ES2869675T3

ES2869675T3 - Aparato de asistencia respiratoria con un microsoplador motorizado

Info

Publication number: ES2869675T3
Application number: ES18198811T
Authority: ES
Inventors: Romain Davoine
Original assignee: Air Liquide Medical Systems SA
Current assignee: Air Liquide Medical Systems SA
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2018-10-05
Publication date: 2021-10-25
Anticipated expiration: 2038-10-05
Also published as: FR3073421A1; BR102018073036A2; CN109758654A; EP3482788B1; EP3482788A1; CA3023733A1; JP2019088780A; FR3073421B1

Abstract

Aparato de asistencia respiratoria que comprende una caja (14) que comprende un microsoplador (1) que comprende un motor eléctrico (2) con un eje-motor giratorio (3), dispuesto en un cárter (4), portando el eje motor (3) al menos un rodete de aletas (5) alojado en un compartimento interno (6) situado en una voluta (7), comprendiendo dicho compartimento interno (6) una entrada de gas (9) y una salida de gas (10), estando la salida de gas (10) en comunicación fluida con un conducto de salida de gas (11), comprendiendo dicho aparato además un primer elemento amortiguador (12) de material elástico, dispuesto alrededor y en contacto con el cárter (4) del motor (2), garantizando la estanqueidad fluídica entre ellos, y un segundo elemento amortiguador (13) de material elástico, dispuesto alrededor y en contacto con el conducto de salida (11), garantizando una estanqueidad fluídica entre ellos, y caracterizado por que el segundo elemento amortiguador (13) se apoya en el primer elemento amortiguador (12) garantizando una estanqueidad fluídica entre ellos, y el microsoplador (1) se mantiene en una posición fija en la carcasa (14) mediante dichos elementos amortiguadores primero y segundo (12, 13).

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato de asistencia respiratoria con un microsoplador motorizado

La invención se refiere a un aparato de asistencia respiratoria que comprende un microsoplador motorizado mantenido en su posición en la carcasa del aparato mediante elementos amortiguadores.

Con el fin de asistir a algunos pacientes en su función respiratoria, se utilizan aparatos de asistencia respiratoria o ventilación asistida, también denominados "ventiladores" médicos, que suministran un gas respiratorio con un caudal no nulo y/o a una presión superior a la atmosférica (es decir, > 1 atm), normalmente aire (aproximadamente 21% de O2 en vol.) o aire enriquecido en oxígeno (>21% de O2 en vol.).

Para este propósito, se utilizan aparatos de asistencia respiratoria que emplean un microsoplador, a veces denominado simplemente "soplador", "compresor" o "turbina", que sirve para aspirar el aire ambiente y suministrarlo con una presión determinada a los pacientes. Los documentos EP-A-2165078, Ep -A-2102504 y WO-A-2012/139681 describen dichos ventiladores microsopladores.

De forma convencional, la aspiración del aire por el microsoplador se hace mediante uno (o más) rodete(s) de aletas dispuesto(s) en un eje-motor giratorio accionado en rotación por un motor eléctrico. El rodete del microsoplador se dispone generalmente en un compartimento interno montado en una voluta, normalmente formada por una semivoluta inferior y una semivoluta superior fijadas una a la otra y que definen entre ellas un volumen hueco, es decir, un compartimento interno, dentro del cual el rodete puede girar. Por lo tanto, el rodete se empareda entre las semivolutas inferior y superior.

El microsoplador se dispone en la carcasa o caparazón del aparato, que no sólo sirve para sujetarlo y protegerlo de posibles golpes, por ejemplo, si el aparato se cae al suelo, sino que también garantiza un papel de atenuación acústica del ruido generado por el mismo. De hecho, los respiradores destinados a tratar patologías del sueño, tales como la apnea del sueño, deben ser particularmente silenciosos para no molestar al paciente ni a su cónyuge durante el sueño.

Del mismo modo, el microsoplador se debe sujetar correctamente en la carcasa, de lo contrario se pueden producir fallos de estanqueidad de gas y/o daños en el microsoplador en caso de golpes, caídas y/o vibraciones.

Sin embargo, los rendimientos de muchos de los ventiladores actuales son insuficientes, tanto desde el punto de vista acústico como en términos de buena sujeción del microsoplador en la carcasa.

Además, algunos ventiladores médicos tienen una arquitectura compleja que complica su montaje en fábrica y aumenta negativamente su coste, especialmente durante las operaciones de servicio y mantenimiento que requieren el montaje/desmontaje de ciertos componentes del ventilador, en particular del microsoplador.

El problema que se plantea es ofrecer un aparato de asistencia respiratoria, es decir, un ventilador médico, cuya arquitectura haya sido mejorada para garantizar no sólo un montaje fácil y, por tanto, económico del microsoplador en la carcasa del aparato, sino también una buena estanqueidad a los gases y una buena sujeción del microsoplador en la carcasa del aparato.

La solución de la invención se refiere entonces a un aparato de asistencia respiratoria, es decir, un ventilador médico, que comprende una caja que comprende un microsoplador que comprende un motor eléctrico de eje-motor giratorio dispuesto en un cárter, portando el eje del motor al menos un rodete de aletas alojado en un compartimiento interno situado en una voluta, comprendiendo dicho compartimiento interno una entrada de gas y una salida de gas, estando la salida de gas en comunicación fluida con un conducto de salida de gas, comprendiendo dicho aparato además:

• un primer elemento amortiguador fabricado de un material elástico, es decir, flexible y/o elásticamente deformable, dispuesto alrededor y en contacto con el cárter del motor, garantizando una estanqueidad fluídica entre ellos, y

• un segundo elemento amortiguador de material elástico, es decir, flexible y/o elásticamente deformable, dispuesto alrededor y en contacto con el conducto de salida, garantizando una estanqueidad fluídica entre ellos,

y en el que:

• el segundo elemento amortiguador se apoya en el primer elemento amortiguador garantizando una estanqueidad fluídica entre ellos, y

• el microsoplador se mantiene en una posición fija en la caja mediante dichos elementos amortiguadores primero y segundo.

Según el caso, el aparato de asistencia respiratoria, es decir, el ventilador médico, de la invención puede comprender una o más de las siguientes características técnicas:

• el primer elemento amortiguador y/o el segundo elemento amortiguador son de material elastomérico, en particular de elastómero termoplástico, preferiblemente de silicona.

• el microsoplador se mantiene suspendido en la caja mediante los elementos amortiguadores primero y segundo.

• la caja está formada por al menos dos semicaparazones, es decir, por al menos dos partes, que están conectadas una a la otra emparedando dicho primer y/o segundo elemento amortiguador.

• la caja forma una carcasa rígida alrededor del microsoplador.

• la caja es de termoplástico, por ejemplo, ABS o ABS-PC.

• el primer elemento amortiguador se dispone para garantizar la estanqueidad fluídica entre los dos semicaparazones de la caja.

• el primer elemento amortiguador se extiende entre el cárter y la unión de los dos semicaparazones de la caja, es decir, la zona o línea situada en la intersección de los dos semicaparazones de la caja cuando se ensamblan uno al otro.

• el segundo elemento amortiguador se empareda entre uno de los dos semicaparazones de la caja y el primer elemento amortiguador garantizando una estanqueidad fluídica entre ellos.

• el microsoplador se mantiene en una posición fija en la caja únicamente mediante dichos elementos amortiguadores primero y segundo, en particular, se mantiene en suspensión en la carcasa mediante dichos elementos amortiguadores primero y segundo.

• el primer elemento amortiguador está formado por una única pieza que comprende varias aberturas. • el primer elemento amortiguador está formado por una única pieza que comprende varias aberturas, entre ellas una abertura de sección circular conformada para ajustarse al perfil externo del cárter del motor del microsoplador.

• el segundo elemento amortiguador está formado por una única pieza que comprende una abertura central de sección circular.

• el segundo elemento amortiguador comprende dos paredes tubulares dispuestas de manera concéntrica, es decir, coaxiales una a la otra, y unidas por una pared de unión de modo que se define una separación interparedes de fondo ciego entre dichas paredes tubulares.

• el segundo elemento amortiguador comprende también una o más disposiciones de pared realizadas en su pared periférica externa o portadas por ella, por ejemplo, uno o más rebajes, en particular ranuras o similares, o uno o más resaltes.

• la(s) disposición(es) de pared del segundo elemento amortiguador coopera(n) con estructuras en relieve, tales como paredes, dedos o similares, portadas por la caja y/o por el primer elemento amortiguador, alojándose dichas estructuras en relieve en la(s) disposición(es) de pared y/o apoyándose el(los) resalte(s) en estructuras en relieve, tales como las paredes de la carcasa.

• comprende además al menos un tope paragolpes dispuesto entre la voluta y uno de los dos semicaparazones de la caja, preferiblemente varios topes paragolpes, normalmente de 2 a 9 topes.

• al menos un tope paragolpes se fabrica de material elastomérico, en particular de elastómero termoplástico, preferiblemente de silicona.

• la voluta del microsoplador se corona por una campana que comprende un paso central en comunicación fluida con la entrada de gas del compartimento interno de la voluta, estando dicho tope o topes paragolpes dispuestos entre uno de los dos semicaparazones de la caja y dicha campana.

• la voluta está formada por al menos dos medias volutas, a saber, una semivoluta superior y una semivoluta inferior, unidas una con la otra para formar el compartimento interno.

• la semivoluta superior es atravesada por el orificio de entrada de gas que conduce al compartimiento interno.

• la semivoluta inferior es recorrida por el eje-motor giratorio del motor.

• la semivoluta superior y/o la semivoluta inferior son de termoplástico, por ejemplo, ABS.

• el conducto de salida de gases se une con la semivoluta superior y/o la semivoluta inferior.

• el motor eléctrico del microsoplador se alimenta con corriente eléctrica mediante uno o más cables eléctricos.

• comprende medios de control que controlan el motor eléctrico del microsoplador, tales como sondas de posición del rotor/estator y térmicas para garantizar la seguridad.

• los medios de control y alimentación comprenden una tarjeta electrónica con microprocesador y, además, componentes electrónicos de potencia.

• comprende una pantalla de información, tal como una pantalla digital o analógica.

• comprende una o varias teclas, botones, cursores o similares, en particular un botón de paro/marcha.

La invención también se refiere a una instalación de dispensación de gas que comprende un aparato de asistencia respiratoria de acuerdo con la invención conectado de forma fluida a una interfaz respiratoria, tal como una máscara respiratoria o similar, a través de un tubo flexible.

La invención se comprenderá mejor gracias a la siguiente descripción detallada realizada con referencia a las Figuras adjuntas entre las que:

• las Figuras 1 a 5 muestran diferentes vistas de un aparato de asistencia respiratoria de acuerdo con la presente invención, y

• las Figuras 6 a 8 muestran vistas en sección transversal del microsoplador integrado en un aparato de asistencia respiratoria de acuerdo con la presente invención.

Las Figuras adjuntas muestran diferentes vistas (en despiece, ensamblada, en sección, etc...) de un aparato de asistencia respiratoria, es decir, un ventilador médico, de acuerdo con la presente invención y que incorpora un microsoplador 1 que suministra gas respiratorio, tal como aire a presión, a un paciente.

Este microsoplador 1 comprende un motor 2 alimentado con corriente eléctrica mediante cables eléctricos 17 o similares, y delimitado por un cárter 4 o caja del motor, en este caso de forma cilíndrica, que define un compartimento o volumen interno, también denominado compartimento motor, que contiene el motor 2, un eje giratorio 3, bobinas/imanes y los demás componentes del motor 2. El motor 2 del microsoplador 1 se alimenta con corriente eléctrica y también se controla por medio de cables eléctricos 17 o similares, que se conectan al extremo inferior del cuerpo del motor 2. La corriente eléctrica se extrae de una fuente de corriente eléctrica, tal como la red eléctrica, una o más baterías o cualquier otra fuente de corriente eléctrica.

Según se puede ver en las Figuras 6 a 8, el eje-motor giratorio 3 del motor 2 sobresale fuera del motor 2 en su extremo superior atravesando un orificio dispuesto en la cara superior del cárter 4 del motor 2. El eje-motor 3 porta un rodete de aletas 5 y lo acciona en rotación, durante el funcionamiento del motor 2, lo que permite aspirar aire dentro del compartimento interno 6 en el que se dispone el rodete de aletas 5, que se monta en la voluta 7 que a su vez se forma entre dos semivolutas 8a, 8b denominadas voluta superior 8a y voluta inferior 8b. La voluta 7 corona el cárter 4 del motor 2.

Durante el funcionamiento, el aire aspirado por el rodete de aletas 5 penetra en el compartimento interno 6 de la voluta 7 atravesando sucesivamente el paso central 18 de una campana 15 que corona la voluta 7 y la abertura 9 dispuesta en la voluta superior 8a. El paso central 18 de la campana 15 y la abertura 9 de la voluta superior 8a se disponen enfrentadas una a la otra y en comunicación fluida una con la otra, según se ilustra en las Figuras 7 y 8. El aire aspirado durante las rotaciones del rodete de aletas 5 se expulsa entonces del compartimento interno 6 a través de un orificio de salida de gas 10 que conduce a un conducto de salida 11 que permite transportar el aire que acto seguido se envía al paciente por medio de un conducto flexible o similar (no mostrado).

La cara inferior del rodete de aletas 5 está separada y es, en esencia, paralela a la superficie superior externa del cárter 4 del motor 2, mientras que la cara superior del rodete 5 porta las aletas. En general, el rodete 5 está hecho de un material ligero, normalmente de termoplástico, tal como el PEEK.

Por lo general, el eje-motor 3 es sostenido y/o guiado durante la rotación mediante rodamientos 19 lubricados por lubricantes tipo aceite o similares. Preferiblemente, los rodamientos se disponen a cada lado del motor 2 alrededor del eje 3.

Con el fin de garantizar no sólo un montaje fácil y económico del microsoplador 1, sino también una buena estanqueidad al gas y una buena sujeción del microsoplador 1 en la carcasa 14 del aparato, de acuerdo con la presente invención, se proporcionan varios elementos amortiguadores 12, 13 de material elástico, normalmente de elastómero, tal como la silicona, dispuestos alrededor de varias partes del microsoplador 1.

Estos elementos amortiguadores 12, 13 y su disposición alrededor de las partes del microsoplador 1 se ilustran en las Figuras 1 a 3. Como se ve, un primer elemento amortiguador 12 de material elástico se dispone alrededor y en contacto con el cárter 4 del motor 2 con el fin de garantizar una estanqueidad fluídica entre ellos, y un segundo elemento amortiguador 13 de material elástico se dispone, por su parte, alrededor y en contacto con el conducto de salida 11, garantizando de nuevo allí una estanqueidad fluídica entre ellos. Tal como se muestra en la Figura 8, el segundo elemento amortiguador 13 se apoya en el primer elemento amortiguador 12, garantizando una estanqueidad fluídica entre ellos.

Estos elementos amortiguadores tienen una dureza del orden de 40 a 80 Shores A, un espesor de 0,5 a 3 mm, lo que garantiza un buen desacoplamiento mecánico con el fin de atenuar los golpes/caídas/vibraciones. Lo ideal es que el amortiguador 13 sea más elástico que el amortiguador 12 con el fin de garantizar la totalidad de los aplastamientos.

Además, el microsoplador 1 se mantiene en una posición fija y estable en la carcasa o caja rígida 14 del aparato mediante los elementos amortiguadores 12,13, sin que sea necesario prever otros elementos de soporte o suspensión para el microsoplador 1, lo que facilita enormemente su montaje y reduce su coste. Normalmente, la caja o carcasa rígida 14 del aparato se fabrica de polímero, termoplástico, por ejemplo, ABS o ABS-PC, de 1 a 3 mm de espesor.

De hecho, según se ilustra en las Figuras 1 a 3, el primer elemento amortiguador 12 se extiende desde el cárter 4 del motor 2 hasta la unión de los dos semicaparazones 14a, 14b de la caja 14 del aparato, es decir, los bordes 21a, 21b de los dos semicaparazones 14a, 14b (véase la Fig. 6), mientras que el segundo elemento amortiguador 13 se empareda entre uno de los dos semicaparazones 14a de la caja 14 y el primer elemento amortiguador 12 (véase la Fig. 1.). Por lo tanto, el primer elemento amortiguador 12 constituye una junta de estanqueidad 22 entre los bordes 21a, 21b de la caja 14, al menos en una parte de la zona de unión de los dos semicaparazones 14a, 14b de la caja 14 del aparato, según se muestra en la Figura 1.

El segundo elemento amortiguador 13, en la forma de realización mostrada, está compuesto por una única pieza que tiene una forma general, en esencia, tubular (véase las Fig. 2 a 5) que comprende una abertura central 20, es decir, que está atravesado por un paso central, en el que se aloja el conducto de salida 11, lo que garantiza una estanqueidad fluídica y una buena sujeción alrededor del conducto de salida 11, ya que la abertura central 20 está en estrecho contacto mecánico con la pared periférica externa del conducto de salida 11, es decir, que el segundo elemento amortiguador 13 se aprieta elásticamente con la pared periférica externa del conducto de salida 11.

Más concretamente, el segundo elemento amortiguador 13 comprende además en este caso (véase la Figura 5) dos paredes tubulares 31a, 31b dispuestas de manera concéntrica, es decir, coaxiales una a la otra, y unidas en uno de sus extremos por una pared de unión 31c, con el fin de definir una separación interparedes de fondo ciego 32 entre dichas paredes tubulares 31a, 31b. Esta forma de "acordeón", tal como una membrana, garantiza un buen desacoplamiento mecánico, es decir, la movilidad y estabilidad, entre los elementos.

El segundo elemento amortiguador 13 también comprende una o más disposiciones de pared 24, 26, realizadas en su pared periférica externa 23 o portadas por ella, por ejemplo uno o más rebajes, en particular ranuras o similares, o uno o más resaltes 26 que cooperan con estructuras en relieve 25, tales como paredes, dedos o similares, portados por la caja 14 o por el primer elemento amortiguador 12 con el fin de garantizar una buena sujeción del segundo elemento amortiguador 13 en su posición, estando dichas estructuras en relieve 25 alojadas en las disposiciones de pared 24, según se detalla en la Figura 5, o el o los resaltes 26 apoyados en las estructuras en relieve 25, tales como las paredes de la caja 14.

Además, el primer elemento amortiguador 12, por su parte, en la forma de realización mostrada, está compuesto por una única pieza que tiene una forma general compleja, según se ilustra en la Figura 2, que se extiende entre el cárter 4 del motor 2 y los bordes 21a, 21b de los dos semicaparazones 14a, 14b (véase la Fig. 6), como ya se explicó. El primer elemento amortiguador 12 es atravesado por varias aberturas 27, 28, 29, una de las cuales 27 tiene una sección transversal circular, ya que está destinada a recibir el cárter 4 del motor 2, que tiene forma cilíndrica, según se ilustra en la figura 3.

También en este caso se garantizan una estanqueidad fluídica y una buena sujeción alrededor del cárter 4, ya que la abertura de sección circular 27 entra en estrecho contacto mecánico con la pared periférica externa del cárter 4, es decir, el primer elemento amortiguador 12 también se aprieta elásticamente, del orden de 0,5 y 2 mm, con la pared periférica exterior del cárter 4.

Además, la parte 31 del primer elemento amortiguador 12 también se conforma para ajustarse con el perfil externo, es decir, con la forma, del segundo elemento amortiguador 13, a fin de mantener y garantizar la estanqueidad fluídica entre ellos.

El primer elemento amortiguador 12 y los dos semicaparazones 14a, 14b de la caja 14 del aparato se mantienen unidos mediante elementos de unión 30, tales como tornillos u otros, según se ilustra en la Fig. 6.

De hecho, el microsoplador 1 se mantiene en una posición fija y suspendida en la caja 14 del aparato, únicamente mediante los citados elementos amortiguadores primero y segundo 12, 13.

Preferiblemente, el aparato de la invención comprende también varios topes paragolpes 16 dispuestos entre la voluta 7 y uno 14a de los dos semicaparazones de la caja 14, para preservar el microsoplador 1 en caso de golpe, en particular de caída del aparato. Normalmente, se prevén de 2 a 9 topes. Los topes 16 son de elastómero, termoplástico o termoestable, tal como la silicona, con una dureza del orden de 40 a 60 Shores A y un espesor de aproximadamente 0,5 a 2 mm.

De una manera general, el aparato de la invención equipado con el microsoplador 1 sostenido mediante los elementos amortiguadores 12, 13 descritos anteriormente se puede utilizar para tratar patologías respiratorias de cualquier tipo, en particular la apnea del sueño, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), los trastornos relacionados con la obesidad...

Claims

REIVINDICACIONES

1. Aparato de asistencia respiratoria que comprende una caja (14) que comprende un microsoplador (1) que comprende un motor eléctrico (2) con un eje-motor giratorio (3), dispuesto en un cárter (4), portando el eje motor (3) al menos un rodete de aletas (5) alojado en un compartimento interno (6) situado en una voluta (7), comprendiendo dicho compartimento interno (6) una entrada de gas (9) y una salida de gas (10), estando la salida de gas (10) en comunicación fluida con un conducto de salida de gas (11), comprendiendo dicho aparato además un primer elemento amortiguador (12) de material elástico, dispuesto alrededor y en contacto con el cárter (4) del motor (2), garantizando la estanqueidad fluídica entre ellos, y un segundo elemento amortiguador (13) de material elástico, dispuesto alrededor y en contacto con el conducto de salida (11 ), garantizando una estanqueidad fluídica entre ellos, y caracterizado por que el segundo elemento amortiguador (13) se apoya en el primer elemento amortiguador (12) garantizando una estanqueidad fluídica entre ellos, y el microsoplador (1) se mantiene en una posición fija en la carcasa (14) mediante dichos elementos amortiguadores primero y segundo (12, 13).

2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el primer elemento amortiguador (12) y/o el segundo elemento amortiguador (13) son de material elastomérico, preferiblemente de silicona.

3. Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la caja (14) está formada por al menos dos semicaparazones (14a, 14b) que se conectan uno al otro emparedando dicho primer y/o segundo elemento amortiguador (12, 13).

4. Aparato de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que el primer elemento amortiguador (12) se dispone para garantizar una estanqueidad fluídica entre los dos semicaparazones (14a, 14b) de la caja (14).

5. Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 o 4, caracterizado por que el segundo elemento amortiguador (13) se empareda entre uno de los dos semicaparazones (14a) de la caja (14) y el primer elemento amortiguador (12) garantizando una estanqueidad fluídica entre ellos.

6. Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado por que el microsoplador (1) se mantiene en suspensión en la caja mediante los elementos amortiguadores primero y segundo, preferiblemente únicamente mediante dichos elementos amortiguadores primero y segundo (12, 13).

7. Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado por que el segundo elemento amortiguador (13) está formado por una única pieza que comprende una abertura central (20) de sección circular, y/o el primer elemento amortiguador (12) está formado por una única pieza que comprende varias aberturas (27, 28, 29).

8. Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 7, caracterizado por que el primer elemento amortiguador (12) se extiende entre el cárter (4) y la unión de los dos semicaparazones (14a, 14b) de la caja (14).

9. Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 8, caracterizado por que comprende además al menos un tope paragolpes (16) dispuesto entre la voluta (7) y uno de los dos semicaparazones (14a) de la caja (14), preferiblemente varios topes paragolpes (16).

10. Aparato de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por que la voluta (7) del microsoplador (1) se corona por una campana (15) que comprende un paso central (17) en comunicación fluida con la entrada de gas (9) del compartimento interno (6) de la voluta (7), estando dicho tope o topes paragolpes (16) dispuestos entre uno de los dos semicaparazones (14a) de la caja (14) y dicha campana (15).

11. Instalación de dispensación de gases que comprende un aparato de asistencia respiratoria de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes conectado de forma fluida a una interfaz respiratoria a través de un tubo flexible.