BRPI0716568A2

BRPI0716568A2 - Método para operar um conjunto ventilador para paciente, e, aparelho de ventilação de paciente

Info

Publication number: BRPI0716568A2
Application number: BRPI0716568-4A
Authority: BR
Inventors: Fernando Isaza
Original assignee: Ric Investments Llc
Priority date: 2006-09-11
Filing date: 2007-09-07
Publication date: 2013-11-05
Also published as: BRPI0716567A2; JP5264733B2; JP2010502401A; EP2066412B1; RU2455031C2; RU2009113536A; EP2066412A4; US20080060646A1; WO2008033732A2; CN101553284B; US20110259339A1; WO2008033732A3; CN101553268B; CN101553284A; US20080060656A1; EP2066384B1; JP5184534B2; EP2066412A2; RU2455030C2; US7997272B2

Description

"MÉTODO PARA OPERAR UM CONJUNTO VENTILADOR, CONJUNTO VENTILADOR PARA PACIENTE, E, APARELHO DE VENTILAÇÃO DE PACIENTE" REIVINDICAÇÃO DE PRIORIDADE

Sob as disposições da 35 U.S.C. § 120/365, este pedido reivindica o benefício do pedido de patente do U.S. de nosde série 11/518.816, depositado em 11 de setembro de 2006 e depositado em 17 de agosto de 2007. CAMPO TÉCNICO

Este pedido refere-se à ventilação de um paciente, e, mais particularmente, a um método e aparelho para ventilação invasiva que permite ao paciente falar enquanto sendo ventilado e que detecta anomalias no sistema quando o ventilador está operando em um modo de fala. CONHECIMENTO DA INVENÇÃO

Um exemplo de um conjunto de tubo endotraqueal conhecida é descrita na Patente U.S. de N0 4.759.356 ("a patente '356'"), a descrição inteira a qual é aqui então incorporada para referência na presente especificação. Um exemplo de um conjunto ventilador é conhecida é descrita na Patente dos U.S. de N0 6.543.449 ("a patente '449'"), a descrição inteira a qual é aqui então incorporada para referência na presente especificação.

O conjunto de tubo endotraqueal descrito na patente '356 inclui um tubo endotraqueal configurado para ser instalado em uma traquéia do paciente tal que uma extremidade aberta interna se comunique com as vias aéreas e pulmão do paciente e uma extremidade aberta externa é, de forma adequada ancorada exteriormente no pescoço do paciente. A patente '356 divulga o aprovisionamento de uma válvula de retenção na extremidade aberta do tubo, freqüentemente referenciada na técnica como uma "válvula de conversação". A válvula de retenção descrita na patente '356 esta em amplo uso e a especificação da patente '356 indica muitas vantagens da válvula de retenção quando em uso, em adição à função de vantagem de conversação básica. O conjunto ventilador descrito na patente '449 tem a capacidade de uso interno, quando com um conjunto de tubo endotraqueal, ou de uso não interno, quando com uma máscara. A presente invenção foca no modo invasivo da operação do ventilador.

Como colocado na patente '356, há muitas vantagens em adição à capacidade de conversação que resulta do uso de uma válvula de retenção. Contudo, também há desvantagens. Por exemplo, a válvula de retenção deve ser removida de modo a dar tratamentos de aerossol ao paciente ou para efetuar sucção.

Patente dos U.S. de N0 6.668.824 ("a patente '824) ensina a detectar desconexão e oclusão do circuito de tubagem. O algoritmo usado na patente '824 para detectar desconexões e oclusões do circuito requer detectar a exalação de fluxo de gás durante a fase de exalação de uma respiração, i. e., detectando o fluxo de gás viajando através do membro expiratório do circuito do paciente durante a exalação. O fluxo de exalação, em combinação com pelo menos, um outro parâmetro monitorado, tal como pressão de exalação, é usado para detectar desconexões e obstruções do circuito. Esta técnica, contudo, não pode ser usada se o modo de ventilação implementado pelo ventilador especificamente evita ou não requer um fluxo de gás no membro expiratório durante a exalação. DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

Conseqüentemente, é um objeto da presente invenção fornecer um método para operar um conjunto ventilador em um modo de fala que permite ao paciente falar enquanto recebendo a terapia de ventilação e que monitora anomalias para maximizar a segurança do ventilador enquanto no modo de fala. Este objeto é alcançado de acordo com uma modalidade da presente invenção (a) fornecendo um conjunto ventilador que inclui passagens de inalação e exalação se comunicando uma com a outra, e um conjunto de respiração capaz de efetuar repetitivos ciclos respiratórios. Cada ciclo respiratório inclui: (1) uma fase de inalação durante a qual (i) uma válvula de inalação se comunicando com a passagem de inalação é relativamente aberta para a passagem de gás através dele na passagem de inalação e para o paciente, e (ii) uma válvula de exalação entre a passagem de exalação e uma saída exalação no conjunto ventilador é relativamente fechada, e (2) uma fase de exalação durante a qual a válvula de inalação é relativamente fechada. O método ainda inclui (b) repetitivamente ciclar o conjunto de respiração tal que (1) durante a fase de inalação, o gás na passagem de inalação escoe através de um tubo endotraqueal e para dentro das vias aéreas e pulmões do paciente abaixo das cordas vocais do paciente, e (2) durante a fase de exalação, a válvula de exalação é mantida relativamente fechada e, ao paciente é permitido exalar os gases nas vias aéreas e pulmões do paciente, passar as cordas vocais do paciente e sair da boca do paciente, e por meio disso, facilitar a habilidade do paciente para falar. O método também inclui (c) monitorar a pressão dentro de pelo menos uma das passagens durante a fase de exalação, e (d) determinar se uma desconexão ou obstrução do circuito existe com base na monitoração da pressão.

É um objeto adicional da presente invenção fornecer um conjunto ventilador para paciente que seja capaz de operar em um modo de fala que permita ao paciente falar enquanto recebendo a terapia de ventilação e que monitora anomalias para maximizar a segurança do ventilador enquanto no modo de fala. Este objeto é alcançado de acordo com uma modalidade da presente invenção fornecendo um conjunto ventilador para paciente que inclui um conduto adaptado para ser conectado a uma extremidade aberta exterior de um tubo endotraqueal. O conduto inclui passagens de inalação e exalação se comunicando uma com a outra. O conjunto ventilador para paciente também inclui válvulas de inalação e exalação nas passagens de inalação e exalação, respectivamente, e um sensor de pressão adaptado para monitorar a pressão dentro de pelo menos uma das passagens durante a fase de exalação. Um controlador controla a válvula de inalação e a válvula de exalação a fim de fornecer ciclos respiratórios repetitivos, cada ciclo respiratório incluindo uma fase de inalação e uma fase de exalação. Durante a fase de inalação, a válvula de inalação é relativamente aberta e a válvula de exalação é relativamente fechada e um fluxo de gás é permitido passar através da mesma e do tubo dentro das vias aéreas e pulmões do paciente. O controlador é ainda adaptado para determinar se uma desconexão ou oclusão do circuito existe com base na pressão monitorada.

Esses e outro objetos, recursos, e características da presente invenção, assim como os métodos de operação e funções dos elementos de estrutura relacionados e da combinação de partes e economias de fabricação, se tornarão mais aparente quando da consideração da seguinte descrição e das reivindicações anexas com referência aos desenhos anexos, todos dos quais forma uma parte desta especificação, onde numerais de referência parecidos

r

designam correspondente partes nas várias FIGS. E para ser expressamente entendido, contudo, que os desenhos são para o propósito de ilustração e descrição somente e não são pretendidos como uma definição dos limites da invenção. Como usado na especificação e nas reivindicações, a singular forma singular de "um", "uma", "o" e "a", inclui os referentes plurais ao menos que o contexto claramente dita o contrário. DESCRIÇÃO BREVE DOS DESENHOS

FIG. 1 A é uma vista parcialmente esquemática de uma modalidade de um aparelho de ventilação de acordo com um aspecto da invenção, o aparelho sendo mostrado, de forma operativa, conectado com um paciente com setas indicando a direção de fluxo de gás quando as válvulas e o controlador estão em uma fase de inalação;

FIG. IB é uma vista similar à IA, mas mostrando uma válvula de exalação parcialmente fechada; FIG. 2Α é uma vista parcialmente esquemática da modalidade da FIG. IA, mas mostrando setas indicando a direção do fluxo quando as válvulas e controlador estão em uma fase de exação de modo de conversação;

FIG. 2B é uma vista similar à 2A, mas mostrando uma válvula de exalação parcialmente fechada e uma válvula de inalação parcialmente fechada;

FIG. 3 é uma vista parcialmente esquemática da modalidade da FIG. 1 A, mas mostrando setas indicando a direção do fluxo quando as válvulas e controlador estão em uma fase de exalação de modo de não conversação;

FIG. 4A ilustra uma outra modalidade da presente invenção onde o tubo endotraqueal, mais propriamente do que sendo desprovido de uma válvula de retenção como na FIG. IA, tem uma válvula de retenção na extremidade aberta dele;

FIG. 4B é uma vista similar à 4A, mas mostrando uma válvula de exalação parcialmente fechada;

FIG. 5A é uma vista similar à FIG. 4A, mas mostrando setas indicando a direção do fluxo quando as válvulas e o controlador estão em uma fase de exalação;

FIG. 5B é uma vista similar à FIG. 5A, mas mostrando as válvulas de exalação e inalação parcialmente fechada;

FIG. 6, de forma esquemática, representa o sistema das FIGS. 1 e 2 como um diagrama de circuito elétrico análogo, e mostrando um arranjo no qual a válvula de exalação está completamente fechada durante as fases de inalação e exalação; e

FIGS. 7A e 7B são gráficos ilustrando uma técnica de detecção de oclusão de acordo com uma modalidade da presente invenção. DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES EXEMPLARES

Referindo agora mais particularmente às FIGS. IA, 1B, 2A, 2Β, e 3 (ou "FIGS.1-3" para simplificar) dos desenhos, é mostrado um aparelho de ventilação, geralmente indicado por 10, incorporando os princípios da presente invenção. O aparelho de ventilação 10 inclui, in geral, um conjunto de tubo endotraqueal, geralmente indicado por 12, e um conjunto ventilador, geralmente indicado por 14.

O conjunto de tubo endotraqueal 12 inclui um tubo endotraqueal 16, construído, por exemplo, de acordo com os princípios descritos na patente '356 incorporada. O tubo endotraqueal 16 é construído e arranjado para ser montado em uma traquéia 18 de um paciente 20, como mostrado nas FIGS .1 -3, tal que uma extremidade aberta exterior 22 é de forma adequada fixada em posição exteriormente do pescoço do pescoço do paciente 24 e uma extremidade aberta interior 26 se comunica com o vias aéreas e pulmões do paciente 28 em uma posição abaixo das cordas vocais do paciente 30.

Nas FIGS.1-3, o tubo endotraqueal 18 é mostrado como sendo desprovido de uma válvula de retenção, freqüentemente referenciada como a válvula de conversação, tal como aquela descrita na patente '356.

O conjunto ventilador 14 inclui um conjunto de conduto, geralmente indicado por 32, que inclui uma estrutura em Y 34 e porções de tubo formando uma passagem de inalação 36 e uma passagem de inalação 38, como será descrita abaixo. O extremo inferior da estrutura em Y 34 é conectado à extremidade aberta exterior 22 do tubo endotraqueal 16 tal que o tubo endotraqueal seja desprovido de uma válvula de retenção e se comunica com o conjunto de conduto 32 para fluxo gasoso na direção ou através dele.

Um ramo da estrutura em Y é conectado com a seção de tubo ou o conduto definindo a passagem de inalação 36 e o outro ramo da estrutura em Y é conectado com a seção de tubo ou conduto definindo a passagem de inalação 38. Como pode ser visto das FIGS. 1-3, a estrutura em Y 34 serve para comunicar a passagem de inalação 36 e a passagem de inalação 38 uma com a outra.

O conjunto de conduto 32 descrito até agora é disposto exteriormente do conjunto ventilador 14, como indicado pela linha tracejada nas FIGS. 1-3. O conjunto ventilador 14 aloja um conjunto de respiração 40 nela, que inclui um conjunto de inalação 42 e uma conjunto de exalação 44. Nas FIGS. 1-3, o conjunto de inalação 42 e o conjunto de exalação 44 do conjunto de respiração 40 são mostrados, de forma esquemática, em um diagrama em bloco. Os componentes de fluxo de gás incluídos nas montagens de inalação e exalação 42 e 44 do conjunto de respiração 40 pode ser de construção convencional. Uma descrição específica de uma modalidade dos componentes usados de acordo com os princípios da presente invenção é descrito na patente '449.

Conforme ilustrado, o conjunto de inalação 42 inclui uma válvula de inalação 46 controlável que se comunica com a passagem de inalação 36, e o conjunto de exalação 44 inclui uma válvula de exalação 48 controlável que se comunica com a passagem de inalação 36.

As válvulas 46 e 48 são preferencialmente controladas eletronicamente através de um controlador 52 e são capazes de serem controladas para se moverem entre posições totalmente fechadas e totalmente abertas e qualquer posição de abertura parcial entre elas. As válvulas 46 e 48 podem ser de qualquer adequado tipo para aplicações de ventilador, tal como válvulas do tipo solenóide proporcional, ou, ou tipo de operação de motor de passo, apenas para exemplificar.

O conjunto de respiração 40 é construído e arranjado para ser controlado para fornecer repetitivos ciclos respiratórios. Cada ciclo de respiração inclui uma fase de inalação durante a qual a válvula de inalação 46 está aberta e a válvula de exalação 48 está fechada. Durante cada fase de inalação, o conjunto de inalação 42 é controlado por um controlador 52 para fazer com que um fluxo de gás passe através da válvula de inalação 46 aberta, da passagem de inalação 36, do tubo endotraqueal 16 para dentro do vias aéreas e pulmões do paciente 28. Em uma modalidade, o fluxo de gás inclui ar e oxigênio mistura através do conjunto de inalação 42 a partir de um fornecimento de ar tomado através de uma entrada 50 do conjunto de inalação 42 e um fornecimento de oxigênio contido dentro do conjunto de inalação 42. Contudo, qualquer fonte conhecida de gás pode ser usada e comunicada através da mesma 36 através da válvula de inalação 46.

Cada ciclo de respiração também inclui uma fase de exalação durante a qual a válvula de inalação 46 é fechada ou de forma parcial, fechada (i. e., "relativamente" fechada como discutido mais tarde).

Como melhor mostrado nas FIGS. 2A e 2B, de acordo com uma modalidade da invenção, o aparelho de ventilação 10 é adaptado para ser operado em um "modo de fala" no qual a válvula de exalação 48 é controlada pelo controlador 52 para permanecer em sua posição relativamente fechada, ou para dinamicamente controlar a pressão no conjunto de conduto 32 de acordo com um perfil de pressão desejado, durante a fase de exalação, com o perfil de pressão sendo baseado no objetivo de melhorar a habilidade de falar do paciente. Este controle da válvula de exalação 48 possibilita uma fase de exalação ser uma na qual a habilidade do paciente para conversar é facilitada, mesmo embora não haja nenhuma válvula de retenção incorporada no conjunto endotraqueal 12 ou no conjunto de conduto 32. Assim sendo, durante a fase de exalação, quando o paciente é capaz de exalar o gás respirável introduzido dentro do vias aéreas e pulmões do paciente na fase de inalação precedente, as válvulas 46 e 48 de inalação e exalação relativamente fechadas evitam o fluxo além delas, ou são controladas para alcançar um perfil de pressão no conjunto de conduto 32, tal que o gás exalado precise escoar passando pelas cordas vocais do paciente 30 em seu trajeto para fora da boca do paciente, assim sendo facilitando a habilidade de falar do paciente, como mostrado pelas setas nas FIGS. 2 A e 2B. Deve ser apreciado que nas situações nas quais a válvula de inalação ou válvula de exalação são descritas aqui como estando "fechada" ou "aberta", isto não significa necessariamente se referir a uma válvula absolutamente ou totalmente aberta ou totalmente fechada (embora isto possa), mas mais propriamente uma válvula relativamente aberta ou fechada. Em outras palavras, por exemplo, quando a válvula de exalação está "fechada", isto não significa que está completamente fechada para evitar qualquer gás passagem de gás através dela, como mostrado nas FIGS. IA e 2 A. Mais propriamente, a válvula de exalação pode ser parcialmente fechada, mas fechada suficientemente para alcançar sua funcionalidade desejada (como mostrado nas FIGS. IB e 2B). Assim sendo, por exemplo, uma válvula de exalação "relativamente fechada" ou "relativamente aberta" significa uma posição relativamente fechada e uma posição comparativamente, relativamente aberta, respectivamente, como se relaciona àquela válvula em particular. De forma similar, a válvula de inalação "fechada" ou "aberta" refere-se a duas posições relativas da válvula de inalação, onde uma posição é relativamente fechada ou relativamente aberta uma com relação a outra. Assim sendo, o termo "relativamente fechada" como usado aqui é pretendido para transmitir este amplo entendimento e significado. Em uma fase de inalação, por exemplo, a válvula de exalação

não necessita ser totalmente fechada, mas pode ser fechada somente o bastante para possibilitar uma posição desejada a ocorrer dentro do conjunto de conduto 32 e do pulmão do paciente. De forma similar, em uma fase de inalação, a válvula de inalação não necessita ser totalmente aberta, mas pode ser aberta somente o bastante, para jogar gás suficiente dentro do conjunto de conduto 32 e dos pulmões do paciente para possibilitar o paciente a respirar (não mostrado na FIGS.). De forma similar, em uma fase de exalação, a válvula de inalação não necessita ser totalmente fechada, mas pode ser parcialmente fechada (ver FIG. 2B), e a válvula de exalação necessita somente ser fechada suficientemente para manter um perfil desejado de pressão no conjunto de conduto 32 (ver FIG. 2B).

Em uma modalidade, o grau de abertura e fechamento da válvula de exalação e/ou válvula de inalação é dinamicamente controlado pelo controlador 52. Especificamente, o monitor de exalação 58 e/ou monitor de inalação 54 pode ser usado para monitorar pressão continuamente, ou periodicamente durante, a fase de inalação e/ou de exalação e enviar um sinal para o controlador 52 para continuamente ou intermitentemente enviar sinais para abrir e/ou fechar a válvula de exalação 48 e/ou válvula de inalação para um grau desejado, com base na pressão desejada a ser fornecida dentro do conjunto de conduto 32 ou na taxa de vazão desejada através da associada válvula 46 e/ou 48 em qualquer ponto no ciclo de respiração, ou com base no modo de operação de conversação ou de não conversação. Em uma modalidade, um codificador ou qualquer tipo de transdutor pode ser usado para medir o grau de abertura da válvula e enviar sinais de realimentação de volta para o controlador 52.

Em uma modalidade, durante a fase de inalação, a válvula de exalação 48 é relativamente fechada (i. e., fechada suficientemente para permitir uma quantidade desejada de gás respirável a ser fornecida ao paciente), mas pode ser somente parcialmente fechada a fim de ser capaz permitir vazar o excesso de gás (e. g. entre cerca de 3 à 7 litros por minuto) através da porta de saída 62 (ver FIG. 1B). Em adição, a válvula de inalação 46 pode ser totalmente aberta ou parcialmente aberta, mas em qualquer caso, relativamente aberta em comparação quando esta nas posições fechada ou relativamente fechada.

Em uma modalidade, durante a fase de exalação, a válvula de exalação e a válvula de inalação estão relativamente fechadas, mas uma ou ambas as válvulas podem ser parcialmente fechada (ver FIG. 2B) para controlar o nível ou pressão no conjunto de conduto 32. Por exemplo, em uma modalidade pode ser desejável prender a pressão no conjunto de conduto 32 acima de um limite especificado, tal como, em uma modalidade, 5 centímetros de água. Tal controle é freqüentemente referido como pressão positivo e expiratória (PEEP), que pode ser usado na presente invenção, e como descrito na Patente dos U.S. de N0 6.823.866, aqui incorporada para referência em sua totalidade. Este método pode ser usado para prender a pressão dentro do conjunto de conduto 32 acima de um determinado nível para conservar o vias aéreas do paciente aberto e/ou melhorar a habilidade de falar do paciente.

Será notado que enquanto não há fluxo através das passagens

de inalação e exalação 36 e 38 de comunicação quando as válvulas 46 e 48 estão fechadas em uma fase de exalação, a comunicação fornecida pelo tubo endotraqueal 16 é tal que as passagens 36 e 38 reflitam a pressão das vias aéreas durante a fase de exalação apenas como elas fazem durante a fase de inalação.

Em uma modalidade, o controlador 52 pode ser um microprocessador programável e, como notado acima, serve para controlar a operação de conjunto de respiração 40 em fornecer os repetitivos ciclos de respiração, incluindo controle do conjunto de inalação 42 e válvula de inalação 46 dela e do conjunto de exalação 44 e válvula de exalação 48 dela.

O controlador 52, em seu controle da operação total do conjunto ventilador 14, usa dados relacionando a pressão medida dentro das vias aéreas do paciente conforme refletida nas passagens de inalação e exalação 36 e 38. Enquanto os dados medidos poderiam ser obtidos a partir de um único monitor, na modalidade ilustrada dois monitores são fornecidos, incluindo um monitor de inalação 54 conectado com a passagem de inalação 36 através de tubo 56 adequado, e um monitor de exalação 58 separado conectado com a passagem de inalação 38 através de tubo 60 adequado. Em uma modalidade, monitores 54 e 58 usam transdutores de pressão capazes de sentir as condições de pressão da passagem de comunicação e convertendo a condição de pressão percebida em um sinal discreto capaz de ser recebido e usado pelo controlador 52. O controlador 52 abre e fecha as válvulas 46 e 48 com base no monitor 54 e/ou monitor 58, a saída do qual pode ser usada para detectar a fase de respiração que o paciente está. Isto é, o monitor acompanha a pressão dentro dos pulmões do paciente do começo ao fim do ciclo de respiração para controlar a abertura e fechamento das válvulas 46 e 48.

Em uma modalidade, o controlador usa dois algoritmos distintos, um para controlar a válvula de exalação 48 e o outro para controlar a válvula de inalação 46. Em uma outra modalidade, o controlador compreende duas unidades de controle ou módulos de controle separados, um para controlar cada válvula e conectados com pelo menos, um dos monitores 54 e 58.

Do dito acima, será entendido que o controlador 52 é programado tal que durante cada fase de exalação, um modo de conversação seja introduzido no qual a válvula de exalação permanece fechada ou parcialmente fechada, como anteriormente descrito.

Em adição, o controlador é programado tal que durante a fase de exalação, um modo de não conversação pode ser introduzido, no qual a válvula de exalação está aberta. Neste modo de não conversação (ou "primeiro" modo), o gás nas vias aéreas e pulmões do paciente no final de uma fase de inalação é permitido escoar através de tubo endotraqueal 16, abrir a válvula de exalação 48 e sair por uma saída 62 fornecida pelo conjunto de exalação 44, como mostrado pelas setas na FIG. 3. A fase de exalação de não conversação é introduzida quando o monitor 54 e/ou 58 envia um sinal ao controlador 52 indicando uma condição prescrita. Por exemplo, se o monitor 54 e/ou 58 detecta que a pressão no conjunto de conduto 32 não está sendo reduzida em um taxa esperada, isto pode ser indicativo de um bloqueio (e. g., gás está sendo forçado de volta na conjunto de conduto 32 mais propriamente do que passando as cordas vocais) ou oclusão das vias aéreas. Neste caso, a válvula de exalação 48 será aberta para permitir ao gás escapar dos pulmões do paciente.

Do descrito acima, pode ser visto que o aparelho de ventilação 10, como descrito acima, facilita a habilidade do paciente de conversar quando no modo de conversação (ou "segundo" modo) como mostrado na FIG. 2, e também fornece um modo de ventilação de não conversação (ver Fig. 3) meramente através da operação do controlador 52 da FIG. 3. Deve ser apreciado que some conversação pode ser possível no primeiro (ou "não conversação") modo, embora possa não ser tão favorável.

Referindo agora mais particularmente às FIGS. 4A, 4B, 5A e 5B (ou "FIGS. 4 e 5" de forma mais simplificada), é mostrado nelas uma modalidade alternativa. Nesta modalidade, o conjunto de tubo endotraqueal 12 inclui uma válvula de retenção 64 convencional no conjunto de conduto 32. Esta modalidade demonstra que a característica de possibilitar ao controlador 52 selecionar um modo no qual a válvula de exalação 48 é mantida em uma posição relativamente fechada durante a fase de exalação pode assegurar vantagens mesmo quando uma convencional válvula de retenção 64 convencional é empregada. Na modalidade das FIGS. 4 e 5, controlador 52 opera em um

modo de conversação similar ao modo de conversação descrito acima. A diferença é que a comunicação de fluxo do gás a partir do paciente para o conjunto ventilador 14 durante a fase de exalação é cortado na válvula de retenção 64 mais propriamente do que na válvula de exalação 48 relativamente fechada. Se o controlador 52 efetivamente funcionou para abrir a válvula de exaustão 48 durante a fase de exalação como no modo de não conversação da FIG. 3, a pressão na passagem de inalação 38 simplesmente estaria em pressão atmosférica durante a fase de exalação tal que o monitor de exalação 58 não estaria monitorando a pressão das vias aéreas dos pacientes durante a fase de exalação.

Note que a FIG. 4B é funcionalmente a mesma que a 4A, mas mostrando um valor de exalação parcialmente fechada, enquanto a FIG. 5B é funcionalmente a mesma que a FIG. 5A, mas mostrando as válvulas de inalação e exalação parcialmente fechadas.

Como notado acima, o controlador 52 vai regular a válvula de exalação 48 a fim de ficar relativamente fechada durante a fase de exalação, quando a válvula de inalação 46 está relativamente fechada, e a pressão na passagem de inalação 38 estará geralmente igual a pressão das vias aéreas do paciente durante a fase de exalação. Já que esta pressão reduz nas vias aéreas do paciente conforme a fase de exalação prossegue, o monitor de exalação pode continuar, durante a fase de exalação, a monitorar os pacientes reduzindo a pressão nas vias aéreas. Porque a válvula de inalação 46 fechada (ou de forma parcial, fechada) e a válvula de exalação 48 fechada (ou de forma parcial, fechada) vão prender a pressão dentro da passagem de inalação 36 e passagem de inalação 38 de comunicação em ou ligeiramente acima da pressão nos pulmões do paciente durante a fase de exalação, e porque esta pressão é aproximadamente balanceada com a pressão nos pulmões do paciente através da operação de uma válvula de retenção 64, a monitoração da exalação 58 (e/ou monitoração da inalação54) é/são capazes de eficazmente tornar acessível a pressão nos pulmões do paciente em todos os momentos durante a fase de exalação. Conseqüentemente, como a pressão das vias aéreas do paciente diminui durante a fase de exalação, a pressão fechada dentro das passagens 36 e 38 de comunicação vai continuar a igualar com a pressão das vias aéreas do paciente durante a fase de exalação. O monitor de exalação 58 está assim monitorando a pressão das vias aéreas do paciente durante a fase de exalação mais propriamente do que a pressão atmosférica, com seria o caso se a válvula de exalação estivesse aberta.

FIG. 6, de forma esquemática, representa o sistema das FIGS. 1 e 2 como um diagrama de circuito elétrico análogo.

Na FIG. 6, os vários componentes do sistema mostrado nas FIGS. 1 e 2 são representados como símbolos elétricos como conhecido na técnica, cada um etiquetado com a palavra descritiva ou abreviação descritiva.

As abreviações descritivas são como a seguir: Rvocal cords refere-se à resistência das cordas vocais do paciente. Rvocal_cords é mostrada como um resistor variável para mostrar a resistência variável gerada pelas cordas vocais (por exemplo, maior lances de som gerados maior a resistência). Rairway refere-se à resistência das vias aéreas do paciente. Rtube refere-se à resistência da tubagem do circuito do paciente ou resistência do conduto. Ctube refere-se à complacência da tubagem do circuito do paciente ou complacência do conduto, que pode ser medida como a capacitância, ou o volume da tubagem divido pela pressão na tubagem. Clung refere-se à complacência do pulmão do paciente. Pmus refere-se à pressão criada nos pulmões do paciente pelos músculos do paciente, e ilustrado como uma pressão alternativa gerada pelo paciente através da ação dos músculos do paciente (e. g., diafragma do paciente, músculos intercostais, músculos peitorais, etc.).

O prefixo de letra Q refere-se à quantidade de fluxo de gás distribuído pelo ventilador (Q vent) ou pelo paciente durante a fase de exalação (Q_exalation). O prefixo Q também refere-se à uma quantidade de fluxo de gás distribuído (1) para o conduto ou sistema de tubagem (Q_ tube), (2) para o paciente (Q_patient), (3) para os pulmões do paciente (Q_ lung) e (4) para as cordas vocais do paciente (Q cords). Conforme mostrado na FIG. 6, o fluxo de gás é distribuído

pelo ventilador (Q_vent) durante a fase de inalação do ciclo de respiração. Porque a válvula de exalação está fechada (i. e., comutador aberto) durante esta fase, o gás é distribuído para o paciente (Q_pacient) assim como para o sistema de tubagem (Q_tube). Durante a fase de inalação, o fluxo através das cordas vocais (Q_cords) é tipicamente zero, como a glote do paciente está fechada (representado pelo comutador aberto próximo à Q_cords na FIG. 6) então o gás (Q Lung) é distribuído para os pulmões do paciente. Contudo, deve ser apreciado que em algumas circunstâncias durante a fase de inalação, o gás sendo distribuído pelo ventilador pode ser usado para propósitos de fala pelos pacientes, e então o fluxo através das cordas vocais não é zero.

Deve ser apreciado que comutador aberto na FIG. 6 etiquetado "Válvula de Exalação" representa um arranjo onde a válvula de exalação está completamente fechada para ambas as fases de inalação e de exalação. Este comutador pode ser substituído por um resistor variável para refletir arranjos, onde uma válvula de exalação pode ser parcialmente, ou relativamente fechada durante as fases de exalação e/ou inalação.

Geralmente, a fase de exalação do ciclo de respiração é quando a conversação é facilitada. A conversação é realizada aumentando a pressão no pulmão através das forças de recuo dos músculos torácicos assim como a atividade do músculo do diafragma. Durante a fala, a direção da Q_Lung é reversa e deixa o paciente através das cordas vocais. Modulação das cordas vocais (i.e., variação da resistência das cordas vocais) é responsável pelas vibrações das cordas que finalmente se transformam em fala.

Durante a fase de exalação, a válvula de exalação do ventilador permanece fechada (ou de forma parcial, fechada), e desta maneira, a maioria do fluxo de gás é redirecionado em direção as cordas vocais durante a fala. Durante a exalação, uma pequena quantidade de gás pode escoar em direção a complacência do sistema de tubagem. Esta complacência, tipicamente menor do que 2 ml/cmH20, sendo pequena comparada com a complacência do Pulmão do (Clung) usa uns poucos milímetros de volume de gás exalado pelo paciente.

As modalidades apenas descritas sem a válvula de fala (válvula de retenção) têm várias vantagens, incluindo, mas não limitado à, as seguintes:

1) Permite a detecção de anéis do tubo da traquéia inflados. Isto é possível já que os sensores de pressão do ventilador são capazes de monitorar a pressão no sistema de tubagem e esta pressão por sua vez reflete a pressão nas vias aéreas e pulmões do paciente.

2) Permite avaliação da pressão das vias aéreas do paciente durante a exalação tal que sobreposição de respirações seja evitada. Isto não é prático em modalidades usando a válvula de fala, já que a válvula bloqueia a comunicação pneumática com os transdutores de pressão do ventilador.

3) Permite para forte tosse de paciente sem interferência de uma maneira de membrana de válvula, já que nenhuma válvula é usada.

4) Permite tratamento de aerossol sem a necessidade de retirar a válvula de fala.

5) Permite sucção sem a necessidade de retirar a válvula de

fala.

6) Evitar a necessidade de retirar a válvula de fala para impedir a membrana/disco da válvula de ficar entupido com escarro, já que nenhuma válvula de fala é requerida.

Note que as modalidades onde a válvula de fala está presente, o volume de gás preso no circuito de tubagem pode somente escapar através da válvula de fala. O fluxo de gás através da válvula de fala é possível somente se existe uma pressão diferencial através da válvula. Assim sendo, monitoração da pressão nas vias aéreas e pulmões do paciente através da monitoração da pressão do sistema de tubagem é possível, enquanto a pressão no conjunto de conduto 32 for maior do que ou igual à pressão nos pulmões do paciente, que é a maneira de operar da presente invenção.

O presente inventor reconheceu que durante o modo de fala, como descrito acima, é desejável assegurar que o sistema de ventilação opera em uma maneira que permanece segura para o usuário. Por exemplo, se os anéis do tubo da traquéia não estão deflacionados ou as vias aéreas em torno do tubo da traquéia se tornam obstruídas enquanto no modo de fala, o gás não pode ser capaz de deixar os pulmões do paciente. Também a desconexão do tubo do circuito do paciente pode prevenir uma operação eficiente do ventilador em ventilar o paciente. Assim sendo, a presente invenção procura detectar obstruções a fim de prevenir a pressão nos pulmões do paciente de exceder um determinado limite assim como prevenir asfixia, e detectar desconexões ou perda dos componentes do conjunto ventilador ou do conjunto do tubo endotraqueal. Detecção de desconexões ou perdas dos componentes do

conjunto ventilador ou do conjunto de tubo endotraqueal é realizada monitorando a pressão do circuito do ventilador no ou próximo do paciente (Py). Deve ser notado que monitorar a pressão pode ser realizada fornecendo um sensor de pressão no ou próximo do paciente, tal como no conector em Y (Y), ou a monitoração da pressão pode ser realizada monitorando uma pressão na passagem de inalação e/ou de exalação. Em uma modalidade adicional, a pressão no ou próximo do paciente é tornada acessível medindo a pressão no conjunto ventilador e usando técnicas convencionais para levar em conta a queda de pressão no conjunto da tubagem e e/ou tubo endotraqueal, por exemplo considerando a queda de pressão na passagem de inalação no caso de monitorar a pressão no membro inspiratório ou considerando a queda de pressão na passagem de inalação no caso de monitorar a pressão no membro expiratório.

Enquanto operando no modo de fala, a válvula de exalação permanece fechada durante todas as fases da ventilação, i. e., durante ambas a inalação e exalação. Na ausência de uma desconexão ou vazamento no circuito de tubagem, a pressão no circuito de tubagem e nas vias aéreas do paciente cai conforme uma função do nível de gás exalado através da boca e/ou nariz do paciente. O presente inventor reconheceu que se uma desconexão do circuito do paciente e/ou um vazamento significativo no circuito do paciente existe, uma vez que o nível de despacho de gás do ventilador é cortado abaixo de um limite (i. e. 2 lpm), a pressão no circuito de tubagem no conector em Y cai muito rápido para um valor que é perto de zero. Mais especificamente, esta caída rápida de pressão ocorre dentro dos primeiros 100 milissegundos do início de uma fase de exalação de uma respiração e permanece neste nível para o restante da fase de exalação. A presente invenção faz uso da característica de detectar/declarar um circuito desconectado ou com vazamento (coletivamente referido como um "circuito desconectado").

A presente invenção contempla que a pressão é monitorada usando o monitor de exalação 58 e o algoritmo de detecção de circuito desconectado ou vazamento é implementado pelo controlador 52. O fluxo total de gás fornecido a partir do ventilador é monitorado por um sensor de associado com o fluxo de gás inspiratório, tal como um sensor de fluxo disposto em série com o circuito inspiratório dentro do conjunto ventilador 14. Em uma modalidade adicional, o fluxo total (Qtot) é baseado em ambos o fluxo de ar (Qair) monitorado através de um primeiro sensor de fluxo, e o fluxo de um gás suplementar (Q02), tal como oxigênio, monitorado através de um segundo sensor de fluxo ao longo de um dado período de andamento/ritmo. Isto é, Qtot = Qair + Q02 e é uma média de execução destes fluxos tomada ao longo de um período de andamento/ritmo, tal como 50 ms. Qtot também pode ser compensada para qualquer determinados critérios. Por exemplo, é conhecido que para compensar o fluxo para um fluxo (BTPS) saturado da pressão da temperatura do corpo

Em uma modalidade exemplar da presente invenção, o sistema detecta ou determina quando o paciente está em uma fase de exalação. Uma vez que o tempo decorreu já que o início da fase de exalação (Texh) é maior do que um pré-determinado valor, tal como 100 ms, e uma vez que o fluxo total Qtot é menos do que uma pré-determinada quantidade, tal como 2.0 Ipm (pelo menos, uma vez), o sistema monitora Py de modo a detectar se há um circuito desconectado ou vazamento significativo. Nesta modalidade exemplar, uma pressão de pico Ppico é monitorada. Nesta modalidade a pressão de pico Ppico é um valor de pico da pressão média tomada ao longo de uma janela de movimento de 50 ms medida durante a exalação, é monitorada. De novo, a identificação do valor de pico para a pressão inicia uma vez que 100 ms da exalação tenha decorrido e quando Qtot < 2 lpm.

Na modalidade exemplar, uma pressão mínima Pmin é também monitorada. A pressão mínima Pmin corresponde a um valor mínimo para a pressão média medida ao longo da janela em movimento de 50 ms durante a exalação. A identificação deste valor mínimo inicia uma vez que 100 ms da exalação tenha decorrido e quando Qtot < 2 lpm pelo menos uma vez.

Em uma modalidade exemplar da presente invenção, um

circuito desconectado é declarado se as seguintes condições existem:

1) Ppico " Pmin ^ Plimite b

2) Ppico ^ Plimite 2?

3) O paciente não acionou o ventilador, e

4a) A pressão no final da exalação (Pend exh) < 1 CmH2O, ou

4b) A Pend_exh < a pressão no início da exalação (Pstart exh) - o delta de pressão.

O delta de pressão é a maior de 1 CmH2O ou 50% de Pstait exh · Há numerosas técnicas que são usadas para determinar quando o paciente acionou o ventilador. Por exemplo, a Patente dos U.S. de N0 6.626.175, o conteúdo da qual é aqui incorporado para referência, ensina várias de tais técnicas. Se os critérios de acionamento que são usados para determinar quando o paciente passou da exalação para inalação são satisfeitos, o paciente é considerado ter acionado o ventilador. Deve ser notado que acionamento do ventilador pode também ocorrer automaticamente, i. e., através de mecanismos de sincronismo interno sem o esforço inspiratório do paciente.

Os critérios de circuito de desconexão estabelecidos acima são fornecidos para assegurar que uma desconexão efetiva ocorreu. E para ser entendido que outras modalidades da presente invenção não requerem que todos esses critérios sejam encontrados. Inversamente, ainda outras condições podem ser requeridas dependendo de quão agressivo ou quão confiável a determinação de circuito desconectado deve ser.

Para criar estabilidade de pressão no circuito de tubagem, e, assim sendo, permite a detecção de desconexões da tubagem do paciente, a presente invenção contempla controlar as válvulas de fluxo do ar e de oxigênio, i. e., válvula de inalação 46, para fechar em tal uma maneira a fim de minimizar oscilações de pressão no sistema de tubagem que ao contrário seria induzido pelo encerramento abrupto das válvulas de despacho de gás. Por exemplo, essas válvulas ou válvula pode ser fechada usando uma trajetória de função exponencial tal que elas fechem "gentilmente".

Em uma modalidade exemplar da presente invenção, Piimite ι é configurado em 1,0 CmH2O, e Pnmite 2 é configurado em 3,0 CmH2O. Deve também ser notado que o valor para esses limites de pressão não necessita corresponder a esses valores específicos. Os valores limites correntes são selecionados tal que deslocamento dos sensores de fluxo/pressão não causem uma determinação errônea de circuito desconectado.

A presente invenção ainda contempla que os critérios para um circuito desconectado são testados ao longo da inteira fase de exalação. Em adição, a presente invenção contempla que uma desconexão de circuito não será declarada se uma condição de alta pressão inspiratório (HIP) ocorreu, ou se uma obstrução, como discutido abaixo, foi declarada durante a respiração.

Se uma desconexão de circuito é detectada, uma variedade de ações pode ser tomada. Por exemplo, o ventilador pode ser programado para emitir um alarme de desconexão de circuito. O ventilador também pode ser programado para continuar a despachar respirações ventiladas (com base no modo e tipo de respiração), nos tempos programados e com a válvula de exalação fechada durante as fases de exalação da respiração. As condições para uma desconexão de circuito, como notado acima, pode ser testada em cada respiração. Se o teste dá falso, i. e., nenhuma desconexão de circuito é detectada, em um respiração mais tarde, o alarme de desconexão de circuito pode ser descontinuado ou re-configurado. É claro que, um registro do evento da desconexão de circuito pode ser mantido.

A presente invenção contempla várias técnicas diferentes para detectar uma obstrução das vias aéreas do paciente. Conforme notado acima, tal uma obstrução, se parcial ou completa, durante o modo de fala poderia adversamente impactar a habilidade para implementar o modo de fala, a habilidade para ventilar o paciente, e pode expor ao paciente às pressões excessivas dos pulmões.

Em um primeiro modalidade exemplar, uma obstrução das vias aéreas é declarada se uma condição de alta pressão de exalação é continuamente detectada ao longo de um pré-determinado período de andamento/ritmo. Por exemplo, se uma alta pressão de exalação existe para 190 ms consecutivamente, uma obstrução é considerada existir. Nesta modalidade exemplar, uma alta pressão de exalação é definida como uma detecção da pressão, como medida através de um sensor de pressão de exalação, isto é maior do que o limite de High Inspiratory Pressure (HIP), que é tipicamente configurada pelo doutor.

Em uma modalidade, se a condição de alta pressão de exalação é detectada para 190 milissegundos consecutivamente, a válvula de exalação é aberta imediatamente. A válvula de exalação vai fechar no início da próxima inalação e a ventilação vai retomar com o fechamento da válvula de exalação durante inalações e a abertura durante as fases de exalação até a condição de obstrução é manualmente re-configurado pelo usuário. Uma vez que a condição é re-configurada, a operação da válvula de exalação retorna para ser fechada, em ambas as fases de inalação e exalação, começando no início da próxima inalação da respiração.

Deve ser notado que o período de 190 ms dado acima é baseado no padrão aplicável (i. e. 60601-2-12 IEC:2001(E); ver cláusulas 50.105 e 50.106 com título Adjustable Pressure Limitation and High Pressure Alarm Condition respectivamente). Outros períodos de tempo e níveis de alta pressão de exalação são contemplados através da presente invenção e podem ser configurados ou determinados com base nas necessidades do paciente ou do julgamento do doutor. A presente invenção também contempla que o período de tempo e alta pressão de exalação podem ser ajustáveis, por exemplo com base nas configurações do ventilador, da condição do paciente, ou qualquer outra introduzida.

Em uma segunda modalidade exemplar, uma obstrução das vias aéreas é declarada baseada em uma comparação da pressão no Y com determinado critério de limite de obstrução. Isto é, durante a fase de exalação de respiração obrigatória (i. e. ventilação controlada de volume (VCV) ou ventilação controlada de pressão (PCV)), enquanto no modo de fala, a pressão no Y é comparada ao critério de limite de obstrução. A comparação começa 100 ms após a condição de fluxo reduzido ser atingido, i. e., Texh >100 ms e Qtot < 2 Ipm pelo menos, uma vez que durante a fase de exalação é encontrada, e continua até o final da fase de exalação.

Nesta modalidade, uma obstrução das vias aéreas não é declarada se, durante a fase de exalação, PeXh_5o < Pocci para mais do que 100 ms, consecutivãmente. Pexh 50 corresponde à uma média de execução de 50 milissegundo da medida de pressão e é expressa em CmH2O. O critério de limite de obstrução (Pocci ), que é também expressa em CmH2O, é calculado, a cada 5 ms (i. e. a cada ciclo de controle (n) do processo), como a seguir: Pocci = Po * exp (-η * 3 * 0,005/RT ) - 0.5, (1) onde:

Po = Pexh 50 100 ms após QtOt cair abaixo de 2 Ipm pela

primeira vez.

RT = Tauoeci 5 onde, Tauocd = 0,06 * CL * Rocci (dado em

segundos),

CL = Vt/Po = complacência do pulmão do paciente

(ml/cmH20),

Vt = Volume distribuído pelo ventilador durante a fase de inalação (dado em ml),

Rocd = Po/Q0CCi = Resistência de Obstrução Equivalente (dado em cmH20/L/min),

Qoeci = Nível de fluxo máximo esperado para deixar o vias aéreas do paciente durante uma obstrução das vias aéreas. Qocci é expressa em Ipm e é calculado como a seguir:

Qoccl = IE - 05*Po Λ 3 - 0,0019 * ΡοΛ2 + 0,1581 * Po + 0,2424. (2)

Um alarme de obstrução das vias aéreas é declarado se Pexh_50 > Poeei para a maioria da exalação, e esta condição é encontrada para duas respirações consecutivas. Se Pexh 50 > Poeei para a maioria da exalação, a segundo inalação é iniciada, e, se durante esta inalação, a pressão medida no sistema de tubagem atinge um nível maior ou igual ao limite HIP menor 1 CmH2O (HIP - 1), o sistema de despacho de gás interrompe a atividade de despacho de gás, mas a válvula de exalação vai permanecer fechada para a duração da próxima exalação. Se na segunda exalação consecutiva, a condição Pexh 50 > Pocci é válida para a maioria da exalação, uma obstrução das vias aéreas é declarada no início da seguinte inalação. Neste caso, a válvula de exalação é aberta e uma nova fase de exalação é declarada. No final desta fase de exalação adicional, a válvula de exalação é fechada de novo no início da próxima inalação, e a ventilação retoma com o fechamento da válvula de exalação durante as inalações e a abertura durante as fases de exalação até a condição de obstrução ser manualmente re-configurada pelo usuário. Uma vez que a condição é re-configurada, a válvula de exalação é fechada em ambas as fases de inalação e exalação, começando no início da próxima inalação da respiração.

FIGS. 7 A e 7B são gráficos ilustrando a técnica de detecção de obstrução desta modalidade. A forma de onda 100 representa o critério de limite de obstrução Pocci como determinado acima. A forma de onda 102 é um sinal de estado indicando o estado respiratório do paciente. Um alto valor corresponde ao estado inspiratório em um valor baixo correspondente a um estado expiratório. A forma de onda 104 corresponde ao Pexh 50 · O começo da exalação é indicado em 108. Pode ser apreciado que Pocci é uma função exponencial decaindo e começa aproximadamente 100 ms após que a exalação começa.

FIG. 7A ilustra uma situação onde não há obstrução das vias aéreas, e FIG. 7B ilustra a situação na qual o vias aéreas está obstruído. Na FIG. 7B, pode ser apreciado que Pexh_50 1 04 permanece acima (maior do que) Pocci para a maioria da duração da exalação. O oposto ocorre na FIG. 7A.

Em uma terceira modalidade exemplar, uma obstrução das vias aéreas é declarado com base no fluxo máximo que é esperado para deixar do paciente enquanto seu vias aéreas está obstruído. Durante a fase de exalação de qualquer respiração (i. e. enquanto o ventilador está fornecendo terapia de VCV, PCV, PSV ou CPAP), e enquanto no modo de fala, a pressão no conector Y é usada para estimar o fluxo máximo que é esperado para deixar o paciente enquanto seu vias aéreas está obstruído. Nesta modalidade, um volume crítico é definido como o volume criado pela integração do fluxo máximo esperado para deixar o paciente enquanto seu vias aéreas está obstruído. O volume crítico é calculado como a seguir:

m

Criticai_Volume= \ Qoccl(n)

η = ι

onde:

Qocci (η) = 1E-05 * |Pexh (n)|A3 - 0.0019* |Pexh (n)|A2 + 0.1581 * |Pexh (n)| + 0.2424,

Qoccl (n) é dado em lpm,

η = número do ciclo de controle,

m = número de ciclos de controle de exalação, e

se Pexh(n) é negativo então Q0cci (n) = - Qoeci (n).

Para detectar uma obstrução das vias aéreas, o fluxo estimado

é integrado e comparado ao volume distribuído ao sistema de tubagem do paciente na próxima inalação. Se o volume distribuído na próxima inalação (Vdel_next_breath) para o sistema de tubagem do paciente é menor em casa um dos dois fluxos de respiração, uma obstrução das vias aéreas é declarada. O Vdel_next_breath é definido como a seguir:

onde:

Qtot(k) = Qair(k) + Q02(k) = fluxo distribuído pelo ventilador para o k-ésimo intervalo de controle,

Qocci(k) foi definido acima, k = número do ciclo de controle, e j = número de ciclos de controle.

Conforme explicado antes, quando uma obstrução das vias aéreas é detectada, a válvula de exalação é aberta até a próxima inalação é iniciada. A ventilação vai retomar com o fechamento da válvula de exalação durante as inalações e a abertura durante as fases de exalação até a condição

J de obstrução ser manualmente re-configurada set pelo usuário. Uma vez que a condição é re-configurada, a operação da válvula de exalação retorna a ser fechada, em ambas as frases de inalação e exalação, começando no início da próxima inalação da respiração. Esta técnica de detecção de obstrução é particularmente útil nas situações onde há flutuações significativas na pressão Py, tornando as outras técnicas de detecção de obstrução difíceis de implementar.

das vias aéreas é usada quando o ventilador está operando em um modo de CPAP, i. e., o ventilador não está fornecendo respirações obrigatórias. Durante a fase de exalação enquanto no modo CPAP e enquanto o modo de fala é implementado, a válvula de exalação está aberta quando o temo decorreu já que o começo da respiração é igual ao menor do que um intervalo de asfixia menos o tempo de inalação e menos 2 segundos ou 8 segundo de tempo de exalação.

exalação (como medida pelo sensor de fluxo de exalação). A comparação do volume exalado (Exhaled Volume) e o volume distribuído pelo ventilador durante a fase de inalação anterior, compensado para o volume crítico (Inhaled_Volume - Critical Volume), é realizada no começo da próxima fase de inalação. Se ExhaledVolume > 0,5 * (InhaledVolume - Critical Volume) então uma obstrução das vias aéreas é declarado. Onde:

Uma quarta modalidade exemplar para detectar uma obstrução

O volume exalado então será computado integrando o fluxo de

m

Eithaled Volume= Qexh(n) - Peadh(m) Ctube

(S)

J

InhaIed VoIurae= V Qtol(k) - Pexb(j) Ctube

k = i

Ctube = complacência do circuito de Tubulação do paciente.

Dado em ml/cmH20 Pexh(J) = Medida de pressão do circuito de tubagem, feita através de um sensor de pressão de exalação, no último do ciclo de intervalo de controle para a fase de inalação anterior.

Pexh(m) = Medida de pressão do circuito de tubagem, feita através de um sensor de pressão de exalação, no último do ciclo de intervalo de controle para a fase de inalação corrente.

Embora a invenção tenha sido descrita em detalhe para o propósito de ilustração com base em qual são correntemente consideradas serem as modalidades mais práticas e preferidas, é para ser entendido que tal detalhe é somente para aquele propósito e que a invenção não é limitada às modalidades descritas, mas, ao contrário, é pretendida cobrir as modificações e arranjos equivalentes que estão dentro do espírito e escopo das reivindicações anexas. Por exemplo, é para ser entendido que a presente invenção contempla que, na medida do possível, uma ou mais características de qualquer modalidade podem ser combinadas com uma ou mais características de qualquer outra modalidade.

Claims

1. Método para operar um conjunto ventilador (10), caracterizado pelo fato de compreender: - fornecer um conjunto ventilador que inclui as passagens de inalação e exalação (36, 38) se comunicando uma com a outra, e um conjunto de respiração (40) capaz de efetuar ciclos respiratórios repetitivos cada um incluindo: (1) uma fase de inalação durante a qual (a) uma válvula de inalação (46) se comunicando com a passagem de inalação está relativamente aberta para a passagem de gás através da mesma e para o paciente, e (b) uma válvula de exalação (48) entre a passagem de exalação e uma saída de exalação no conjunto ventilador está relativamente fechada, e (2) uma fase de exalação durante a qual a válvula de inalação está relativamente fechada, o método compreendendo: - repetitivamente ciclar o conjunto de respiração tal que (a) durante a fase de inalação, o gás na passagem de inalação flua através de um tubo endotraqueal e para dentro das vias aéreas e pulmões do paciente abaixo das cordas vocais do paciente, e (b) durante a fase de exalação, a válvula de exalação é mantida relativamente fechada e o paciente é permitido exalar os gases nas vias aéreas e pulmões do paciente, passar as cordas vocais do paciente e sair da boca do paciente, e por meio disso, facilitar a habilidade do paciente falar; - monitorar uma pressão dentro de pelo menos uma das passagens durante a fase de exalação; e - determinar se uma desconexão ou obstrução do circuito existe com base na monitoração da pressão.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tubo endotraqueal é desprovido de uma válvula de retenção tal que o gás exalado pelo paciente durante cada fase de exalação seja comunicado com as passagens enquanto ambas as válvulas de inalação e exalação estão fechadas.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tubo endotraqueal tem uma válvula de retenção (64) tal que o gás exalado pelo paciente durante cada fase de exalação seja impedido de se comunicar com as passagens.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que determinar se uma desconexão de circuito existe inclui: - determinar uma pressão de pico durante a fase de exalação; e - comparar a pressão de pico com um primeiro limite.

5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que determinar se uma desconexão de circuito existe ainda compreende: - determinar uma pressão mínima durante a fase de exalação; - determinar um delta de pressão como a diferença entre a pressão mínima e a pressão de pico; e - comparar o delta de pressão com um segundo limite.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que determinar se uma obstrução existe inclui: - comparar uma pressão com um limite; e - monitorar uma quantidade de tempo em que a pressão excede o limite.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que determinar se uma obstrução existe inclui: - determinar um critério de obstrução, onde o critério de obstrução é uma função variando no tempo com base na pressão; - comparar uma pressão com o critério de obstrução.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que determinar se uma obstrução existe inclui: - determinar um volume crítico de gás esperado para deixar o paciente na presença de uma obstrução; e - comparar um volume de gás distribuído a partir do conjunto ventilador para o volume crítico.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que determinar se uma obstrução existe inclui: - determinar um volume exalado distribuído através do conjunto ventilador; - determinar um volume inalado distribuído através do conjunto ventilador; - comparar o volume exalado com o volume inalado ou um volume determinado com base no volume inalado.

10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que durante a fase de exalação, a válvula de inalação ou a válvula de exalação é controlada para regular a pressão no conduto para facilitar a habilidade do paciente de falar.

11. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pressão no conduto é regulado controlando a abertura e fechamento de pelo menos uma das válvulas a fim de fornecer uma pressão desejada no conduto para facilitar a habilidade do paciente de falar.

12. Conjunto ventilador para paciente (10), caracterizado pelo fato de compreender: - um conduto adaptado para ser conectado a uma extremidade aberta exterior de um tubo endotraqueal (16), onde o conduto inclui passagens de inalação e exalação (36, 38) se comunicando uma com a outra; - válvulas de inalação e exalação (46, 48) nas passagens de inalação e exalação, respectivamente; - um sensor de pressão (54, 58) adaptado para monitorar uma pressão dentro de pelo menos uma das passagens durante a fase de exalação; e - um controlador (52) para controlar a válvula de inalação e a válvula de exalação a fim de fornecer ciclos respiratórios repetitivos, cada ciclo respiratório incluindo uma fase de inalação e uma fase de exalação, onde durante a fase de inalação a válvula de inalação é relativamente aberta e a válvula de exalação é relativamente fechada e um fluxo de gás é permitido passar através da passagem de inalação e do tubo dentro das vias aéreas e pulmões do paciente, o controlador controlando a válvula de exalação para use em dois modos da fase de exalação, os dois modos incluindo: (1) um primeiro modo em que a válvula de exalação está relativamente aberta durante a fase de exalação, permitindo ao gás nas vias aéreas e pulmões do paciente após a fase de inalação precedente, passar através da válvula de exalação relativamente aberta e através de uma saída do conjunto ventilador, e (2) um segundo modo em que a válvula de exalação está mantida relativamente fechada tal que o paciente faz com que o gás nas vias aéreas e pulmões do paciente após a fase de inalação precedente, escoe pelas cordas vocais do paciente e sair da boca do paciente, assim sendo facilitando a habilidade do paciente de conversar, e onde o controlador é adaptado para determinar se a desconexão ou obstrução do circuito existe com base na pressão monitorada.

13. Conjunto ventilador para paciente de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o controlador compreende um módulo de controlador de exalação (44) que controla uma válvula de exalação e um módulo de controlador de inalação (42) que controla a válvula de inalação.

14. Conjunto ventilador para paciente de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o controlador compreende um primeiro algoritmo para controlar a válvula de inalação, um segundo algoritmo para controlar a válvula de exalação, e um terceiro para determinar se a desconexão de circuito ou a obstrução existe.

15. Conjunto ventilador para paciente de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a válvula de exalação é controlada pelo controlador para ser fechada suficientemente durante a fase de inalação para permitir uma pressão desejada a obter dentro do conduto.

16. Conjunto ventilador para paciente de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a válvula de exalação é controlada pelo controlador para ser fechada suficientemente durante a fase de exalação para prender uma pressão desejada no conduto.

17. Conjunto ventilador para paciente de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o tubo endotraqueal é desprovido de uma válvula de retenção tal que a comunicação entre as passagens e as vias aéreas e pulmões do paciente enquanto a válvula de exalação está no primeiro modo da mesma é através da extremidade do tubo exterior em ambas as direções.

18. Conjunto ventilador para paciente de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o controlador determina se uma desconexão de circuito existe determinando uma pressão de pico durante a fase de exalação, e comparar a pressão de pico para um primeiro limite.

19. Conjunto ventilador para paciente de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o controlador determina se a desconexão de circuito existe: - determinando uma pressão mínima durante a fase de exalação; - determinando um delta de pressão como uma diferença entre a pressão mínima e a pressão de pico; e - comparar o delta de pressão com um segundo limite.

20. Conjunto ventilador para paciente de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o controlador determina se uma obstrução existe comparando a pressão com um limite, e monitorar uma quantidade de tempo em que a pressão excede o limite.

21. Conjunto ventilador para paciente de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o controlador determina se uma obstrução existe determinando um critério de obstrução, no qual o critério de obstrução é uma função variando no tempo com base na pressão, e comparar a pressão com o critério de obstrução.

22. Conjunto ventilador para paciente de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o controlador determina se uma obstrução existe determinando um volume crítico de gás esperado para deixar o paciente na presença de uma obstrução, e comparar um volume de gás distribuído a partir do conjunto ventilador com o volume crítico.

23. Conjunto ventilador para paciente de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o controlador determina se uma obstrução existe determinando um volume exalado distribuído através do conjunto ventilador, determinando um volume inalado distribuído através do conjunto ventilador, e comparando o volume exalado com o volume inalado ou com um volume determinado com base no volume inalado.

24. Aparelho de ventilação de paciente (10) caracterizado pelo fato de compreender: - um tubo endotraqueal (16) construído e arranjado para ser instalado dentro da traquéia do paciente abaixo das cordas vocais do paciente tal que uma extremidade aberta exterior dele seja exterior ao paciente e uma extremidade aberta interior dele se comunica com as vias aéreas e pulmões do paciente; - um conduto conectado com a extremidade aberta exterior do tubo e fornecer passagens de inalação e exalação (36, 38) se comunicando uma com a outra; - um conjunto de respiração (40) construída e arranjada para fornecer ciclos respiratórios repetitivos, cada um incluindo (a) uma fase de inalação durante a qual uma válvula de inalação (46) na passagem de inalação está relativamente aberta e uma válvula de exalação (48) na passagem de inalação está relativamente fechada, e onde um fluxo de gás é permitido passar através da mesma e do tubo endotraqueal para dentro das vias aéreas e pulmões do paciente e (b) uma fase de exalação durante a qual a válvula de inalação está relativamente fechada e a válvula de exalação é mantida relativamente fechada; - uma válvula de retenção (64), de forma operativa, acoplada ao tubo endotraqueal, a válvula de retenção possibilitando ao paciente no final de cada fase de inalação para fazer com que o gás nas vias aéreas e pulmões do paciente passe através das cordas vocais do paciente e saia da boca do paciente, assim sendo facilitando a habilidade do paciente de falar, a válvula de retenção sendo operável para prender a pressão dentro dos pulmões do paciente no final de uma fase de inalação quando ambas as válvulas de inalação e exalação estão relativamente fechadas a fim de permitir a pressão nas passagens no final de cada fase de inalação para substancialmente igualar com a pressão dentro das vias aéreas e pulmões do paciente durante a fase de exalação; e - um monitor de pressão (54, 58) adaptado para monitorar uma pressão em pelo menos uma das passagens de inalação e exalação durante uma fase de exalação; e - um controlador (52) que controla a operação da válvula de inalação e da exalação válvula, e determines se um desconexão ou obstrução do circuito existe com base na pressão monitorada.

25. Aparelho de ventilação de paciente de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que durante a fase de inalação, o fluxo de gás é permitido passar através da válvula de exalação.

26. Aparelho de ventilação de paciente de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o controlador determina se a desconexão de circuito existe determinando uma pressão de pico durante a fase de exalação, e comparar a pressão de pico com um primeiro limite.

27. Aparelho de ventilação de paciente de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o controlador determina se a desconexão de circuito existe: - determinando uma pressão mínima durante a fase de exalação; - determinando um delta de pressão como a diferença entre a pressão mínima e a pressão de pico; e - comparar o delta de pressão com um segundo limite.

28. Aparelho de ventilação de paciente de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o controlador determina se uma obstrução existe comparando a pressão com um limite, e monitorar uma quantidade de tempo em que a pressão excede o limite.

29. Aparelho de ventilação de paciente de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o controlador determina se uma obstrução existe determinando um critério de obstrução, onde o critério de obstrução é uma função variando no tempo com base na pressão, e comparar a pressão com o critério de obstrução.

30. Aparelho de ventilação de paciente de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o controlador determina se uma obstrução existe determinando um volume crítico de gás esperado para deixar o paciente na presença de uma obstrução, e comparar um volume de gás distribuído a partir do conjunto ventilador com o volume crítico.

31. Aparelho de ventilação de paciente de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o controlador determina se uma obstrução existe determinando um volume exalado distribuído através do conjunto ventilador, determinando um volume inalado distribuído através do conjunto ventilador, e comparando o volume exalado com o volume inalado ou com um volume determinado com base no volume inalado.