde interno que se ajusta con un rebaje existente en una pieza tubular (19) que rodea el primer tramo del eje. El mismo mando (5) presenta una segunda pestaña (21) situada en el borde exterior de su parte roscada, cuya función es regular el giro del susodicho mando al tropezar de forma progresiva con una serie de estrías salientes (22) distribuidas perpendicularmente en la parte interior de las cámaras extremas. En este extremo final de la zona roscada del mando (5) se sitúa un conjunto de tornillo y tope (24) a modo de tapeta con la función de evitar que el mando (5) quede desalojado de su correcta ubicación. El mismo mando giratorio incorpora una prolongación externa (23) longitudinal a modo de marcador para señalar las indicaciones o referencias de medida situadas en la cara exterior de la carcasa.
No se considera necesario hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan. Los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos serán susceptibles de variación siempre y cuando ello no suponga una alteración en la esencialidad del invento. Los términos en que se ha redactado esta memoria deberán ser tomados siempre en sentido amplio y no limitativo.

Claims

Reivindicaciones
Ia Dispositivo de evaluación y entrenamiento de los músculos respiratorios en humanos mediante válvula con mecanismo dual de apertura umbral para la imposición de cargas tanto inspiratorias como espiratorias, caracterizado esencialmente por estar configurado por una carcasa cilindrica conformada por una parte central o cámara común (2) y dos partes o cámaras extremas, una inspiratoria y otra espiratoria (1), estando acoplada la cámara común (2) con cada una de las cámaras extremas (1) mediante la parte fija (6) de una membrana interna o diafragma, siendo esta parte fija de la membrana el elemento separador de la cámara común respecto de las correspondientes cámaras inspiratoria y espiratoria, y estando conectada cada una de estas cámaras inspiratoria y espiratoria con un mando regulador (5) mediante la parte móvil (7) de la membrana correspondiente. 2a Dispositivo de evaluación y entrenamiento de los músculos respiratorios en humanos mediante válvula con mecanismo dual de apertura umbral para la imposición de cargas tanto inspiratorias como espiratoria, según la reivindicación, caracterizado esencialmente porque la parte central o cámara común (2) dispone un orificio de considerable diámetro conectado a una tobera (3) para la inspiración y espiración de aire por parte del usuario y las cámaras inspiratoria y espiratoria (1) disponen de una serie de orificios (4), situados preferentemente en su parte extrema, que comunican con el exterior para la entrada (en la cámara inspiratoria) y la salida (en la cámara espiratoria) del aire, respectivamente. 3a Dispositivo de evaluación y entrenamiento de los músculos respiratorios en humanos mediante válvula con mecanismo dual de apertura umbral para la imposición de cargas tanto inspiratorias como espiratorias, según la Ia reivindicación, caracterizado esencialmente porque las dos membranas interiores, conformadas por una parte fija (6) y una parte móvil (7), son equidistantes.
4a Dispositivo de evaluación y entrenamiento de los músculos respiratorios en humanos mediante válvula con mecanismo dual de apertura umbral para la imposición de cargas tanto inspiratorias como espiratorias, según la Ia y 3a reivindicaciones, caracterizado esencialmente porque la parte fija de la membrana es un disco (6) con una serie de orificios pasantes (11) para el paso del flujo del aire y con un rebaje perimetral (10) que permite su acople entre la cámara central (2) y cada una de las piezas o cámaras extremas (1), estando encarada esta parte fija (6) con la parte móvil (7) de la membrana.
5a Dispositivo de evaluación y entrenamiento de los músculos respiratorios en humanos mediante válvula con mecanismo dual de apertura umbral para la imposición de cargas tanto inspiratorias como espiratorias, según la Ia y 3a reivindicaciones, caracterizado esencialmente porque la parte móvil de la membrana es un disco (7) de menor grosor que se prolonga en un apéndice central longitudinal en el que se ajusta un elemento tensor, del tipo resorte, muelle (8) o similar, estando situado uno de estos discos (7) móviles en el interior de su respectiva cámara extrema y conectado con el mando regulador (5) a través del elemento tensor o muelle (8). 6a Dispositivo de evaluación y entrenamiento de los músculos respiratorios en humanos mediante válvula con mecanismo dual de apertura umbral para la imposición de cargas tanto inspiratorias como espiratorias, según la Ia y 5a reivindicaciones, caracterizado esencialmente porque el mando regulador (5) se concreta preferentemente en un elemento giratorio, de tamaño variable, en cuya parte interior (9) se ajusta el muelle (8) de la parte móvil (7) de la membrana, y en cuya parte superior es susceptible de inscribirse las indicaciones de valoración de los grados de apertura de la membrana.
7a Dispositivo de evaluación y entrenamiento de los músculos respiratorios en humanos mediante válvula con mecanismo dual de apertura umbral para la imposición de cargas tanto inspiratorias como espiratorias, según la Ia y 2a reivindicaciones, caracterizado esencialmente porque en una realización alternativa las cámaras inspiratoria y espiratoria disponen cada una de un único orificio lateral con o sin tobera (12) añadida, que comunica con el exterior para la entrada (en la cámara inspiratoria) y salida (en la cámara espiratoria) del aire, respectivamente.
8a Dispositivo de evaluación y entrenamiento de los músculos respiratorios en humanos mediante válvula con mecanismo dual de apertura umbral para la imposición de cargas tanto inspiratorias como espiratorias, según la Ia y 2a reivindicaciones, caracterizado esencialmente porque, alternativamente, la tobera (3) u orificio de la cámara central (2), asociado a una rejilla (13), se prolonga en una embocadura para su ajuste y acomodo en la boca del usuario. 9a Dispositivo de evaluación y entrenamiento de los músculos respiratorios en humanos mediante válvula con mecanismo dual de apertura umbral para la imposición de cargas tanto inspiratorias como espiratorias, según la Io, 3o, 4a y 5a reivindicaciones, caracterizado esencialmente porque, alternativamente, se incorpora una lámina de silicona (14) entre el disco fijo (6) y el disco móvil de la membrana.
10a Dispositivo de evaluación y entrenamiento de los músculos respiratorios en humanos mediante válvula con mecanismo dual de apertura umbral para la imposición de cargas tanto inspiratorias como espiratorias, según la Io y 5a reivindicaciones, caracterizado esencialmente porque, en una realización alternativa, el elemento tensor o resorte se concreta en un fleje (15) asociado a un eje (16) cuyo extremo final (17) se acopla con un tornillo o similar (18) situado en la parte interna del mando (5), estando situado dicho conjunto eje-fleje en el interior de la cámara espiratoria, mientras que en la parte inspiratoria, el eje tiene una mayor longitud, situándose parte del mismo con el fleje asociado en el interior de la cámara central.
11a Dispositivo de evaluación y entrenamiento de los músculos respiratorios en humanos mediante válvula con mecanismo dual de apertura umbral para la imposición de cargas tanto inspiratorias como espiratorias, según la Io y 6a reivindicaciones, caracterizado esencialmente porque, en una realización alternativa el mando giratorio (5) tiene con un diámetro mayor que encaja con el marco perimetral del dispositivo, conformando un conjunto dimensionalmente homogéneo, presenta una primera muesca o saliente (20) en su borde interno que se ajusta con un rebaje existente en una pieza tubular (19) que rodea el primer tramo del eje, presenta una segunda pestaña (21) situada en el borde exterior de su parte roscada que tropieza progresivamente con una serie de estrías salientes (22) distribuidas perpendicularmente en la parte interior de las cámaras extremas, incorpora en el extremo final de su zona roscada un conjunto de tornillo y tope (24) y cuenta con una prolongación externa (23) longitudinal a modo de marcador.
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