ES2369850T3

ES2369850T3 - Sistema de humidificación respiratoria.

Info

Publication number: ES2369850T3
Application number: ES04028027T
Authority: ES
Inventors: Lewis George Gradon; Stephen William Mcphee; Paul John Seakins; Peter John Leonard
Original assignee: Fisher and Paykel Healthcare Ltd
Current assignee: Fisher and Paykel Healthcare Ltd
Priority date: 1997-06-17
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2018-06-17
Also published as: DE69822037T2; CN100479880C; JP2002345965A; USRE40806E1; JPH1157009A; CN101306218B; US6349722B1; CA2240812C; EP2198909B1; CA2617553A1; CA2619893A1; JP3673402B2; ES2217456T3; EP0885623B1; CN101306217B; CN101306216A; CN101306216B; US20040079370A1; CN1557509A; JP2003000716A

Abstract

Aparato de humidificación para humidificar un flujo de gases a suministrar a un paciente o a otra persona que necesite de tales gases, que comprende: una cámara de humidificación (4) adaptada para retener una cantidad de agua, y que tiene una entrada (3) y una salida (12) para permitir que dicho flujo de gases pase a través de dicha cámara de humidificación, un calentador (9) proporcionado adyacente a dicha cámara de humidificación (4), y adaptado para proporcionar calor a dicha cantidad de agua en dicha cámara de humidificación, a fin de proporcionar vapor de agua a dicho flujo de gases que pasa a través de dicha cámara de humidificación, un medio (11) que detecta la utilización de la potencia del calentador (9), que monitoriza el nivel de potencia que se está usando por dicho calentador (9), un sensor de la temperatura del calentador (9), que detecta la temperatura de dicho calentador (9), un sensor (17) de la temperatura del flujo de gases, que detecta la temperatura de dicho flujo de gases, un conducto (14) conectado a dicha salida de dicha cámara de humidificación (4), para transportar dicho flujo de gases a dicho paciente (13) o a otra persona que necesite de tales gases, teniendo dicho conducto un extremo del paciente, distal a dicho extremo conectado a dicha salida de dicha cámara de humidificación, una alarma que se puede alimentar energéticamente para proporcionar una señal de aviso después de un tiempo predeterminado de alarma, y un controlador (11) que almacena un programa caracterizado por: el controlador (11) está configurado para: i) determinar una diferencia de temperatura restando la temperatura de los gases determinada por dicho sensor (17) de la temperatura de flujo de los gases de la temperatura del calentador (9) detectada por dicho sensor de la temperatura del calentador, ii) determinar un valor de requisito de potencia para el calentador (9) a partir de dicho medio de detección de la utilización de la potencia del calentador, iii) calcular un valor de la conductividad térmica dividiendo dicho valor de requisito de potencia entre dicha diferencia de temperatura, iv) proporcionar energía a dicha alarma si dicho valor calculado de la conductividad térmica es menor que un valor mínimo permisible predeterminado de la conductividad térmica.

Description

Sistema de humidificaci6n respiratoria

Antecedentes de la invenci6n

Campo de la invenci6n

Esta invenci6n se refiere a sistemas de distribuci6n de gases y, en particular, aunque no solamente, a sistemas humidificadores respiratorios que humidifican los gases para que respire un paciente u otra persona que necesite tales gases.

Descripci6n de la tecnica anterior

Muchos, si no todos, de los sistemas de humidificaci6n respiratoria existentes que entregan gases humidificados (tales como oxigeno o gases anestesicos) a un paciente, o a otra persona que necesite tales gases, funcionan como controladores de temperatura. Es decir, se vigila la temperatura de los gases que salen del dispositivo de humidificaci6n en el circuito de respiraci6n, y se controla la fuente de calor en respuesta a cambios en esa temperatura para conseguir una temperatura deseada de los gases humidificados salientes. Se describe un ejemplo de este tipo de sistema de control de humidificador en nuestra patente previa de EE.UU. numero 5.558.084. Este metodo de control tiene una pluralidad de desventajas, que incluyen:

En situaciones con alta temperatura de los gases entrantes (que se aproxima a la temperatura deseada de los gases salientes) el proceso de humidificaci6n suministra necesariamente poco calor a los gases para conseguir la temperatura requerida. Por consiguiente, se consigue tambien poca humidificaci6n de los gases.

La dependencia de los sensores de temperatura en este metodo de control significa que la colocaci6n o la conexi6n incorrecta de los sensores de temperatura puede conducir a un rendimiento reducido de todo el sistema de humidificaci6n y respiraci6n.

La carencia de sensores de flujo que, si se proveyeran, harian posible que se reconocieran facilmente ciertas condiciones del circuito de respiraci6n y que fuera ejecutada la acci6n apropiada por el dispositivo de humidificaci6n (y/o el suministro de gases). No se han utilizado previamente sensores de flujo en sistemas de humidificaci6n debido a la insuficiente robustez y a problemas de condensaci6n que se producen en el sensor de flujo, que conducen a lecturas de flujo incorrectas.

Se suministran gases al paciente con una combinaci6n de presi6n/humedad que es inapropiada. Es bien sabido que se requiere que los gases que han de ser administrados a un paciente tengan ciertos niveles de humedad. Diferentes valores de humedad son especificamente adecuados para vias respiratorias intactas (por ejemplo, mascarilla) o derivadas (administraci6n de gases por entubaci6n). La detecci6n de la temperatura sola puede no asegurar que se consigan estos valores requeridos de temperatura/humedad.

Algunos dispositivos de humidificaci6n respiratoria existentes requieren que los usuarios ajusten los diales que tienen poca o ninguna relaci6n intuitiva con los parametros fisicos reales que con ellos se pretenden controlar. A menudo, los diales ajustan la temperatura requerida de salida de los gases y/o el calentamiento suministrado por el alambre calentador dispuesto dentro del conducto que conecta el humidificador al paciente (y a veces tambien dentro del conducto que conecta al paciente nuevamente con el suministro de gases). El parametro mas importante en el suministro de gases humidificados a un paciente es la humedad de los gases, ya que una humedad insuficiente puede deshidratar muy rapidamente las vias respiratorias del paciente. Por consiguiente, los usuarios tienen poca o ninguna idea del lugar d6nde colocar los diales para producir el resultado deseado de humedad 6ptima en los gases suministrados al caudal existente. Un sistema automatico, en el que el usuario solamente necesita informar al dispositivo de humidificaci6n de si el paciente que recibe los gases humidificados tiene las vias respiratorios intactas

o derivadas, supondria un avance importante.

Muchos dispositivos de humidificaci6n respiratoria existentes presentan la temperatura de los gases que se suministran al paciente. Como se ha mencionado previamente, el parametro mas importante en los sistemas de humidificaci6n respiratoria es la humedad de los gases. A menudo, la temperatura presentada no guarda relaci6n con la humedad real de los gases que son suministrados al paciente, debido al calentamiento en el circuito de entrega y, por consiguiente, puede resultar engafosa para el profesional sanitario con conocimientos normales. Por consiguiente, seria ventajoso que la temperatura presentada estuviera de algun modo relacionada o fuera indicativa de la humedad de los gases que son suministrados al paciente.

El documento US A 4708831 describe un humidificador que humidifica un caudal de gases suministrado a un paciente. Se monta un tubo microporoso en una tuberia de ventilaci6n entre el ventilador y el paciente. El agua en el tubo microporoso se calienta para crear una presi6n de vapor suficiente para hacer que el vapor de agua pase a traves del tubo y a la tuberia de ventilaci6n. Se proporcionan diversas alarmas para evitar un mal funcionamiento y para mantener unas condiciones seguras de funcionamiento.

Realizaciones de la presente invenci6n buscan proporcionar un sistema humidificador respiratorio que en cierto modo ira a superar las desventajas anteriores, o que al menos proporcionara a la industria una elecci6n util.

Segun un aspecto de la presente invenci6n, se proporciona un aparato de humidificaci6n como se define en la reivindicaci6n 1 aqui mas abajo.

Para los expertos en la tecnica a la que se refiere esta invenci6n, muchos cambios en la construcci6n y realizaciones y aplicaciones ampliamente diferentes de la invenci6n se insinuaran ellos mismos sin separarse del alcance de la invenci6n como se define en las reivindicaciones anejas. Los descubrimientos y las descripciones aqui son puramente ilustrativos, y no pretenden ser limitantes en ningun sentido.

Breve descripci6n de los dibujos

La invenci6n consiste en lo anterior y preve tambien construcciones de las cuales a continuaci6n se dan ejemplos solamente.

Se describira ahora una forma preferida de la presente invenci6n con referencia a los dibujos que se acompafan, en los que:

La figura 1 es un alzado frontal de una sonda de flujo construida de acuerdo con una realizaci6n preferida de la presente invenci6n,

La figura 2 es una vista desde abajo de la sonda de flujo de la figura 1,

La figura 3 es un alzado lateral en secci6n transversal de un circuito de respiraci6n que muestra la sonda de flujo de la figura 1 instalada dentro del conducto.

La figura 4 es una vista en secci6n transversal desde abajo del circuito de respiraci6n de la figura 3, que muestra la sonda de flujo de la figura 1 instalada en el circuito,

La figura 5 es un diagrama esquematico de un sistema de humidificaci6n respiratoria que incorpora la sonda de flujo de la figura 1,

La figura 6 es un organigrama de una realizaci6n preferida de un sistema de control de humedad y temperatura utilizado en el sistema de humidificaci6n respiratoria mostrado en la figura 5,

La figura 7 es un grafico de la temperatura de salida diana requerida (para un nivel de humedad deseado) en funci6n del caudal, que ilustra una realizaci6n preferida de un sistema de control de humedad y/o temperatura utilizado en el sistema de humidificaci6n respiratoria mostrado en la figura 5, y

La figura 8 es un grafico de la humedad (o punto de condensaci6n) en funci6n del tiempo para dar la sefal de alarma en un sistema de humidificaci6n ilustrativo tal como el mostrado en la figura 5.

Descripci6n detallada de la realizaci6n preferida

Con referencia a los dibujos que se acompafan, y en particular a la figura 5, se ilustra un aparato de humidificaci6n ilustrativo o sistema de humidificaci6n respiratoria que incorpora realizaciones preferidas de la presente invenci6n. En el sistema de humidificaci6n respiratorias se incluye un ventilador o medio de suministro de gases o soplante 1 que tiene una salida 2 que suministra gases (por ejemplo oxigeno, gases anestesicos o aire) a la entrada 3 de un medio de camara de humidificaci6n 4 a traves de un conducto 6. El medio de camara de humidificaci6n 4 puede comprender, por ejemplo, una camara formada de plastico que tiene una base 7 de metal unida hermeticamente a la misma. La camara de humidificaci6n 4 esta adaptada para contener un volumen de agua 8 que es calentado por un medio de placa calentadora 9 bajo el control de un controlador o medio de control 11 de un dispositivo de humidificaci6n o humidificador 10.

A medida que se calienta el agua dentro de la camara 4, se evaporara lentamente, mezclandose vapor de agua con el flujo de gases a traves de la camara de humidificaci6n desde el ventilador 1. Por tanto, los gases humidificados abandonan la camara de humidificaci6n 4 a traves de una salida 12 y se hacen pasar a un paciente o a otra persona que necesite tales gases 13 a traves de un camino de paso de transporte de gases o conducto de inspiraci6n 14. A fin de reducir la condensaci6n dentro del conducto de inspiraci6n 14 y elevar la temperatura de los gases proporcionados al paciente 13, se puede proporcionar un medio de alambre de calentamiento 15 al que se puede suministrar energia bajo el control del medio de control 11.

En la figura 1 se muestra una mascara de gases 16 sobre la nariz y la boca del paciente (lo que se llama suministro de gases a "Vias Respiratorias Intactas"); sin embargo, debera entenderse que existen muchas configuraciones de suministro de gases, tales como entubado, en el que se coloca un tubo de suministro en la traquea del paciente para derivar las vias respiratorias del paciente (lo que se conoce como suministro de gases a "Vias Respiratorias Entubadas"). Es tambien posible proporcionar un camino de regreso para los gases exhalados por el paciente al ventilador 1. En este caso, puede fijarse un accesorio adecuado, tal como una "pieza en forma de Y" entre el paciente (13), el conducto de inspiraci6n (14) y un conducto de espiraci6n (no mostrado) que esta conectado a una entrada (no mostrada) del ventilador 1.

El medio de control 11 puede comprender, por ejemplo, un circuito de microprocesador o l6gico con medios asociados de memoria o almacenamiento que contienen un programa informatico que, cuando es ejecutado por el medio de control 11, controla el funcionamiento del sistema de humidificaci6n conforme a las instrucciones establecidas en el equipo l6gico, y tambien en respuesta a las entradas externas. Por ejemplo, el medio de control 11 puede estar provisto de una entrada desde la placa calentadora 9, de suerte que el medio de control 11 este provisto de informaci6n sobre la temperatura y/o la utilizaci6n de la potencia de la placa calentadora 9. Ademas, el medio de control 11 podria estar provisto de entradas de temperatura del flujo de gases, por ejemplo pudiera estar provisto un medio detector de la temperatura o sonda de temperatura 17 en o cerca del paciente para indicar la temperatura de los gases que son recibidos por el paciente, y puede estar provista una sonda de temperatura adicional 18 para indicar al medio de control 11 la temperatura del flujo de gases humidificados cuando abandona la salida 12 de la camara de humidificaci6n 4. Ademas, puede estar provisto un medio detector de flujo o sonda de flujo 19 en cualquier lugar del circuito de respiraci6n ("el circuito de respiraci6n" comprende las partes del aparato de humidificaci6n a traves de las cuales pasa el flujo de gases). En la figura 5 se muestra la sonda de flujo 19 en la misma posici6n que la sonda de temperatura 18, ya que los dos dispositivos pueden estar dispuestos en una sonda como se explicara en lo que sigue.

Todavia otra entrada al medio de control 11 puede ser un medio de entrada de usuario o conmutador 20 que podria utilizarse para permitir a un usuario (tal como un profesional sanitario o a los propios pacientes) establecer una temperatura deseada de los gases que han de ser suministrados o un nivel deseado de humedad de los gases que han de ser suministrados o, alternativamente, podrian ser controladas otras funciones por el conmutador 20, tales como el control del calentamiento suministrado por el alambre calentador 15 o seleccionar entre una pluralidad de configuraciones automaticas de suministro de gases (lo que se describira en lo que sigue).

Se describira ahora con mas detalle una pluralidad de realizaciones preferidas del sistema (o sus partes) explicadas en lo que antecede.

Sonda de flujo

Con referencia a las figuras 1 y 2, se muestra la forma preferida de la sonda de flujo 19. La sonda de flujo 19 se forma preferiblemente moldeando un material plastico tal como policarbonato, y comprende una parte de base 30 adaptada para contener conductores de alambre (48 en las figuras 3 y 4) que conducen sefales electricas a y desde el medio de control 11. Desde la base 30 sobresale un vastago 31 que tiene al menos un medio de alojamiento de sensor 32 y 33 que sobresale desde su extremo mas alejado de la base 30. Los medios de alojamiento de sensor 32 y 33 son preferiblemente de secci6n transversal redondeada y sustancialmente estrechados o c6nicos en alzado, con una punta redondeada en el extremo (el extremo detector 36) mas alejado de la base 30.

En la figura 1 se muestran dos medios de alojamiento de sensor 32 y 33. En la realizaci6n mostrada, un medio de alojamiento de sensor 32 esta provisto como medio detector de temperatura, mientras que el otro medio de alojamiento de sensor esta provisto para desempefar la funci6n de medio detector de caudal. Dentro de los medios de alojamiento de sensor 32 y 33 hay medios de detecci6n 34 y 35, por ejemplo termistores (resistores dependientes de la temperatura), que se proporcionan para detectar las respectivas propiedades de temperatura y caudal de los gases que fluyen en el sistema de humidificaci6n. En el caso del medio detector de la temperatura 34, el controlador 11 puede proporcionar un voltaje a traves del termistor y recibir una sefal de temperatura en forma de la corriente que pasa a traves del termistor, que dependera de la temperatura de los gases. Para proteger el termistor 34, el medio de alojamiento de sensor 32 encierra o encapsula completamente el termistor; sin embargo, como solamente hay una delgada capa de material plastico entre el termistor y el flujo de gases, se obtiene todavia una lectura exacta de la temperatura.

En el caso del medio detector de flujo 35, el controlador 11 puede en ocasiones proporcionar una corriente al termistor durante un periodo suficiente para calentar el termistor hasta una primera temperatura conocida y luego desconectar el suministro de corriente y monitorizar el cambio en la temperatura del termistor (monitorizando su cambio de resistencia). El controlador 11 puede poner en funcionamiento entonces medios de temporizaci6n y determinar la duraci6n necesaria para que la temperatura del termistor disminuya hasta una segunda temperatura predeterminada. El tiempo necesario para que el termistor 35 cambie de temperatura forma la primera a la segunda temperatura conocida junto con un area conocida en secci6n transversal del flujo de gases (por ejemplo, un conducto de 12 mm de diametro), proporcionando al controlador 11 una indicaci6n del caudal de los gases a medida que conducen calor fuera del termistor calentado. Puede verse que el termistor 35 no esta encerrado o encapsulado de la misma manera que el termistor 34. Esto es a causa de que cualquier capa de material entre el termistor 35 y el flujo de gases influiria en la tasa de transferencia de calor desde el termistor a los gases, y reduciria de este modo la exactitud de la lectura de caudal.

En una realizaci6n mas preferible, el caudal de los gases se determinaria suministrando corriente al termistor 35 para elevar su temperatura por encima de la temperatura del flujo de gases en una diferencia de temperatura preseleccionada, por ejemplo 60°C. El controlador 11 monitoriza entonces la corriente absorbida por el termistor 35 para mantener la diferencia de temperatura fijada. La utilizaci6n de potencia en asociaci6n con el area de secci6n transversal del flujo de gases (por ejemplo, un conducto de 12 mm de diametro en la regi6n de la sonda de flujo) proporciona al controlador 11 una indicaci6n del caudal, permitiendo que el controlador determine el caudal real de los gases. A fin de que el termistor 35 mantenga la diferencia de temperaturas, sera necesario determinar ocasionalmente la temperatura real del termistor 35, mientras que se calienta tambien el termistor 35. Esto puede conseguirse retirando temporalmente la corriente de calentamiento desde el termistor y colocando un voltaje bajo de detecci6n a traves del termistor 35 y detectando la corriente a traves del termistor 35. De esta manera, puede medirse rapidamente la resistencia del termistor 35 y deducirse un valor de temperatura a partir de los datos caracteristicos de temperatura frente a resistencia previamente almacenados del termistor 35. Puede retirarse entonces el voltaje de detecci6n y volverse a aplicar corriente de calentamiento si no se ha conseguido la diferencia de temperatura predeterminada, o el controlador 11 puede demorar la aplicaci6n de calor adicional al termistor 35 si se ha satisfecho o excedido la diferencia de temperatura.

Como las superficies expuestas de la sonda de flujo 19 estaran generalmente a una temperatura mas baja que el flujo de gases humidificados que pasa sobre ella, es probable que se produzca condensaci6n sobre sus superficies. Debera entenderse que cualquier agua liquida que se acumule en el termistor de detecci6n de flujo 35 afectara adversamente a la lectura del caudal, ya que el agua liquida absorbera algo del calor producido por el termistor. A fin de reducir o eliminar la producci6n de acumulaci6n de agua liquida sobre los sensores, la sonda de flujo de acuerdo con la realizaci6n preferida de la presente invenci6n esta provista de al menos una "aleta" o medio de patilla sobresaliente, y en el ejemplo ilustrado en las figuras 1 y 2 se muestran dos medios de patilla (37, 38, 39 y 40) por medio de alojamiento de sensor (aunque pudiera ser factible utilizar un medio de patilla sobresaliente por medio de alojamiento de sensor). Cada medio de patilla es preferiblemente de secci6n transversal rectangular y se extiende a lo largo del medio de alojamiento de sensor desde el vastago 31 al extremo de detecci6n del medio de alojamiento de sensor (aunque pudiera no ser necesario que el medio de patilla sobresaliente se extendiera por toda la longitud del medio de alojamiento de sensor). En la realizaci6n preferida, el borde externo del medio de patilla sobresaliente esta sustancialmente a una distancia constante de la linea central del medio de alojamiento de sensor a lo largo de toda longitud. Como el medio de alojamiento de sensor esta estrechado, el medio de patilla sobresaliente es por tanto triangular en alzado, extendiendose de preferencia perpendicularmente desde la superficie del medio de alojamiento de sensor. Preferiblemente, el medio de patilla sobresaliente esta moldeado de manera integral con la sonda de flujo 19; sin embargo, seria posible fabricar por separado los medios de patilla sobresalientes y fijarlos a la superficie del medio de alojamiento de sensor.

Haciendo ahora referencia tambien a las figuras 3 y 4, en el uso, la sonda de flujo 19 se inserta en un puerto de entrada de sensor 41 en un conectador de circuito 42. El puerto de entrada de sensor 41 comprende una pared sustancialmente cilindrica que se extiende perpendicularmente desde el conectador de conductos 42. El conectador de conductos 42 conecta dos conductos 43 y 44 del circuito de respiraci6n, o alternativamente puede estar moldeado como parte de un conducto, por ejemplo como parte del conducto de inspiraci6n 14. Como puede verse mas claramente en la figura 4, la sonda de flujo 19 esta colocada con relaci6n al flujo de gases (indicado mediante flechas) para asegurar que los medios de patilla sobresalientes 37, 38, 39 y 40 esten cada uno de ellos alineado paralelamente al flujo de gases. Cuando se forma condensaci6n sobre el medio de alojamiento de sensor, se hace que se escape desde el extremo 36 del sensor mediante la acci6n del flujo de gases que pasa sobre su superficie en combinaci6n con una regi6n localizada de baja tensi6n superficial en la proximidad de la linea de contacto del medio de patilla sobresaliente y la superficie del medio de alojamiento de sensor. Por consiguiente, el liquido condensado tiende a fluir a lo largo de la linea de intersecci6n (por ejemplo, la linea 45) lejos del extremo de sensor 36 en direcci6n al vastago 31, segun se desee.

A fin de asegurar que, al insertarse la sonda de flujo 19 en el puerto de entrada de sensor 41, el medio de patilla sobresaliente esta alineado correctamente con el flujo de gases (ya que una alineaci6n incorrecta no producira el efecto deseado de retirar liquido desde la punta del sensor), la realizaci6n preferida de la presente invenci6n incluye tambien un medio de diente localizador sustancialmente en forma de "V" 46 junto al vastago 31 y que sobresale tambien desde la parte de base 30. En la pared del puerto de entrada de sensor 41 esta provista una muesca complementaria sustancialmente en "V" o depresi6n localizadora fija 47. Por consiguiente, un usuario que inserte la sonda de flujo 19 vera que, para insertar totalmente y con seguridad la sonda de flujo en el conducto (o conectador de conductos), sera necesario girar la sonda de flujo hasta que el medio de diente localizador 46 y la depresi6n localizadora 47 se combinen, en cuyo momento la sonda de flujo estara correctamente alineada para asegurar que la condensaci6n tienda a alejarse de las puntas del sensor, como previamente se ha descrito.

Ademas, a fin de asegurar que el calor generado por el funcionamiento del termistor de detecci6n de flujo 35 no produzca sustancialmente impacto sobre el termistor de detecci6n de temperatura 34, puede verse en la figura 4 que, con la alineaci6n de los medios de diente localizadores 46 y de depresi6n localizadora 47, los termistores de detecci6n de temperatura y flujo se desplazan a traves del flujo de gases (es decir, no estan alineados en la direcci6n del flujo) de manera que ninguno de ellos se ve sustancialmente afectado por la presencia de los otros. Asimismo, el termistor de detecci6n de flujo productor de calor 35 esta situado aguas abajo del termistor de detecci6n de temperatura, de manera que el calor generado es conducido hacia fuera del sensor de temperatura por el flujo de gases.

Una ventaja de proporcionar una sonda de flujo fiable en el aparato de humidificaci6n de acuerdo con la forma preferida de la presente invenci6n es que el aparato de humidificaci6n puede reconocer condiciones que reducirian el rendimiento del aparato de humidificaci6n (tales como casos de succionamiento, desconexiones de circuito y tratamientos de nebulizado) monitorizando el caudal y/o la temperatura para condiciones indicativas reveladoras. Una vez se determina que se da una cierta condici6n reconocida, puede tomarse la acci6n apropiada (tal como dar la alarma o eliminar calor de la placa calentadora 9). El aparato de humidificaci6n podria determinar, por ejemplo, si las sondas de temperatura han sido colocadas o retiradas incorrectamente desde el circuito detectando, por ejemplo, que no hay flujo con una temperatura baja (ambiente) asociada.

A continuaci6n se cita una pluralidad de aplicaciones o usos preferidos para la sonda de flujo de acuerdo con la forma preferida de la presente invenci6n.

Sistema de control de humidificador Metodo de potencia minima

Un parametro importante del flujo de gases suministrado al paciente 13 o a otra persona que necesite tales gases es la humedad. Es bien sabido que los gases que estan demasiado secos (que tienen una humedad relativa baja de entre aproximadamente 60� y 70�) pueden deshidratar muy rapidamente las vias respiratorias de los pacientes, produciendo malestar. El controlador 11 del aparato de humidificaci6n segun la realizaci6n preferida de la presente invenci6n incluye preferiblemente un sistema de control que intenta mantener la humedad relativa del flujo de gases a un nivel deseable (superior a aproximadamente 90�). Una situaci6n en la que este tipo de control es deseable es cuando la temperatura de los gases de entrada a la camara de humidificaci6n 4 aumenta hasta una temperatura similar a la temperatura de salida de los gases. En esta situaci6n, como se requiere que se suministre muy poca energia a los gases (para elevar su temperatura), no es posible proporcionar energia suficiente al agua 8 en la camara de humidificaci6n, y, por tanto, no se encuentra disponible suficiente vapor de agua para humidificar los gases; por consiguiente, si bien la temperatura de los gases suministrados al paciente 13 es la deseable, la humedad relativa no lo es. Cuando la temperatura de los gases entrantes es mucho mas baja que la temperatura requerida de los gases de salida, entonces puede suponerse virtualmente que, en el proceso de proporcionar una gran cantidad de energia para elevar la temperatura de los gases hasta el valor requerido, se habra vaporizado mucha agua en la camara de humidificaci6n 4 y, por consiguiente, la humedad relativa delos gases sera alta.

Para controlar la humedad del flujo de gases que llega al paciente, el aparato de humidificaci6n segun la presente invenci6n requiere informaci6n relativa al caudal de los gases. Esto puede conseguirse insertando una sonda de flujo, preferiblemente como se ha descrito anteriormente, en el flujo de gases. Se describira ahora este sistema de control con referencia al diagrama de flujo de la figura 6.

El sistema de control comienza en el bloque 49, proporcionandose energia a la placa calentadora 9 para proporcionar calor al agua que hay dentro de la camara de humidificaci6n 4. En el bloque 50, el controlador 11 lee una humedad requerida que ha sido previamente fijada en memoria por el fabricante o ha sido introducida por un usuario a traves de una entrada de usuario, tal como una entrada de usuario 20 en la figura 5. En el bloque 51, el controlador 11 recibe informaci6n desde el termistor de detecci6n de flujo 35 para determinar el caudal del flujo de gases (esto puede realizarse como se ha descrito previamente). En el bloque 52, el controlador 11 determina la potencia minima requerida para generar el nivel de humedad requerido en el flujo de gases al caudal detectado. Esto puede conseguirse llevando a cabo un calculo utilizando una f6rmula almacenada en memoria o, preferiblemente, un medio de almacenamiento de datos o dispositivo de memoria asociado con el medio de control 11 tiene una tabla de busqueda de datos de caudales y sus valores asociados de potencia minima requerida a una pluralidad de niveles de humedad deseados almacenados en ella, a la cual pregunta el medio de control utilizando el caudal detectado y el valor de humedad requerido. El medio de control 11 podria determinar el nivel de potencia requerido de la placa calentadora 9 detectando el caudal de gases y recibiendo un nivel de humedad deseado de entrada de usuario, y calculando (o alternativamente obteniendo de la tabla de busqueda de valores derivados experimentalmente o calculados previamente) un indice de evaporaci6n requerido para obtener el nivel de humedad deseado a ese caudal. El controlador 11 podria entonces calcular (o alternativamente obtener de una tabla de busqueda de valores derivados experimentalmente o calculados previamente) la potencia requerida que ha de ser suministrada por la placa calentadora 9 para producir el indice de evaporaci6n determinado, asegurando asi que se consiga el nivel requerido de humedad.

En el bloque 53 (que no es una etapa esencial del metodo), el medio de control 11 controla la temperatura de los gases que salen por la salida de la camara de humidificaci6n a una temperatura previamente establecida (por el usuario o el fabricante) (por ejemplo, 37°C) de la manera conocida variando la temperatura o la potencia de la placa calentadora 9 con la realimentaci6n de la temperatura de salida de los gases suministrada al controlador a traves del sensor de temperatura 18 (o por la parte de la detecci6n de temperatura de la sonda de flujo 19).

En el bloque 54, se determina la actual utilizaci6n de potencia de la placa calentadora 9 y se toma una decisi6n en cuanto a si la utilizaci6n de potencia actual de la placa calentadora es menor que el valor calculado en el bloque 52. La actual utilizaci6n de potencia podria ser calculada, por ejemplo, por el controlador 11 detectando la corriente suministrada a la placa calentadora y multiplicando este valor detectado de la corriente por el voltaje suministrado a la placa calentadora. Alternativamente, la potencia media de la placa calentadora podria determinarse calculando el porcentaje de tiempo durante el cual se suministra energia a la placa calentadora, y multiplicando este por el valor de potencia nominal de la placa calentadora. Por ejemplo, si se suministra energia a la placa calentadora durante el 40� del tiempo y la potencia nominal de la placa calentadora es 150 vatios, entonces la potencia media utilizada por la placa calentadora seria 60 vatios. Podria suponerse que el voltaje de la placa calentadora sera constante. Si la utilizaci6n de potencia actualmente determinada no es menor que el valor minimo determinado como necesario para proporcionar el nivel de humedad deseado, entonces el control vuelve al bloque 50, en el que se repiten las etapas descritas previamente, recibiendo el paciente gases apropiadamente humidificados, hasta que la decisi6n en el bloque 54 revele que el consumo de potencia de la placa calentadora ha disminuido por debajo del nivel requerido para suministrar gases adecuadamente humidificados.

En este punto, el control pasa al bloque 55, en el que se incrementa la potencia suministrada a la placa calentadora 9 (por ejemplo, variando un voltaje de suministro modulada por impulsos en anchura a la placa calentadora, o aumentando simplemente un suministro de voltaje variable) hasta el nivel determinado en el bloque 52, para asegurar que los gases esten adecuadamente humidificados. Esto hara que la temperatura de los gases de salida suba por encima de la temperatura fijada; sin embargo, esto es necesario para proporcionar una humedad adecuada. Se realiza luego una verificaci6n en el bloque 56 (que tampoco es una etapa requerida del metodo) para ver si la temperatura de los gases de salida ha disminuido por debajo de una temperatura predeterminada (por ejemplo, 37°C). Si la temperatura de los gases de salida ha disminuido por debajo de la temperatura predeterminada, entonces puede suponerse que los gases se estaran recibiendo en la cantidad requerida de humedad, ya que estan a una temperatura suficientemente por encima de la temperatura supuesta de los gases de entrada. Si la temperatura de los gases de salida no ha disminuido por debajo de la temperatura predeterminada, entonces continua suministrandose el nivel de potencia minimo calculado a los gases. Por consiguiente, puede verse que:

1) en ausencia de un sensor de temperatura, el sistema de control suministrara continuamente a la placa calentadora la potencia minima requerida calculada para conseguir una humidificaci6n adecuada, o

2) cuando se suministre un sensor de temperatura, el sistema de control funcionara de dos modos: un primer modo "normal", en el que la temperatura de salida es controlada de manera conocida hasta una temperatura deseada hasta que la utilizaci6n de potencia de la placa calentadora disminuya hasta un nivel que indique una humidificaci6n insuficiente, en cuyo punto funciona un nuevo modo de control para mantener la utilizaci6n de potencia de la placa calentadora al nivel minimo calculado hasta que la temperatura de los gases de salida disminuya por debajo de una temperatura previamente fijada, indicando que la temperatura de los gases de entrada ha disminuido lo suficiente como para permitir que la camara de humidificaci6n suministre suficiente calor y humedad al flujo de gases.

Sistema de control de humidificador Metodo de humedad deseada

Con referencia a la figura 7, se describira ahora un sistema de control de humidificador alternativo al explicado anteriormente. De acuerdo con este sistema de control preferido alternativo, es posible controlar la humedad de los gases que salen de la camara de humidificaci6n 4 hasta cualquier nivel deseado a cualquier caudal de los gases. Esto se hace posible determinando el caudal de los gases, utilizando preferiblemente la sonda de flujo descrita anteriormente, junto con el conocimiento de la salida de la camara de humidificaci6n en funci6n de las caracteristicas del flujo y/o del circuito respiraci6n.

Un ejemplo de las caracteristicas de salida de la camara de humidificaci6n se muestra en la figura 7, en la que puede verse que para un nivel dado de humedad de los gases requerida, cuando se incrementa el caudal de los gases, la temperatura de los gases en la salida de la camara de humidificaci6n disminuye bastante intensamente y luego se fija a una temperatura sustancialmente constante. Esta informaci6n puede derivarse experimentalmente para una pluralidad de temperaturas diana de salida y niveles de humedad de los gases, y se pueden registrar en un dispositivo de almacenamiento en memoria (por ejemplo en forma de una tabla de busqueda o una pluralidad de tablas de busqueda) susceptibles de ser investigadas por el medio de control 11.

De acuerdo con este sistema de control, el usuario introduce un nivel de humedad deseado en el controlador 11 por medio de un dispositivo de entrada de usuario, tal como el medio de entrada de usuario 20 que, en este caso, puede comprender un dial o un teclado electr6nico. Se suministra entonces energia a la placa calentadora 9 para calentar el agua en la camara de humidificaci6n 4, y la sonda de temperatura 18 (o la parte de detecci6n de temperatura de la sonda de flujo 19) se utiliza para proporcionar una sefal detectada de la temperatura de los gases de salida al medio de control 11. Utilizando el actual valor del caudal detectado por la sonda de flujo 19 y la temperatura detectada, el controlador 11 pregunta a su dispositivo de memoria para determinar la temperatura diana de los gases de salida requerida para conseguir el nivel de humedad deseado al caudal de gases actual.

En este punto, el medio de control 11 controla el aporte de energia a la placa calentadora 9, a fin de obtener la temperatura diana determinada de los gases de salida que proporcionara el nivel requerido de humedad al caudal actual de los gases. El aporte de energia a la placa calentadora 9 puede tomar, por ejemplo, la forma de modulaci6n de impulsos en anchura del suministro de voltaje, para variar la potencia suministrada a la placa calentadora, o alternativamente podria suministrarse a la placa calentadora un suministro de voltaje variable.

Como se realizan cambios en el caudal de los gases o en el nivel de humedad deseado establecido por el usuario, el controlador 11 determina automaticamente una temperatura actualizada diana de los gases de salida desde su dispositivo de almacenamiento y controla apropiadamente la placa calentadora 9 para proporcionar esa temperatura de los gases de salida.

Por ejemplo, para un nivel de humedad deseado fijado por el usuario de 44 mg H2� por litro de gases y un caudal detectado �1, el controlador 11 preguntara en las tablas del dispositivo de almacenamiento para determinar que se requiere una temperatura diana de salida de los gases de 37°C. El controlador 11 proporciona entonces energia a la placa calentadora 9 de tal manera que (por ejemplo, mediante control de P�M del voltaje o corriente de suministro) la temperatura de los gases de salida detectada por el sensor de temperatura 34 sea sustancialmente igual a la temperatura diana de 37°C, dando como resultado la humedad absoluta deseada de 44 mg H2� por litro.

Como adici6n a este sistema de control, al dispositivo de memoria asociado con el medio de control 11 podria suministrarsele tambien informaci6n relativa a las caracteristicas de condensaci6n del conducto de inspiraci6n. Se puede proporcionar energia a un alambre calentador 15 por el medio de control 11 para controlar el calentamiento adicional de los gases a medida que pasan a lo largo del conducto para reducir de este modo la condensaci6n en el conducto. Esto reduce tambien los cambios en el nivel de humedad de los gases a lo largo del conducto (ya que se obtendra menos agua de los gases como condensaci6n). En este sistema de control, el controlador 11 puede ajustar el calentamiento suministrado por el alambre calentador 15 de manera que, al tiempo que se controla la humedad del flujo de los gases, puede controlarse tambien la temperatura (aunque en la practica el alambre calentador s6lo podria suministrar unos pocos grados de aumento de la temperatura). Sin embargo, el controlador 11 puede utilizar tambien de manera concebible el ajuste del alambre calentador para reducir la humedad de los gases si fueran suministrados a un nivel excesivo (para producir gases de una temperatura suficientemente alta) haciendo que se produzca lluvia. El medio de control 11 manipularia entonces los ajustes de la placa calentadora y del alambre calentador para proporcionar apropiadamente al paciente, de la mejor manera, la humedad y la temperatura requeridas de los gases (fijadas por un usuario).

Aparato de humidificaci6n automatico � "Humidificador de bot6n unico"

Como resultado de implementar los sistemas de control anteriores en el aparato de humidificaci6n de la figura 5, seria posible proporcionar un humidificador que fuese extremadamente sencillo de utilizar, requiriendo una entrada minima desde un usuario. Un ejemplo de un aparato de humidificaci6n de uso sencillo seria como se muestra en la figura 5, siendo el conmutador 20 la unica entrada de usuario. El conmutador 20 tendria preferiblemente una pluralidad de estados o posiciones correspondientes a una pluralidad predeterminada de configuraciones de suministro de gases. Una configuraci6n de suministro de gases podrian ser Vias Respiratorias Entubadas, y otra podria ser Vias Respiratorias Intactas. Para cada posici6n o estado del conmutador 20, se almacena en una memoria asociada con el controlador 11 un valor de humedad y un valor de temperatura correspondientes 6ptimamente requeridos. Por ejemplo, para la configuraci6n de Vias Respiratorias Entubadas, la temperatura 6ptima puede ser aproximadamente 37°C y el valor 6ptimo de humedad puede ser alrededor de 44 mg H2� por litro de gases, mientras que la temperatura 6ptima para las Vias Respiratorias Intactas puede ser aproximadamente 32°C y el valor 6ptimo de humedad puede ser alrededor de 30 mg H2� por litro de gases.

Utilizando uno cualquiera de los sistemas de control anteriormente descritos seria posible de este modo controlar el funcionamiento del aparato de humidificaci6n sin intervenci6n adicional del usuario una vez que se conoce la configuraci6n de suministro de gases. El controlador 11 detectaria repetidas veces la temperatura y el caudal de los gases de salida y regularia la potencia de la placa calentadora, y posiblemente el ajuste del alambre calentador, para proporcionar automaticamente al paciente 13 la temperatura y humedad 6ptimas de los gases (o tan cercanas a las 6ptimas como sea posible), independientemente de los cambios en el caudal o en la temperatura de los gases de entrada.

Salida de usuario Presentaci6n de temperatura

Una caracteristica adicional del aparato de humidificaci6n segun un aspecto adicional de la presente invenci6n es la incorporaci6n de un medio de presentaci6n 60 (figura 5) para presentar al usuario la temperatura de los gases que son suministrados al paciente 13. Debera apreciarse que esta caracteristica no se basa en la presencia de una sonda de flujo en el circuito de respiraci6n. El medio de presentaci6n 60 esta controlado por el medio de control 11. Es sabido que otros humidificadores de respiraci6n incorporan medios de presentaci6n; sin embargo, la temperatura que es presentada esta invariablemente fijada a la temperatura de los gases al paciente en el extremo del conducto de inspiraci6n 14 (segun se detecta por el sensor de temperatura 17) o la temperatura de los gases en la salida de la camara de humidificaci6n (segun es detectada por el sensor de temperatura 18).

Muchos profesionales sanitarios igualan la temperatura presentada con la cantidad de humedad contenida en los gases. Tan pronto como los gases suministrados al paciente estan a una humedad relativa del 100� (es decir, los gases contienen tanto vapor de agua como pueden retener posiblemente a su temperatura actual), entonces la temperatura de los gases suministrados al paciente seria clinicamente exacta. No obstante, si los gases suministrados contienen menos de la maxima cantidad posible de humedad a su actual temperatura, entonces un humidificador que simplemente presente la temperatura de los gases suministrados podria equivocar a un profesional sanitario haciendole creer que el paciente esta recibiendo mas humedad de la que en realidad esta recibiendo.

En la forma preferida de la presente invenci6n, la temperatura que es presentada en el medio de presentaci6n 60 es la temperatura detectada por el sensor 14 o el sensor 18, cualquiera que sea la mas baja. Como ejemplo, una temperatura de salida de los gases de 37°C y una humedad absoluta de 44 mg H2� por litro de gases (humedad relativa de aproximadamente 100�) pueden trasladar al paciente una temperatura de 35°C en el extremo del paciente del conducto de inspiraci6n, y una humedad absoluta de 35 mg H2� por litro de gases. Por consiguiente, en el conducto de inspiraci6n se condensan 9 mg H2� por litro de gases, mientras que el gas permanece a una humedad relativa de aproximadamente 100� a lo largo del conducto debido a la disminuci6n de la temperatura. En esta situaci6n, la temperatura apropiada para presentar al usuario es 35°C, ya que un gas a una humedad relativa del 100� a esta temperatura contiene la cantidad de humedad indicada por una temperatura de 35°C.

Sin embargo, si la temperatura de salida de los gases fuera de 37°C con una humedad absoluta de 44 mg H2� por litro de gases (humedad relativa del 100�) y la temperatura del extremo del paciente fuera de 39°C, con una humedad absoluta de 44 mg H2� por litro de gases, entonces la temperatura clinicamente mas pertinente a presentar seria 37°C. Esto es debido a que los gases que llegan al paciente ya no estan a una humedad relativa del 100�, ya que no se ha proporcionado ninguna humedad adicional a los gases a lo largo del conducto de inspiraci6n aunque haya subido la temperatura de los gases. La humedad absoluta de los gases que llegan al paciente esta realmente asociada con una temperatura de los gases de 37°C, por cuanto que esta es la temperatura correspondiente a la cantidad de humedad dentro de los gases humidificados. En cualquier caso, puesto que la temperatura del extremo del paciente se mide a menudo a una distancia de hasta 30 cm desde el paciente, en el momento en que los gases llegan al paciente a menudo han disminuido su temperatura y de este modo la temperatura mas baja de 37°C es incluso mas pertinente para los profesionales sanitarios.

Modo automatico en espera sin flujo

Como se ha mencionado previamente, en muchos sistemas de humidificaci6n existentes, el controlador simplemente detecta la temperatura a fin de ajustar la potencia suministrada por la placa calentadora 9 del humidificador y/o el alambre calentador 15 del conducto. En una situaci6n en la que el medio de suministro de gases o soplante 1 esta desconectado desde el circuito de respiraci6n, estos tipos de controladores detectaran la falta de temperatura, ya que no habra flujo de gases pasando por el sensor de temperatura. El controlador intenta entonces aumentar la temperatura de los gases (que se supone estan todavia fluyendo en el circuito de respiraci6n) aumentando la potencia suministrada a la placa calentadora 9 y/o al alambre calentador 15. Como los sensores de temperatura no pueden registrar ningun aumento de la temperatura del "flujo", el controlador 11 puede continuar aumentando la potencia suministrada para calentar el flujo inexistente de los gases hasta un nivel peligroso. Si se restableciera entonces el suministro de gases, los gases suministrados al paciente podrian estar a una temperatura insegura.

A fin de evitar que se produzcan la anterior serie de casos, el sensor de flujo de acuerdo con la forma preferida de la presente invenci6n podria incorporarse en un sistema de humidificaci6n. El controlador podria determinar entonces si el humidificador tiene suficiente flujo de gases (es decir, por ejemplo, 1,5 litros por minuto) para un funcionamiento normal seguro. Si se encontrara que el flujo de gases fuera insuficiente, entonces el humidificador podria ponerse en un modo seguro de funcionamiento. El modo seguro podria incluir un limite en la temperatura de la placa calentadora 9 y/o limites en el ciclo de trabajo del voltaje suministrado a la placa calentadora 9 y/o al alambre calentador 15 (es decir, control de los niveles de potencia).

Alarma de humedad

Se considera que deberia proporcionarse una alarma (tal como una alarma audible y/o visual) en un sistema de humidificaci6n para avisar al paciente (o profesional sanitario) del momento en el que los gases suministrados al paciente han estado por debajo (o por encima) del nivel de humedad requerido durante un periodo de tiempo. Se ha encontrado que la alarma debera regularse para dispararse despues de un periodo de tiempo que depende de la diferencia entre la humedad requerida y el nivel de humedad real que es suministrada al paciente. Cuanto mayor sea la diferencia, tanto mas pronto debera producirse la alarma.

La figura 8 muestra un posible ejemplo grafico de c6mo puede establecerse el retardo de tiempo, basandose en las necesidades fisiol6gicas de humedad del paciente. Podria almacenarse en un dispositivo de memoria una pluralidad de diferentes "perfiles de humedad", cada uno de ellos basado en torno a un valor de humedad requerido predeterminado (el ejemplo muestra un valor de humedad requerido de 37°C). La relaci6n entre la diferencia de temperatura y el momento de activaci6n de la alarma podria expresarse convenientemente en un formato de tabla almacenado, por ejemplo, en una R�M (Memoria de S6lo Lectura) para ser leida por el medio de control 11 de tal manera que el medio de control determina la diferencia de humedad, busca esa diferencia en una tabla (dependiendo la tabla seleccionada del valor de humedad requerido) que proporciona el tiempo apropiado a esperar antes de saltar la alarma. Una alternativa a la medici6n de la humedad de los gases suministrados consiste en monitorizar el punto de condensaci6n real (temperatura a la cual comienza a producirse condensaci6n) de los gases y determinar la diferencia entre el punto de condensaci6n real y el punto de condensaci6n requerido u 6ptimo (por ejemplo 37°C). El punto de condensaci6n real podria suponerse que es, por ejemplo, el mas bajo de la temperatura de la camara de humidificaci6n 4 y de la temperatura del conducto 14.

Alarma de agotamiento de agua

En un sistema de humidificaci6n respiratoria que incorpora una camara de humidificaci6n 4, es imperativo que se mantenga cierto nivel minimo de agua a fin de que el humidificador tenga la posibilidad de suministrar vapor de agua al suministro de gas. Por consiguiente, el profesional sanitario que administra los gases humidificados al paciente debera comprobar ocasionalmente el nivel del agua y afadir mas agua cuando se requiera. Esta tarea es a veces pasada por alto.

Es posible utilizar la sonda de flujo 19 en un sistema de humidificaci6n que determine automaticamente en que momento disminuye el nivel del agua hasta un nivel insuficiente y se active una alarma. Preferiblemente, la temperatura de la placa calentadora 9, la temperatura de la camara de humidificaci6n 4 (o la temperatura de la salida de la camara) y el requisito de potencia de la camara calentadora 9 (la cantidad de potencia que esta siendo actualmente suministrada a la placa calentadora) son todos ellos monitorizados y utilizados en la siguiente ecuaci6n para obtener un valor para la Conductividad Termica.

Requisito de Potencia de la Placa Calentadora

Conductividad Termica �

Temperatura de la Placa Calentadora Temperatura de la Camara

El controlador 11 compara el valor calculado de la conductividad termica hasta un valor umbral predeterminado (que depende del caudal de gases determinado por la sonda de flujo 19) que puede determinarse experimentalmente a diversos caudales de gases. El valor calculado de la Conductividad Termica podria, por ejemplo, actualizarse cada 5 minutos por ejemplo, y podria activarse, por ejemplo, una alarma despues de que hubiera transcurrido un periodo de 5 a 10 minutos desde que el valor calculado de la Conductividad Termica cayera por debajo del umbral (alternativamente, la alarma podria activarse de manera inmediata). Los siguientes son ejemplos experimentalmente determinados de valores de Conductividad Termica y valores umbral ilustrativos preferidos a diferentes caudales:

Caudal � 10 litros/minuto

Conductividad Termica � 1,26 �/°C (con suficiente agua en la camara 4)

Conductividad Termica � 0,26 �/°C (sin agua en la camara 4)

Umbral predeterminado � 0,5 �/°C

Caudal � 40 litros/minuto

Conductividad Termica �1,81 �/°C (con suficiente agua en la camara 4)

Conductividad Termica � 0,42 �/°C (sin agua en la camara 4)

Umbral predeterminado � 0,8 �/°C

Los valores umbral predeterminados a una pluralidad de caudales podrian almacenarse en una R�M accesible para el controlador 11, de manera que el controlador simplemente determinaria el caudal actual de los gases, calcularia el valor de la Conductividad Termica, accederia a la tabla de la R�M basandose en el causal actual y leeria el valor umbral predeterminado asociado. Si el valor umbral calculado fuera mayor que el valor calculado de la Conductividad Termica, entonces el controlador 11 esperaria el periodo predeterminado de tiempo (por ejemplo, 5 6 10 minutos) antes de activar una alarma de manera que el nivel del agua podria ser repuesto entonces sin perdida de humedad en los gases que fueran suministrados al paciente.

Seguimiento de punto de ajuste de camara

En un sistema de humidificaci6n respiratoria que incluye un alambre calentador de conductos, la temperatura y la humedad son controladas usualmente de manera que los gases suministrados al paciente lleguen a los niveles de temperatura y humedad requeridos. En algunas situaciones, el alambre calentador de conductos 15 suministra suficiente energia para elevar la temperatura de los gases en el circuito de respiraci6n a fin de conseguir la temperatura deseada en el paciente. En algunas ocasiones, la potencia limitada obtenible del alambre calentador de conductos (incluso en un ciclo de trabajo del 100�) es insuficiente para elevar la temperatura de los gases hasta la temperatura requerida de los gases para el paciente. Mas particularmente, la incapacidad de estos sistemas de humidificaci6n para mantener la temperatura requerida de los gases en el extremo del conducto 14 del paciente da como resultado usualmente que se produzca condensaci6n o "lluvia" en el conducto debido a que los gases humidificados ceden demasiado de su calor a las paredes del conducto. El controlador de acuerdo con una realizaci6n preferida adicional de la presente invenci6n incluye un sistema para reducir al minimo o aliviar el problema anterior.

Por consiguiente, en lugar de intentar mantener la temperatura de los gases del paciente a un nivel deseado, el sistema de humidificaci6n respiratoria de acuerdo con una forma preferida de la presente invenci6n intenta mantener un "gradiente de temperatura" a lo largo del conducto 14, y ajusta correspondientemente la temperatura requerida del paciente (o "punto de ajuste de las vias respiratorias"). El valor del punto de ajuste de las vias respiratorias se calcula de la manera siguiente:

Punto de ajuste de las vias respiratorias � Temperatura de Salida de la Camara � desfase

en la que el valor del "desfase" es, por ejemplo, 3°C, y es igual al gradiente de temperatura deseado requerido a lo largo del conducto 14. Debera apreciarse que el valor de "desfase" elegido depende de las propiedades fisicas y la configuraci6n del conducto.

Por ejemplo, para un desfase de 3°C y una temperatura de los gases de salida de la camara de humidificaci6n 4 de 37°C, se suministrara energia de forma apropiada al alambre calentador 15 (por ejemplo, ajustando su ciclo de trabajo) para mantener la temperatura de los gases suministrados al paciente a 40°C. De manera similar, si la temperatura de salida de la camara cayera a 31°C, entonces la temperatura de los gases suministrados al paciente se controlaria para que llegara a 34°C. En ambos casos, el gradiente o diferencia de temperatura de �3°C se mantiene a lo largo del conducto, reduciendo al minimo o eliminando la condensaci6n.

Si se encontrara que el valor de desfase requerido no es mantenible (es decir, el alambre calentador es incapaz de elevar la temperatura de los gases en el conducto hasta el valor requerido calculado requerido detectado por, por ejemplo, un sensor de temperatura cerca del extremo del paciente del conducto 14), entonces el controlador 11 disminuiria la temperatura de salida de la camara de humidificaci6n (reduciendo, por ejemplo, el ciclo de trabajo de la potencia suministrada a la placa calentadora 9) a fin de mantener la temperatura de desfase requerida a lo largo del conducto. Como ejemplo, el controlador podria programarse para que comenzase a disminuir la temperatura de salida de la camara de humidificaci6n en etapas de 0,5°C (hasta un minimo de, por ejemplo, 35,5°C) si el valor de la temperatura de desfase no pudiera ser mantenido a al menos 2°C durante 15 minutos. Por ejemplo, para un valor de desfase de 3°C y una temperatura inicial de salida de la camara de 37°C, los gases suministrados al paciente deberian ser controlados para llegar a 40°C. Sin embargo, si los gases que llegan al paciente se encuentran a 38,6°C (un desfase o diferencia real de solamente 1,6°C), entonces el controlador 11 disminuira la temperatura de salida de la camara de humidificaci6n hasta 36,5°C despues de 15 minutos. Luego se repetiran los calculos anteriores y, si la temperatura de los gases que llegan al paciente no pudiera mantenerse en 39,5°C, entonces el controlador 11 considerara de nuevo la disminuci6n de la temperatura de la camara de humidificaci6n. Este proceso se repetira hasta que se alcance una temperatura de salida de la camara de humidificaci6n a la cual pueda mantenerse la temperatura de desfase del conducto requerida. Ademas, el controlador 11 podria intentar luego elevar la temperatura de los gases de salida de la camara de humidificaci6n de manera que los gases suministrados al paciente pudieran establecerse de nuevo a una temperatura requerida, pero s6lo si esto pudiera conseguirse bajo la limitaci6n de la temperatura de desfase. Esto s6lo seria posible si hubieran cambiado las circunstancias ambientales.

Por tanto, al menos en la forma preferida, la presente invenci6n que incorpora todas o algunas de las caracteristicas anteriormente descritas proporciona un sistema de humidificaci6n respiratoria que hace posible que se consiga el control de la humedad y/o temperatura de los gases humidificados. La sonda de flujo de gases de acuerdo con una realizaci6n de la presente invenci6n hace posible que se realicen mediciones exactas de caudal sin que la condensaci6n afecte al sensor. En parte, esta exactitud incrementada es debida tambien al sistema de colocaci6n, que asegura una alineaci6n directa de la sonda de flujo y/o temperatura en el flujo de gases. Debido a la capacidad de detectar exactamente el caudal con este sensor de flujo, los sistemas de control segun la presente invenci6n pueden proporcionar un flujo de gases al paciente que es controlado a una humedad requerida. El sensor de caudal hace posible tambien que se consiga un control "automatico", con lo que no requiere que el usuario monitorice constantemente la salida del humidificador y altere las entradas para conseguir cambios deseados; simplemente se requiere que el usuario informe al humidificador de la situaci6n del suministro de los gases al paciente, y que el humidificador pueda proporcionar la temperatura y humedad requeridas de los gases sin entrada adicional de usuario. El humidificador presenta tambien el valor de la temperatura de los gases, lo que es clinicamente relevante para los gases que lleguen al paciente. Ademas, la humidificaci6n respiratoria segun otras realizaciones preferidas de la presente invenci6n abarca diversas mejoras de seguridad con respecto a la tecnica anterior.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Aparato de humidificaci6n para humidificar un flujo de gases a suministrar a un paciente o a otra persona que necesite de tales gases, que comprende:

una camara de humidificaci6n (4) adaptada para retener una cantidad de agua, y que tiene una entrada (3) y una salida (12) para permitir que dicho flujo de gases pase a traves de dicha camara de humidificaci6n,

un calentador (9) proporcionado adyacente a dicha camara de humidificaci6n (4), y adaptado para proporcionar calor a dicha cantidad de agua en dicha camara de humidificaci6n, a fin de proporcionar vapor de agua a dicho flujo de gases que pasa a traves de dicha camara de humidificaci6n,

un medio (11) que detecta la utilizaci6n de la potencia del calentador (9), que monitoriza el nivel de potencia que se esta usando por dicho calentador (9),

un sensor de la temperatura del calentador (9), que detecta la temperatura de dicho calentador (9),

un sensor (17) de la temperatura del flujo de gases, que detecta la temperatura de dicho flujo de gases,

un conducto (14) conectado a dicha salida de dicha camara de humidificaci6n (4), para transportar dicho flujo de gases a dicho paciente (13) o a otra persona que necesite de tales gases, teniendo dicho conducto un extremo del paciente, distal a dicho extremo conectado a dicha salida de dicha camara de humidificaci6n,

una alarma que se puede alimentar energeticamente para proporcionar una sefal de aviso despues de un tiempo predeterminado de alarma, y

un controlador (11) que almacena un programa

caracterizado por:

el controlador (11) esta configurado para:

i) determinar una diferencia de temperatura restando la temperatura de los gases determinada por dicho sensor (17) de la temperatura de flujo de los gases de la temperatura del calentador (9) detectada por dicho sensor de la temperatura del calentador,

ii) determinar un valor de requisito de potencia para el calentador (9) a partir de dicho medio de detecci6n de la utilizaci6n de la potencia del calentador,

iii) calcular un valor de la conductividad termica dividiendo dicho valor de requisito de potencia entre dicha diferencia de temperatura,

iv) proporcionar energia a dicha alarma si dicho valor calculado de la conductividad termica es menor que un valor minimo permisible predeterminado de la conductividad termica.
2.

Aparato de humidificaci6n segun la reivindicaci6n 1, que tambien comprende una sonda de flujo (19) adaptada para detectar el caudal de dicho flujo de gases, y un medio de almacenamiento que almacena una pluralidad de dichos valores permisibles minimos predeterminados de la conductividad termica con caudales de gases asociados, configurandose tambien dicho controlador (11) para:

iiia) determinar el caudal de gases desde dicha sonda de flujo (19) y obtener a partir de dicho medio de almacenamiento el valor minimo permisible predeterminado de la conductividad termica asociado con el caudal de gases determinado.
3.

Aparato de humidificaci6n segun la reivindicaci6n 1 o la reivindicaci6n 2, en el que dicho controlador (11) tambien esta configurado para:

v) esperar un tiempo predeterminado y despues repetir las etapas (i) a (v).
4.

Aparato de humidificaci6n segun la reivindicaci6n 2, en el que dicho sonda (19) de flujo comprende:

un alojamiento (32,33) del sensor adaptado para colocarlo en dicho flujo de gases, teniendo dicho alojamiento (32,33) de sensor un eje longitudinal sustancialmente perpendicular a dicho flujo de gases humidificados y un extremo sensor,

un medio de detecci6n alojado en dicho medio de alojamiento del sensor en o pr6ximo al extremo detector, y

al menos una patilla sobresaliente (37,38,39,40) que se extiende lateralmente desde dicho alejamiento del sensor (32,33), proporcionando dicha al menos una patilla sobresaliente (37,38,39,40) superficies que permiten que el condensado liquido se disperse de dicho extremo sensor de dicho alojamiento de sensor (32,33).
5.

Aparato de humidificaci6n segun la reivindicaci6n 4, en el que dicha sonda (19) de sensor comprende dos mencionadas patillas sobresalientes (37,38,39,40).
6.

Aparato de humidificaci6n segun la reivindicaci6n 4 o la reivindicaci6n 5, en el que dichas dos patillas sobresalientes (37,38,39,40) se situan de forma opuesta alrededor de dicho alojamiento (32,33) de sensor.
7.

Aparato de humidificaci6n como se reivindica en la reivindicaci6n 4 o en la reivindicaci6n 5, en el que cada mencionada al menos una patilla sobresaliente (37,38,39,40) esta alineada paralela a dicho flujo de gases.
8.

Aparato de humidificaci6n como se reivindica en la reivindicaci6n 4 o reivindicaci6n 5, en el que el condensado liquido se dispersa a lo largo de las lineas de intersecci6n (45) entre dicho alojamiento (32,33) de sensor y dicha al menos una patilla (37,38,39,40), existiendo un area localizada de tensi6n superficial baja a lo largo de dichas lineas de intersecci6n (45).
9.

Aparato de humidificaci6n segun la reivindicaci6n 4 o 5, en el que dicha sonda (19) de sensor comprende dos alojamientos (32,33) de sensor, un alojamiento (32) de sensor de temperatura, y un alojamiento (33) de sensor de caudal.
10.

Aparato de humidificaci6n segun la reivindicaci6n 9, en el que dicho medio sensor de dicho alojamiento (32) de sensor de temperatura y dicho alojamiento (33) de sensor de caudal comprenden una resistencia dependiente de la temperatura.
11.

Aparato de humidificaci6n segun la reivindicaci6n 9, en el que dicho medio sensor de dicho alojamiento (33) de sensor del caudal se calienta ocasionalmente hasta una diferencia de temperatura predeterminada por encima de la temperatura de dicho flujo de gases, y la potencia requerida por dicho medio sensor de dicho alojamiento (33) de sensor de caudal para mantener dicha diferencia de temperatura predeterminada proporcionando una indicaci6n del caudal de dichos gases.
12.

Aparato de humidificaci6n segun la reivindicaci6n 9, en el que dicho medio sensor de dicho alojamiento (33) de sensor de caudal se expone a o cerca del extremo sensor del alojamiento (33) de sensor del caudal, mientras que el medio sensor de dicho alojamiento (32) de sensor de temperatura se encapsula en o pr6ximo al extremo sensor del alojamiento (32) de sensor de temperatura.
13.

Aparato de humidificaci6n segun la reivindicaci6n 9, en el que dichos alojamientos (32,33) de sensor de temperatura y de caudal estan espaciados a lo largo de icho flujo de gases, a fin de que el calor producido por el medio sensor de dicho alojamiento (33) de sensor de caudal tenga un efecto sustancialmente minimo sobre el medio sensor de dicho alojamiento (32) de sensor de temperatura.
14.

Aparato de humidificaci6n segun la reivindicaci6n 9, en el que dicho alojamiento (33) de sensor de caudal esta situado aguas abajo de dicho alojamiento (32) de sensor de temperatura, a fin de que el calor producido por el medio sensor de dicho alojamiento (33) de sensor de caudal no afecte al medio sensor de dicho alojamiento (32) de sensor de la temperatura.
15.

Aparato de humidificaci6n segun la reivindicaci6n 2, en el que dicho flujo de gases esta canalizado en un conducto (14) de area de secci6n transversal conocida, al menos en la regi6n adyacente a dicha sonda de flujo (19), y esta provisto con un puerto de entrada de sensor (41) adaptado para recibir dicha sonda de flujo (19), proporcionandose dicho puerto de entrada de sensor (41) con una depresi6n localizadora fija (47), y proporcionandose dicha sonda de flujo (19) con un diente localizador fijo complementario (46), controlandose la colocaci6n de dichos alojamientos (32,33) de sensor de temperatura y de sensor de caudal con relaci6n a dicho flujo de gases por la interconexi6n de dicha depresi6n (47) y diente (46) localizadores.