ES2968175T3 - Dispositivo de adquisición de información respiratoria y método de adquisición de información respiratoria - Google Patents

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Abstract

Se proporciona un dispositivo de adquisición de información respiratoria que se utiliza en un concentrador de oxígeno PSA que se opera mientras se conmuta entre una pluralidad de cilindros de adsorción, estando provisto el dispositivo de adquisición de información respiratoria con: un medio de adquisición de información respiratoria para medir una primera presión, que representa una fluctuación de presión cíclica dentro de un conducto de suministro de oxígeno que está en un estado en el que se suministra oxígeno a un paciente desde el concentrador de oxígeno PSA, y una segunda presión, que representa una fluctuación de presión cíclica dentro del conducto de suministro de oxígeno que está en un estado en el que no se suministra oxígeno al paciente desde el concentrador de oxígeno PSA; un medio de verificación de fases para alinear las fases de la primera y segunda presiones; y unos medios de procesamiento de diferencias para calcular la diferencia entre la primera y la segunda presión mientras las fases respectivas se mantienen alineadas entre sí. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de adquisición de información respiratoria y método de adquisición de información respiratoriaCampo técnico
La presente invención se refiere a un dispositivo de adquisición de información respiratoria y a un método de adquisición de información respiratoria usado para un dispositivo de concentración de oxígeno de tipo PSA.
Antecedentes de la técnica
Convencionalmente, se proporciona una oxigenoterapia como tratamiento para pacientes con enfermedades respiratorias tales como asma, enfermedad pulmonar obstructiva crónica y similares. Esta es una terapia para hacer que los pacientes inhalen gas de oxígeno o un gas enriquecido con oxígeno. En los últimos años, se ha generalizado la oxigenoterapia domiciliaria (HOT) para inhalar oxígeno en casa, en un centro o similar con el fin de mejorar la calidad de vida de los pacientes, y la terapia usa principalmente un dispositivo de concentración de oxígeno para el suministro de oxígeno.
El dispositivo de concentración de oxígeno es un dispositivo para concentrar oxígeno, que ocupa aproximadamente el 21 % del aire, y descargar el gas concentrado. Muchos de los dispositivos de concentración de oxígeno adoptan habitualmente un tipo de adsorción por oscilación de presión (a continuación en el presente documento, tipo PSA, y el dispositivo de concentración de oxígeno de tipo<p>S<a>se denomina simplemente dispositivo de concentración de oxígeno).
En el dispositivo de concentración de oxígeno de tipo PSA, el aire se introduce en un cilindro lleno con un adsorbente que adsorbe selectivamente gas de nitrógeno y se genera gas de oxígeno concentrado mediante compresión y descompresión repetidas. Mediante el uso de este mecanismo, el dispositivo de concentración de oxígeno puede proporcionar gas de oxígeno de alta concentración a los pacientes de manera continua.
La principal enfermedad de los pacientes que reciben oxigenoterapia domiciliaria es la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (a continuación en el presente documento, EPOC). La EPOC es una enfermedad irreversible con síntomas de tos/esputo y disnea de esfuerzo provocada por estenosis bronquial o rotura de la pared alveolar.
El síntoma de la EPOC puede empeorar hasta llegar a dificultad para respirar y un aumento de la frecuencia respiratoria e incluso a “la condición que requiere un cambio de/adición al tratamiento para una fase estable” denominada exacerbación aguda de la EPO<c>. Una exacerbación aguda de la EPOC a menudo requiere hospitalización y puede provocar riesgo de insuficiencia respiratoria e incluso una crisis vital. Además, incluso si el paciente puede salir del hospital, no es inusual que tenga un síntoma de fase estable peor que antes de la hospitalización y que repita la hospitalización y el alta.
Por ello, es muy importante realizar un tratamiento precoz antes de que el síntoma empeore hasta requerir hospitalización por una exacerbación aguda de la EPOC, y para este propósito, la información respiratoria del paciente en oxigenoterapia domiciliaria es una fuente de información muy útil para comprender la situación clínica del paciente.
Al mismo tiempo, también es muy importante que el paciente inhale el gas de oxígeno concentrado según la velocidad de flujo prescrita por el médico después del diagnóstico. Sin embargo, la inhalación correcta de oxígeno se ve perturbada por la desconexión por deslizamiento de una cánula durante el sueño, el desprendimiento de un tubo durante el trabajo y similares, y el paciente puede quitarse la cánula intencionadamente por algún motivo incluso cuando el dispositivo de concentración de oxígeno está funcionando. Cualquier situación en la que el paciente no pueda inhalar oxígeno a pesar de que el dispositivo de concentración de oxígeno esté funcionando tiene el riesgo de exacerbar la situación clínica del paciente.
Por tanto, la adquisición de la información respiratoria del paciente dentro del concentrador de oxígeno durante el funcionamiento del dispositivo de concentración de oxígeno permite la confirmación de las condiciones de uso reales del paciente, tales como la conexión entre el dispositivo de concentración de oxígeno y el paciente a través del tubo de suministro de oxígeno así como la adquisición de la información respiratoria del paciente con la misma facilidad de uso que los dispositivos de concentración de oxígeno convencionales habituales, realizando de ese modo medios muy útiles.
Lista de referencias
Bibliografía de patentes
[PTL 1] Publicación de solicitud de patente no examinada japonesa n.° H06-190045
[PTL 2] Publicación de solicitud de patente no examinada japonesa n.° 2001-286566
[PTL 3] Publicación de solicitud de patente no examinada japonesa n.° H07-96035
[PTL 4] Publicación de solicitud de patente no examinada japonesa n.° 2015-85191
[PTL 5] Publicación de solicitud de patente no examinada japonesa (traducción de solicitud de PCT) n.° 2011-518016 El documento US 2013/167842 A1 describe sistemas y métodos para proporcionar una programación adaptativa del flujo base durante la respiración artificial de un paciente para optimizar la sincronía paciente-máquina y la precisión de los volúmenes corrientes exhalados e inhalados estimados. Además, se describen sistemas y métodos para proporcionar una programación adaptativa del umbral de activación inspiratoria durante la programación adaptativa del flujo base. Más aún, se describen sistemas y métodos para determinar un flujo de fuga estimado y ajustar la programación adaptativa del flujo base y la programación adaptativa del umbral de activación inspiratoria en función del flujo de fuga estimado. Además, se describen sistemas y métodos para determinar un cambio en el flujo de fuga estimado y ajustar la programación adaptativa del flujo base y la programación adaptativa del umbral de activación inspiratorio en función del cambio en el flujo de fuga estimado.
El documento WO 2010/097717 A1 describe un método para detectar disincronía entre un paciente y un sistema de soporte de presión que incluye recibir datos de flujo del paciente relacionados con un flujo de gas proporcionado al paciente por el sistema de soporte de presión, recibir una señal de estado I/E que representa una fase respiratoria del paciente tal como se determina por el sistema de soporte de presión, y analizar los datos de flujo del paciente y la señal de estado I/E y declarar una disincronía para una respiración basándose en al menos uno de los datos de flujo del paciente y la señal de estado I/E. El método incluye determinar si se satisface al menos uno de varios criterios predeterminados basándose en al menos uno de los datos de flujo del paciente y la señal de estado I/E, y declarar la disincronía para la respiración si se determina que se satisface al menos uno de los varios criterios predeterminados.
El documento JP 2015085 191 A describe un monitor de respiración que incluye un sensor de presión que detecta un cambio (datos de series de tiempo sobre una presión respiratoria) de una presión respiratoria de un sujeto que incluye una presión mediante una velocidad de flujo de suministro de oxígeno suministrado al sujeto desde un concentrador de oxígeno para adquirir una forma de onda respiratoria. Una parte de estimación de compensación estima una compensación que fluctúa con el tiempo y se superpone a la forma de onda respiratoria cuando el concentrador de oxígeno suministra oxígeno en base a la forma de onda respiratoria detectada por el sensor de presión. Una parte aritmética de forma de onda respiratoria de compensación de error calcula una forma de onda respiratoria de compensación de error que son los datos de series de tiempo sobre la presión respiratoria en los que la compensación superpuesta a la forma de onda respiratoria se compensa mediante el uso de la compensación estimada por la parte de estimación de compensación. Una parte de cálculo del valor del índice del estado dinámico respiratorio calcula un valor del índice del estado dinámico respiratorio del sujeto basándose en la forma de onda respiratoria de compensación de error calculada por la parte aritmética de la forma de onda respiratoria de compensación de error.
Sumario de la invención
Problema técnico
El método para adquirir la información respiratoria del paciente durante el funcionamiento de un dispositivo de concentración de oxígeno incluye un método de equipar un sensor de presión diferencial de precisión para respirometría entre el dispositivo de concentración de oxígeno y la cánula unida al paciente y medir la presión respiratoria del paciente durante la inhalación de oxígeno tal como se divulga en el documento PTL 1 y 2. Sin embargo, como resultado del examen diligente de los inventores de la presente solicitud, se ha revelado que la fluctuación de presión aplicada al sistema de medición de presión diferencial incluye la fluctuación de presión provocada por la compresión/descompresión durante la generación del gas de oxígeno concentrado. El dispositivo de concentración de oxígeno adopta un método de funcionamiento de tipo PSA tal como se mencionó anteriormente, lo que también hace que fluctúe la velocidad de flujo del oxígeno de suministro y, por tanto, la fluctuación de presión debida a la PSA siempre aparece en la trayectoria de suministro de oxígeno. Por este motivo, en el entorno en el que se mide simplemente la presión respiratoria del paciente usando un sensor de presión diferencial de precisión, la presión respiratoria del paciente se detecta incluyendo la fluctuación de presión debido a la PSA y, por tanto, la información respiratoria del paciente no puede adquirirse con buena precisión. Especialmente en el caso de añadir un tubo de extensión o ajustando el intervalo de velocidad de flujo a 3,0 l/m o mayor, se vuelve imposible la adquisición de la información respiratoria del paciente.
Además, los documentos PTL 3 y 4 divulgan un método de adquirir la información respiratoria del paciente, en el que la presión respiratoria del paciente durante la inhalación de oxígeno se mide usando un sensor de presión diferencial de precisión, y luego los datos de presión respiratoria obtenidos se procesan mediante un software. Sin embargo, el método en técnica anterior no puede adquirir información respiratoria del paciente con buena precisión, puesto que el método no considera la fluctuación de presión debido a la PSA que se superpone sobre la presión respiratoria del paciente.
Por otro lado, el documento PTL 5 divulga un método de adquirir la información respiratoria a partir de los datos de presión respiratoria obtenidos usando un análisis de frecuencia. Sin embargo, el análisis de frecuencia tiene dificultada para separar el componente de respiración del componente de oscilación de presión debido a la PSA y, por tanto, el método tiene un punto débil de precisión deficiente.
A partir de la consideración anterior, para adquirir la información respiratoria del paciente durante el funcionamiento del dispositivo de concentración de oxígeno, es necesario separar el componente de respiración del componente de oscilación de presión debido a la PSA en los datos medidos de presión respiratoria del paciente.
Solución al problema
Los inventores de la presente invención estudiaron con diligencia para resolver los problemas mencionados anteriormente hasta ahora en el método de adquirir la información respiratoria del paciente durante el funcionamiento del dispositivo de concentración de oxígeno, y llegaron a la presente invención. El problema anterior se resuelve mediante el contenido de las reivindicaciones independientes. Los ejemplos y las descripciones técnicas de los aparatos, productos y/o métodos en la descripción y/o los dibujos que no se cubren por las reivindicaciones se presentan no como realizaciones de la invención, sino como antecedentes de la técnica o ejemplos útiles para comprender la invención.
Es decir, un ejemplo es un dispositivo de adquisición de información respiratoria usado para un dispositivo de concentración de oxígeno de tipo PSA que conmuta y usa múltiples cilindros de adsorción que comprende: medios de adquisición de información respiratoria de medir una primera presión de una fluctuación de presión periódica en una trayectoria de suministro de oxígeno cuando se suministra oxígeno a un paciente desde el dispositivo de concentración de oxígeno de tipo PSA y una segunda presión de una fluctuación de presión periódica en la trayectoria de suministro de oxígeno cuando no se suministra oxígeno al paciente desde el dispositivo de concentración de oxígeno de tipo PSA, medios de confirmación de fase de hacer coincidir las fases de la primera presión y la segunda presión, y medios de procesamiento de sustracción de calcular la diferencia entre la primera presión y la segunda presión en las condiciones en las que se hacen coincidir las fases.
Los medios de confirmación de fase pueden ser medios de calcular datos para un ciclo de la fluctuación de presión de la primera presión y datos para un ciclo de la fluctuación de presión de la segunda presión, y hace coincidir las fases.
Los medios de confirmación de fase pueden ser medios de detectar una presión máxima para cada una de la primera presión y la segunda presión, y hacer coincidir las fases a la presión máxima.
La trayectoria de suministro de oxígeno puede equiparse con una válvula de conmutación para permitir o cerrar el suministro de oxígeno desde el dispositivo de concentración de oxígeno de tipo PSA al paciente.
Los medios de adquisición de información respiratoria pueden equiparase con un sensor de presión diferencial de precisión y pueden medir la presión diferencial entre ambos extremos de cualquier punto en la trayectoria de suministro de oxígeno y un punto de presión constante.
La presente invención es un método de adquisición de información respiratoria que comprende: una etapa de adquisición de información respiratoria de medir una primera presión de una fluctuación de presión periódica en una trayectoria de suministro de oxígeno cuando se suministra oxígeno a un paciente desde un dispositivo de concentración de oxígeno de tipo PSA que conmuta y usa múltiples cilindros de adsorción y una segunda presión de una fluctuación de presión periódica en la trayectoria de suministro de oxígeno cuando no se suministra oxígeno al paciente desde el dispositivo de concentración de oxígeno de tipo PSA, una etapa de confirmación de fase de hacer coincidir las fases de la primera presión y la segunda presión, y una etapa de sustracción de calcular una diferencia entre la primera presión y la segunda presión en las condiciones en las que se hacen coincidir las fases.
Efectos ventajosos de la invención
Según la presente invención, puede adquirirse información respiratoria de un paciente separando un componente de respiración del paciente de un componente de fluctuación de presión debido a la PSA mientras se hace funcionar un dispositivo de concentración de oxígeno.
Breve descripción de los dibujos
[Figura 1] La figura 1 ilustra un diagrama de la configuración del dispositivo de concentración de oxígeno con respecto a la realización 1.
[Figura 2] La figura 2 ilustra un diagrama de la configuración para adquirir la información respiratoria de un paciente con respecto a la realización 1.
[Figura 3] La figura 3 es un gráfico que muestra datos de presión que incluyen la información respiratoria del paciente en las condiciones de un flujo continuo de 1 LPM y la adición de un tubo de extensión de 10 m.
[Figura 4] La figura 4 es un gráfico que muestra los datos de presión de PSA registrados de antemano en las condiciones de un flujo continuo de 1 LPM y la adición de un tubo de extensión de 10 m.
[Figura 5] La figura 5 es un gráfico que muestra la información respiratoria del paciente después del procesamiento de sustracción en las condiciones de un flujo continuo de 1 LPM y la adición de un tubo de extensión de 10 m.
[Figura 6] La figura 6 es un gráfico que muestra datos de presión que incluyen la información respiratoria del paciente en las condiciones de un flujo continuo de 3 LPM y la adición de un tubo de extensión de 10 m.
[Figura 7] La figura 7 es un gráfico que muestra la presión de PSA registrada de antemano en las condiciones de un flujo continuo de 3 LPM y la adición de un tubo de extensión de 10 m.
[Figura 8] La figura 8 es un gráfico que muestra la información respiratoria del paciente después del procesamiento de sustracción en las condiciones de un flujo continuo de 3 LPM y la adición de un tubo de extensión de 10 m.
[Figura 9] La figura 9 es un diagrama de flujo que muestra el procedimiento con respecto a la realización 1.
Descripción de las realizaciones
Las realizaciones de la presente invención se explican a continuación con referencia a las figuras Configuración de hardware de la realización 1
La configuración del dispositivo de concentración de oxígeno de tipo PSA con respecto a la presente realización se explica usando la figura 1.
El dispositivo 1 de concentración de oxígeno de tipo PSA está equipado con una unidad 11 de generación de oxígeno que toma aire desde el exterior del dispositivo 1 de concentración de oxígeno de tipo PSA, y genera gas de oxígeno concentrado.
El aire tomado al interior de la unidad 11 de generación de oxígeno desde el exterior del dispositivo de oxígeno se comprime mediante el compresor 111 y luego se transfiere a un cilindro 113 a través de una primera válvula 112 de conmutación. La primera válvula 112 de conmutación hace que el compresor 111 se comunique con uno cualquiera de los múltiples cilindros 113 y transfiera el aire comprimido al cilindro 113 mientras que ventea otros cilindros. El cilindro 113 se llena con un adsorbente que adsorbe de manera selectiva gas de nitrógeno. El aire comprimido pasa a través del cilindro 113 y luego disminuye su concentración de gas de nitrógeno, y se convierte en un gas de oxígeno concentrado. El gas de oxígeno concentrado se transfiere a través de la segunda válvula 114 de conmutación a un depósito 115 intermedio de oxígeno concentrado y se almacena en el mismo. La segunda válvula 114 de conmutación hace que uno cualquiera de los múltiples cilindros 113 se comunique con o se desconecten del depósito 115 intermedio de oxígeno concentrado.
La unidad 11 de generación de oxígeno hace que el compresor 111 se comunique con uno cualquiera de los múltiples cilindros 113 a través de la primera válvula 112 de conmutación y, al mismo tiempo, hace que el cilindro 113, que se comunica con el compresor 111, se comunique con el depósito 115 intermedio de oxígeno concentrado a través de la segunda válvula 114 de conmutación. Por tanto, el compresor 111 se comunica con uno cualquiera de los múltiples cilindros 113 y el depósito 115 intermedio de oxígeno concentrado y, por tanto, el gas de oxígeno concentrado generado se suministra al depósito 115 intermedio de oxígeno concentrado. Por otro lado, el cilindro 113 que no se comunica con el compresor 111, en las condiciones de estar desconectado del depósito 115 intermedio de oxígeno concentrado mediante una segunda válvula 114 de conmutación, se ventea a través de la primera válvula 112 de conmutación. Por tanto, el cilindro 113 se descomprime y el gas de nitrógeno adsorbido en el adsorbente se libera al exterior del dispositivo de concentración de oxígeno.
Normalmente, el aire comprimido se transfiere al cilindro 113, y luego el cilindro 113 se desconecta del compresor 111 y se ventea mediante la primera válvula 112 de conmutación. Por otro lado, luego se hace que el cilindro 113 venteado se comunique con el compresor 111 mediante la primera válvula 112 de conmutación y se avance al procedimiento de compresión de oxígeno. Por tanto, la repetición alterna de compresión y venteo de los múltiples cilindros 113 mediante la primera válvula 112 de conmutación permite el suministro continuo del gas de oxígeno concentrado.
Un cambio de presión extremadamente grande en el cilindro 113 durante la generación de oxígeno concentrado provoca una fluctuación de presión periódica debido a la conmutación entre cilindros 113 en el lado aguas debajo de los cilindros 113 en la trayectoria de flujo de gas de oxígeno. El gas de oxígeno concentrado almacenado en el depósito 115 intermedio de oxígeno concentrado se ajusta mediante la válvula 116 de regulación de presión de modo que se atenúa la fluctuación de presión.
El gas de oxígeno concentrado con presión regulada en la unidad 11 de generación de oxígeno se controla en cuanto a su velocidad de flujo en la unidad 12 de control de velocidad de flujo de oxígeno compuesta por la válvula 121 de control y medidor 122 de flujo, y se suministra a través del humidificador 101 desde el puerto 13 de suministro de oxígeno al exterior del dispositivo de concentración de oxígeno. Obsérvese que unidad 12 de control de velocidad de flujo de oxígeno puede equiparse o bien con una válvula 121 de control o bien con un medidor 122 de flujo aguas arriba de la trayectoria de flujo, y puede incluirse otra configuración en la unidad 12 de control de velocidad de flujo de oxígeno. El concentrador 1 de oxígeno puede adoptar una configuración sin el humidificador 101.
La figura 2 ilustra esquemáticamente un ejemplo de una realización de la presente invención y es un ejemplo de una configuración para adquirir información respiratoria de un paciente.
El oxígeno generado en el dispositivo 1 de concentración de oxígeno se suministra a un paciente a través del tubo 2 de extensión y la cánula 3 nasal. Por el contrario, el paciente siempre respira también durante la inhalación de oxígeno, y un cambio de presión provocado por la respiración del paciente se propaga hacia la cánula 3 nasal, el tubo 2 de extensión y el dispositivo 1 de concentración de oxígeno.
En la presente realización, los medios 4 de adquisición de información respiratoria están conectados en la trayectoria de suministro de oxígeno para adquirir la presión respiratoria del paciente. La figura 2 muestra, como un ejemplo, el caso en el que los medios 4 de adquisición de información respiratoria están conectados al tubo de extensión. Sin embargo, los medios 4 de adquisición de información respiratoria pueden conectarse en cualquier porción entre el humidificador 101 (unidad 12 de control de velocidad de flujo de oxígeno cuando el dispositivo 1 de concentración de oxígeno no está equipado con el humidificador 101) y la cánula 3 nasal. Además, pueden instalarse medios 4 de adquisición de información respiratoria o bien en el interior del dispositivo 1 de concentración de oxígeno o bien en el exterior del dispositivo 1 de concentración de oxígeno como un cuerpo diferente del dispositivo 1 de concentración de oxígeno.
Como resultado de un examen diligente de los inventores de la presente solicitud, se ha revelado que, incluso después de atenuarse la fluctuación de presión mediante la válvula 116 de regulación de presión, la fluctuación de presión aplicada a medios 4 de adquisición de información respiratoria incluye la fluctuación de presión provocada por la compresión/descompresión durante la generación del gas de oxígeno concentrado. Puesto que la amplitud de la fluctuación de presión durante la generación de gas de oxígeno concentrado es mayor que la amplitud de la presión de respiración y la amplitud de la presión de respiración disminuye debido a una caída de presión provocada por el flujo que pasa a través de la trayectoria de flujo de oxígeno, es difícil determinar la forma de onda de la presión de respiración del paciente directamente a partir de la presión medida usando los medios 4 de adquisición de información respiratoria.
Para resolver este problema, en la presente realización, los medios 4 de adquisición de información respiratoria están equipados con un orificio 5, sensor 6 de presión diferencial de precisión y una unidad 7 de control.
Un extremo del sensor 6 de presión diferencial de precisión está conectado en un punto de bifurcación dispuesto en el tubo 2 de extensión en la trayectoria de suministro de oxígeno. Es decir, en un extremo del sensor 6 de presión diferencial de precisión, se aplica directamente la presión en la trayectoria de suministro de oxígeno que incluye tanto la fluctuación de presión debido a la compresión/descompresión durante la generación de gas de oxígeno concentrado como la presión de respiración del paciente. Entre el sensor 6 de presión diferencial de precisión y el punto de bifurcación en la trayectoria de suministro de oxígeno está dispuesto en una trayectoria de comunicación atmosférica que se comunica con la atmósfera, y una tercera válvula 8 de conmutación está dispuesta en la trayectoria de comunicación atmosférica. La tercera válvula 8 de conmutación es una válvula de velocidad de flujo variable y el ajuste de la velocidad de flujo permite el ajuste de la presión suministrada al sensor 6 de presión diferencial de precisión.
El otro extremo del sensor 6 de presión diferencial de precisión está conectado a una trayectoria de suministro de oxígeno a través del orificio 5. Puesto que la presión respiratoria de los pacientes es habitualmente de aproximadamente 10-100 Pa, para adquirir la presión respiratoria usando los medios 4 de adquisición de información respiratoria, es preferible usar un sensor con el rango de aproximadamente 100 Pa para el sensor 6 de presión diferencial de precisión. Cuando se suministra oxígeno desde el dispositivo de concentración de oxígeno, la presión de suministro se genera siempre debido al suministro de oxígeno, que es de aproximadamente 300 Pa incluso a una velocidad de flujo de 1 LPM. Por tanto, cuando un extremo del sensor 6 de presión diferencial de precisión está conectado a la trayectoria de suministro de oxígeno tal como se mencionó anteriormente con el otro extremo del sensor 6 de presión diferencial de precisión abierto a la atmósfera, se produce un exceso de rango en el sensor 6 de presión diferencial de precisión. Por tanto, es preferible aplicar una presión del gas después de pasar a través del orificio 5 al otro extremo del sensor 6 de presión diferencial de precisión para adquirir la presión que incluye la información respiratoria del paciente en un rango del sensor 6 de presión diferencial de precisión.
Obsérvese que puede adoptarse cualquier método siempre que se aplique una presión de este tipo que no supere el rango del sensor 6 de presión diferencial de precisión al otro extremo del sensor 6 de presión diferencial de precisión tal como se mencionó anteriormente, y el método no está limitado al ejemplo de la presente realización.
La unidad 7 de control está conectada al sensor 6 de presión diferencial de precisión. La unidad 7 de control está dotada de un interfaz de entrada/salida, una primera memoria, una segunda memoria y una unidad de procesamiento central (CPU). La unidad 7 de control recibe y registra datos de presión, que incluyen información respiratoria del paciente detectada usando el sensor 6 de presión diferencial de precisión, y adquiere la información respiratoria del paciente a través del procedimiento mencionado a continuación. Obsérvese que la primera memoria y la segunda memoria pueden ser de componentes diferentes o memorias divididas virtualmente en un único componente.
En el tubo 2 de extensión, la cuarta válvula 9 de conmutación está dispuesta en el lado aguas abajo desde el punto de bifurcación en la trayectoria de suministro de oxígeno. La cuarta válvula de conmutación es una válvula de cierre y permite o cierra el suministro de oxígeno a la cánula 3 nasal.
Principio del procedimiento llevado a cabo en la realización 1
El principio del procedimiento llevado a cabo en la presente realización se explica usando los datos, que se obtuvieron en un dispositivo que tenía la configuración mostrada en la figura 2 aplicando la presión respiratoria de un modelo de respiración del paciente (presión expiratoria: 30 Pa, presión inspiratoria: -50 Pa, BPM: 20 veces) desde la cánula 3 nasal, y a partir de la cual se adquirió la información respiratoria.
Se muestra un grupo de datos en la figura 3, la figura 4 y la figura 5 que se adquirió en las condiciones de un flujo continuo de 1 litro por minuto (LPM) y una conexión de un tubo 2 de extensión de 10 m aguas debajo de los medios 4 de adquisición de información respiratoria. Un flujo continuo es uno de los métodos de suministro del gas de oxígeno concentrado, y es un método para suministrar el gas de oxígeno concentrado de manera continua a una velocidad de flujo constante. La figura 3 muestra los datos de presión que incluyen la información respiratoria del paciente y los datos de presión de PSA del dispositivo de concentración de oxígeno, y los datos para el periodo de tiempo de 0 a aproximadamente 15 s después del comienzo de la medición son datos durante un periodo de tiempo durante el cual no se aplica la presión respiratoria del paciente y se mide sólo la presión de PSA del dispositivo de concentración de oxígeno.
La figura 4 muestra los datos de presión de PSA del dispositivo de concentración de oxígeno que se adquirieron de antemano y se registraron en medios de almacenamiento. Por otro lado, la presión de PSA del dispositivo de concentración de oxígeno es un cambio de presión periódico debido a un ciclo de conmutación del cilindro de adsorción del dispositivo de concentración de oxígeno de tipo PSA mencionado anteriormente durante la generación de oxígeno mediante el dispositivo de concentración de oxígeno de tipo PSA. Por tanto, el ciclo en la forma de onda de la presión de PSA es el mismo que el ciclo de conmutación de los cilindros de adsorción del dispositivo de concentración de oxígeno.
La amplitud de la presión de PSA es de aproximadamente 20 Pa tal como se muestra en la figura 4. En la figura 3, la presión respiratoria del paciente se superpone sobre la presión de PSA, y, en estas condiciones, puesto que la presión de PSA es relativamente mayor que la presión respiratoria del modelo de respiración del paciente, la presión respiratoria del modelo de respiración del paciente está ocultada por la presión de PSA y no puede observarse. Por tanto, los inventores de la presente solicitud repitieron un examen diligente y, para obtener la presión respiratoria del modelo de respiración del paciente, idearon un método para eliminar sólo el componente de presión de PSA sustrayendo el componente de la figura 4 del componente de la figura 3 usando un software.
El resultado del procesamiento de sustracción usando el software en las condiciones de ambos datos en fase se muestra en la figura 5. Por otro lado, el procesamiento de sustracción es un procesamiento para calcular la diferencia de ambos datos en un tiempo arbitrario. Durante el periodo de tiempo de 0 a aproximadamente 15 s, tal como se mencionó anteriormente, puesto que el dispositivo de concentración de oxígeno está en el estado de funcionamiento sin aplicar la presión respiratoria del modelo de respiración del paciente, no se halló la forma de onda característica. Por otro lado, a aproximadamente 15 s o más tarde, puede observarse una fluctuación de presión periódica que tiene una amplitud de aproximadamente 20 Pa. Es decir, puede detectarse la presión respiratoria del modelo de respiración del paciente. Por tanto, el procesamiento de sustracción usando el software permite la adquisición de la información respiratoria del paciente incluso en las condiciones en las que se inhala oxígeno a una velocidad de flujo continua de 1 LPM a través de una cánula nasal y un tubo de extensión de 10 m desde el dispositivo de concentración de oxígeno.
Se muestra un grupo de datos en la figura 6, la figura 7 y la figura 8 que se adquirió en las condiciones de un flujo continuo de 3 LPM y una conexión de un tubo de extensión de 10 m aguas debajo de los medios de adquisición de información respiratoria.
La figura 6 muestra, como en la figura 3, los datos de presión que incluyen la información respiratoria del paciente y los datos de presión de PSA del dispositivo de concentración de oxígeno, y los datos durante el periodo de tiempo de 0 a aproximadamente 15 s después del comienzo de la medición son datos durante un periodo de tiempo durante el cual no se aplica la presión respiratoria del paciente y sólo se mide la presión de PSA del dispositivo de concentración de oxígeno.
La figura 7 muestra los datos de presión de PSA del dispositivo de concentración de oxígeno que se adquirieron de antemano y se registraron en medios de almacenamiento. La diferencia de forma de onda entre la figura 7 y la figura 4 está provocada por el ciclo de actuación para la adsorción/desorción de nitrógeno mediante materiales de adsorción durante la generación de oxígeno concentrado, que difiere para cada velocidad de flujo del suministro de oxígeno.
Como en la figura 3, también en la figura 6, la presión respiratoria del modelo de respiración del paciente se superpone sobre la presión de PSA, y, también en estas condiciones, puesto que la presión de PSA es relativamente mayor que la presión respiratoria del modelo de respiración del paciente, la presión respiratoria del modelo de respiración del paciente está ocultada por la presión de PSA y no puede observarse. Como en la figura 5, el resultado del procesamiento de sustracción en las condiciones de ambos datos en fase se muestra en la figura 8. Como en la figura 5, desde aproximadamente 10 s después del comienzo de la medición, donde se aplica la presión respiratoria, puede observarse una fluctuación de presión periódica que tiene una amplitud de aproximadamente 20 Pa. Es decir, se detecta la presión respiratoria del modelo de respiración del paciente. Por tanto, según el método mencionado anteriormente, se revela que incluso en las condiciones en las que se añade un tubo de extensión de 10 m y la velocidad de flujo de oxígeno de suministro se ajusta a 3 LPM, la información respiratoria del paciente puede adquirirse con buena precisión.
Procedimiento llevado a cabo en la realización 1
En la etapa S1, cuando se enciende el suministro de energía eléctrica del dispositivo 1 de concentración de oxígeno, el dispositivo 1 de concentración de oxígeno comienza a funcionar y comienza el suministro del gas de oxígeno concentrado. Al mismo tiempo, la unidad 7 de control recibe un valor medido del sensor 6 de presión diferencial, los datos de presión en la trayectoria de suministro de oxígeno, y comienza a registrar. Además, la unidad 7 de control comienza a contar el tiempo desde el comienzo de la medición (cuando se enciende el suministro de energía) y avanza a la etapa S2. En esta realización, la unidad 7 de control adquiere los datos de presión de PSA que no incluyen la información respiratoria del paciente, correspondientes a los datos mostrados en la figura 4 y la figura 7, a partir de la presión en la trayectoria de suministro de oxígeno. Específicamente, en la etapa S2, la unidad 7 de control juzga si ha pasado un tiempo predeterminado después del comienzo de la medición de los datos de presión en la trayectoria de suministro de oxígeno en la etapa S1. El tiempo predeterminado se ajusta a una duración que permite la adquisición de los datos de presión correspondientes a al menos un ciclo del ciclo de presión de PSA. Por otro lado, un ciclo respiratorio de un paciente tiene habitualmente una duración de aproximadamente 3 s y como máximo de aproximadamente 6 s. Cuando un ciclo de presión de PSA tiene una duración de 6 s o más, los datos medidos para un ciclo de la presión de PSA contienen al menos un ciclo o más de la información respiratoria del paciente. Por otro lado, cuando un ciclo de presión de PSA tiene una duración de menos de 6 s, puesto que los datos medidos para un ciclo de la presión de PSA no contiene un ciclo o más de la información respiratoria del paciente, el tiempo predeterminado es preferiblemente de 6 so más.
Por otro lado, la unidad 7 de control puede usar valores predeterminados registrados de antemano en una memoria de la unidad 7 de control sin medir los datos de presión de PSA cada vez que se enciente el suministro de energía. Sin embargo, la aparición de deterioro a lo largo del tiempo de los materiales de adsorción con el uso del dispositivo 1 de concentración de oxígeno disminuye la cantidad de adsorción de nitrógeno con el deterioro. En ese caso, el nitrógeno supuestamente adsorbido existirá como gas en un cilindro y, por tanto, aumenta la presión del gas en el cilindro, y, como resultado, se cree que la presión de PSA será también mayor. Por tanto, por ejemplo, el valor predeterminado, ajustado antes del envío, para los datos de presión de PSA del dispositivo de concentración de oxígeno provoca discrepancia de los datos de presión de PSA reales después del deterioro a lo largo del tiempo. Por tanto, en el procesamiento de sustracción en la etapa posterior, la discrepancia en los datos de presión de PSA puede funcionar como ruido, y reducir la precisión de la información respiratoria calculada. Por tanto, los datos de presión de PSA se miden preferiblemente cada vez que se enciende el suministro de energía.
Cuando se juzga que el tiempo predeterminado no ha transcurrido en la etapa S2, la unidad 7 de control pasa a la etapa S3, y cierra la cuarta válvula 9 de conmutación y abre la tercera válvula 8 de conmutación. En este momento, el grado de apertura de la tercera válvula 8 de conmutación se ajusta preferiblemente a un grado predeterminado de apertura que corresponde a una caída de presión provocada por ambos del tubo 2 de extensión y la cánula 3 nasal. El grado predeterminado de apertura puede seleccionarse de múltiples grados predeterminados de apertura dependiendo de la longitud de un tubo de extensión. Al cerrar la cuarta válvula 9 de conmutación, el sensor 6 de presión diferencial de precisión se desconecta de la porción del suministro de oxígeno al paciente. Por tanto, pueden medirse datos de presión de PSA que no incluyen la información respiratoria del paciente a partir de la presión en la trayectoria de suministro de oxígeno.
Posteriormente, en la etapa S4, los datos de presión en la trayectoria de suministro de oxígeno se almacenan en la primera memoria y la segunda memoria de la unidad 7 de control. Por otro lado, puesto que la adquisición de datos después de que se ha estabilizado el grado de apertura de válvula de una válvula de conmutación permite obtener datos fiables, la adquisición de datos puede comenzar después de un determinado periodo (por ejemplo, 0,1 s) desde el comienzo de la medición. Después de haber comenzado la medición de datos de presión con respecto al interior de la trayectoria de suministro de oxígeno, la unidad 7 de control repite el procedimiento de la etapa S3 y la etapa S4 hasta que transcurre un tiempo predeterminado. Es decir, durante un periodo de tiempo que incluye datos de presión para al menos un ciclo del ciclo de presión de PSA, los datos de presión de PSA que no incluyen la información respiratoria del paciente se registran en la primera memoria y la segunda memoria.
Cuando se juzga que el tiempo predeterminado ha transcurrido en la etapa S2, la unidad 7 de control pasa a la etapa S5, y cierra la tercera válvula 8 de conmutación y abre completamente la cuarta válvula 9 de conmutación. Por consiguiente, comienza el suministro de oxígeno al paciente. Posteriormente, el valor medido del sensor 6 de presión diferencial de precisión incluye la información respiratoria del paciente.
A continuación, en la etapa S6, se almacenan datos de presión con respecto al interior de la trayectoria de suministro de oxígeno en la primera memoria.
En la etapa S7, antes del procesamiento de sustracción en la etapa S8, se confirman las fases entre los datos almacenados en la primera memoria y los datos almacenados en la segunda memoria, y se ejecuta un procesamiento de confirmación de fase para hacer coincidir ambas fases si es necesario.
El principio mencionado anteriormente del procedimiento llevado a cabo en la presente realización se explica suponiendo que los datos de la figura 3 y la figura 4 están en fase. Sin embargo, los datos de la figura 3 y la figura 4 pueden ser realmente diferentes en su momento de adquisición, y, en ese caso, dos datos están fuera de fase. El procesamiento de sustracción en condiciones fuera de fase emite la parte fuera de fase como ruido, y finalmente se reduce la precisión de la adquisición de información respiratoria. Por tanto, es necesario confirmar que ambos datos están en fase para realizar el procesamiento de sustracción en el software. En este caso, las condiciones en las que dos datos están en fase se refieren a las condiciones en las que los componentes de datos de tiempo que indican el máximo de presión (máximos locales) de ambos datos medidos por la unidad 7 de control están de acuerdo entre sí. Los métodos para hacer que los datos fuera de fase entren en fase incluyen un método de alineación de ambos datos al valor máximo de presión de PSA, un método de diferenciar con el tiempo la forma de onda de presión de ambos datos y alinear los componentes de datos de tiempo en el punto donde el cambio temporal de la presión medida es grande, y similares.
En la presente realización, en primer lugar, la unidad 7 de control toma datos para cada ciclo del ciclo de presión de PSA a partir de los datos almacenados en la primera memoria. Específicamente, puesto que un intervalo de tiempo entre un máximo (máximos locales) y el siguiente máximo de datos de presión almacenados en la primera memoria es equivalente a un ciclo del ciclo de presión de PSA, la unidad 7 de control detecta cada máximo de datos almacenados en la primera memoria, determina un intervalo de tiempo entre un máximo y el siguiente máximo, y toma datos para cada intervalo de tiempo del máximo y el siguiente máximo. Por otro lado, puesto que los datos adquiridos en un determinado tiempo después del comienzo de la medición son más fiables tal como se mencionó anteriormente, puede decidirse no usa los datos tomados dentro de un determinado tiempo después del comienzo de la medición. Lo mismo se aplica para los datos almacenados en la segunda memoria. Por otro lado, la unidad 7 de control toma datos de ciclo de presión de PSA, que son datos para un ciclo del ciclo de presión de PSA, a partir de los datos almacenados en la segunda memoria de la misma manera tal como se mencionó anteriormente.
En la etapa S8, se ejecuta el procesamiento de sustracción, en el que los datos de ciclo de presión de PSA que se toman de los datos almacenados en la segunda memoria se sustraen de los datos que se procesan haciendo coincidir las fases en la etapa S7, tomados por cada ciclo del ciclo de presión de PSA, y almacenados en la primera memoria. Por consiguiente, se obtienen datos que incluyen la información respiratoria del paciente para un ciclo del ciclo de presión de PSA.
Obsérvese que, el procesamiento de confirmación de fase y el procesamiento de sustracción no se ejecutan necesariamente para la duración de datos de un ciclo del ciclo de presión de PSA, y alternativamente, los datos almacenados en la primera memoria pueden tomarse en un número predeterminado de ciclos del ciclo de presión de PSA, y los datos de presión de PSA, que se usan para el procesamiento de sustracción junto con los datos anteriores, pueden prepararse copiando y conectando, para una duración del número predeterminado de ciclos, los datos de medición de presión de PSA tomados de los datos almacenados en la segunda memoria.
En la etapa S9, los datos adquiridos en la etapa S8 que incluyen la información respiratoria del paciente se analizan para obtener información respiratoria del paciente, tal como fortaleza/debilidad y la frecuencia de respiración. Además, cada conjunto de datos que incluye la información respiratoria del paciente para un ciclo del ciclo de presión de PSA puede conectarse entre sí para obtener datos que incluyen la información respiratoria del paciente durante todo el periodo desde el encendido, lo que permite la adquisición de fuerza de respiración promedio y una frecuencia respiratoria durante el tiempo de uso.
En la etapa S10, la unidad 7 de control juzga si la fuente de alimentación del dispositivo de concentración de oxígeno está encendida o no. Cuando el suministro de energía del dispositivo de concentración de oxígeno no se juzga como apagado en la etapa S10, el flujo vuelve a la etapa S5, y se repiten los procedimientos desde la etapa S6 hasta la etapa S9.
Cuando el suministro de energía del dispositivo de concentración de oxígeno se juzga como apagado en la etapa S10, se termina el diagrama de flujo.
Tal como se mencionó anteriormente, según la presente invención, puede adquirirse información respiratoria de un paciente a partir de los datos de presión respiratoria medida del paciente durante el funcionamiento del dispositivo de concentración de oxígeno separando un componente de respiración del paciente de un componente de fluctuación de presión debido a la PSA.
Lista de signos de referencia
1. Dispositivo de concentración de oxígeno
11. Unidad de generación de oxígeno
12. Unidad de ajuste de velocidad de flujo de oxígeno
13. Puerto de suministro de oxígeno
111. Compresor
112. Válvula de conmutación
113. Cilindro
114. Válvula de conmutación
115. Depósito intermedio de oxígeno concentrado
116. Válvula de regulación de presión
121. Válvula de control
122. Medidor de flujo
101. Humidificador
2. Tubo de extensión
3. Cánula nasal
4. Medios de adquisición de información respiratoria
5. Orificio
6. Sensor de presión diferencial de precisión
7. Unidad de control
8. Tercera válvula de conmutación
9. Cuarta válvula de conmutación

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    i.Dispositivo (4) de adquisición de información respiratoria usado para un dispositivo (1) de concentración de oxígeno de tipo adsorción por oscilación de presión, PSA, que está configurado para conmutar y usar múltiples cilindros de adsorción que comprenden:
    un sensor (6) de presión diferencial en el que en un extremo se aplica una presión en una trayectoria de suministro de oxígeno que incluye tanto una fluctuación de presión debido a una compresión/descompresión durante la generación de gas de oxígeno concentrado como una presión de respiración de un paciente,
    el sensor (6) de presión diferencial configurado para medir una primera presión durante un periodo de tiempo durante el cual no se aplica la presión de respiración, y
    el sensor (6) de presión diferencial configurado adicionalmente para medir una segunda presión con la presión de respiración superpuesta en la primera presión,
    medios (7) de confirmación de fase configurados para alinear las fluctuaciones de presión periódicas de la primera presión y la segunda presión, y
    medios (7) de procesamiento de sustracción configurados para calcular la diferencia entre las fluctuaciones de presión periódicas alineadas de la primera presión y la segunda presión.
  2. 2. Dispositivo (4) de adquisición de información respiratoria según la reivindicación 1, en el que los medios (7) de confirmación de fase son medios configurados para calcular datos para un ciclo de la fluctuación de presión de la primera presión y datos para un ciclo de la fluctuación de presión de la segunda presión, y hacer coincidir las fases.
  3. 3. Dispositivo (4) de adquisición de información respiratoria según la reivindicación 1 ó 2, en el que los medios (7) de confirmación de fase son medios configurados para detectar una presión máxima para cada una de la primera presión y la segunda presión, y hacer coincidir las fases a las presiones máximas.
  4. 4. Dispositivo (4) de adquisición de información respiratoria según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la trayectoria de suministro de oxígeno está equipada con una válvula de conmutación configurada para permitir o cerrar el suministro de oxígeno del dispositivo (1) de concentración de oxígeno de tipo PSA al paciente.
  5. 5. Dispositivo (4) de adquisición de información respiratoria según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el sensor (6) de presión diferencial está equipado con un sensor de presión diferencial de precisión y está configurado para medir la presión diferencial entre ambos extremos de cualquier punto en la trayectoria de suministro de oxígeno y un punto de presión constante.
  6. 6. Método de adquisición de información respiratoria que comprende, para un dispositivo (1) de concentración de oxígeno de adsorción por oscilación de presión, PSA, que conmuta y usa múltiples cilindros de adsorción, comprendiendo el método de adquisición de información respiratoria:
    una etapa de adquisición de presión diferencial en la que se aplica en un extremo de un sensor (6) de presión diferencial una presión en una trayectoria de suministro de oxígeno que incluye tanto una fluctuación de presión debido a una compresión/descompresión durante la generación de gas de oxígeno concentrado como una presión de respiración de un paciente, incluyendo
    medir una primera presión durante un periodo de tiempo durante el cual no se aplica la presión de respiración, y
    medir una segunda presión con la presión de respiración superpuesta en la primera presión,
    una etapa de confirmación de fase de alinear las fluctuaciones de presión periódicas de la primera presión y la segunda presión, y
    una etapa de sustracción de calcular la diferencia entre las fluctuaciones de presión periódicas alineadas de la primera presión y la segunda presión.
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