DESCRIPCION

SISTEMA Y APARATO PARA ENTREGAR ASISTENCIA RESPIRATORIA A UN PACIENTE, Y EN QUE DICHA ASISTENCIA SE PUEDA SINCRONIZAR CON RESPECTO AL CICLO RESPIRATORIO NATURAL

DE DICHO PACIENTE

SECTOR TECNICO

Cosiste de un equipo cuya aplicación es en el sector salud, específicamente en lo que respecta a asistencia respiratoria a pacientes.

TECNICA ANTERIOR

Sistemas de ventilación mecánica que requieren de un procedimiento de entubación al paciente o de traqueotomía por donde se hace ingresar y sacar el aire, dichos procedimientos requieren el uso de medicamentos, donde uno de ellos tiene como efecto el adormecer la musculatura del paciente, esto para evitar sobre presiones al interior del pulmón debido a la descoordinación que se produce con la técnica actual entre el ciclo respiratorio natural del paciente y el ciclo de la máquina, que no es capaz de adaptarse al ciclo respiratorio natural del paciente.

DIVULGACION DE LA INVENCION

Abreviaturas y variables utilizadas

ACC Acumulador de energía de compresión

ACS Acumulador de energía de succión

AE(i) Amplitud de la espiración = Pl(¡) - PE(i+l)

Al(¡) Amplitud de la inspiración = Pl(¡) - PE(i-l)

ALG Algoritmo

CC Compresor centrífugo CCD Celda de carga del DSP

CD Carro del DSP

CD Cinta del DSP

CM Cámara

D Derivada del perímetro de tórax

Dl ₀ Valor pequeño de DI cercano a cero

D1P Primera derivada del perímetro de tórax

D2P Segunda derivada del perímetro de tórax

D3P Tercera derivada del perímetro de tórax

Delta P Diferencia de perímetros

DFT Diferencia de fuerzas de tensión del DSP entre inspiración y espiración

DP Diferencia de perímetros

DS Dispositivo de sello de cuello

EC Extractor centrífugo

ES Espiración

FD Freno del DSP

FRI Frecuencia respiratoria instantánea

FT Fuerza de tensión del dispositivo sensor de perímetro de tórax

FTE Fuerza de tensión del DSP al término de la fase de espiración

FTEP Fuerza de tensión del DSP al término de la fase de espiración programada

FTI Fuerza de tensión del DSP al término de la fase de inspiración

GP Gráfica de perímetro de tórax versus tiempo

H D Hebillas conectoras del DSP

I DI E Instante de detección de inicio de la espiración

I DI I Instante de detección del inicio de la fase de inspiración natural del paciente

IDTAE Instante de detección de término de la asistencia en la fase de espiración

IDTAI Instante de detección del término de la asistencia en la fas e de inspiración NA Instante de inicio de la fase de apnea

MAE Instante de inicio de asistencia en la fase de espiración

IIAI Instante de inicio de la asistencia en la fase de inspiración

ME Instante de inicio de la espiración

III Instante de inicio de la inspiración natural del paciente

MR Instante de inicio de la fase de retención

IN Inspiración

101 AE Instante de orden de inicio de asistencia en la fase de espiración

101 Al Instante de orden de inicio de la asistencia en la fase de inspiración

IOTAE Instante orden de término de la asistencia en la fase de espiración

IOTAI Instante orden de término de la asistencia en la fase de inspiración

ITA Instante término de fase de apnea

ITA Instante de término de la fase de apnea

ITAE Instante de término de la asistencia de la fase de espiración

ITAI Instante de término de la asistencia de la fase de inspiración

ITE Instante de término de la fase de espiración

ITI Instante de término de la fase de inspiración

ITR Instante de término de la fase de retención

LC Línea de compresión

LS Línea de succión

MAI(i) Masa de aire inspirado por el paciente por ciclo

MAICPM Masa de aire inspirado por ciclo promedio en un minuto

MAIM Masa de aire inspirado por minuto

MC Motor del compresor centrífugo

MD Motor del sistema de tensión del DSP

ME Motor del extractor centrífugo

MO Mascarilla P(t) Perímetro de tórax

PACC Presión en el ACC

PACS Presión en el ACS

PAE Perímetro de tórax mínimo admisible al término de fase de espiración

PAI Perímetro de tórax máximo admisible al término de la fase de inspiración

PAVSC Presión de ajuste de válvula de seguridad de compresión

PAVSS Presión de ajuste de válvula de seguridad de succión

PB Presión barométrica

PCAP Panel de comandos accesible al paciente

PCP Panel de comandos principal

PE Perímetro de tórax al término de la fase de espiración

PEN Perímetro de tórax al término de la fase de espiración con respiración normal

PEP Perímetro de tórax al término de la fase de espiración con respiración profunda

Pl Perímetro de tórax al término de la fase de inspiración

PIN Perímetro de tórax al término de la fase de inspiración con respiración normal

PIP Perímetro de tórax al término de la fase de inspiración con respiración profunda

PLC Controlador lógico programable

PoCAD Posición carro del DSP

PoCID Posición cinta del DSP

PoVA Posición de la válvula reguladora línea de alivio

PoVAS Posición de válvula de accionamiento por solenoide

PoVC Posición de la válvula reguladora línea de compresión

PoVS Posición de la válvula reguladora línea de succión

PrC Presión en la cámara

PRDRC Presión de ruptura de disco de ruptura en compresión

PRDRS Presión de ruptura de disco de ruptura en succión

PRPM Frecuencia respiratoria promedio por minuto PTAE Porcentaje del tiempo de espiración realizado con asistencia

PTAI Porcentaje del tiempo de inspiración realizado con asistencia

PVAP Pantalla de visualización accesible al paciente

PVP Pantalla de visualización principal

QC Flujo de aire de línea de compresión

QS Flujo de aire de línea de succión

RCD Rodillo conducido del DSP

RD Reductor de rpm del motor del DSP

RECD Resorte de cinta del DSP

RMD Rodillo motriz del DSP

ROCD Rodillos de la cinta del DSP

RTD Resorte del DSP

SC Sistema de control

SCP Software de control de procesos

SE Software específico

SnC Sensor de rpm de motor del compresor centrífugo

SnE Sensor de rpm de motor del extractor centrífugo

SP Sensor de presión de la cámara

SPB Sensor de presión barométrica

SPC Sensor de presión en el ACC

SPoCD Sensor de posición lineal del carro del DSP

SPoCD Sensor posición de la cinta del DSP

SPS Sensor de presión en el ACS

SQC Sensor de flujo línea de compresión

SQS Sensor de flujo línea de succión

SQS Sensor de flujo de línea de succión t tiempo TAE Tiempo de asistencia en la fase de espiración

TAI Tiempo de asistencia en la fase de inspiración

TCP Tipo de curva de presión en la cámara versus tiempo

TCPC Tipo de curva de presión en la cámara versus tiempo del tipo cuadrática

TCPL Tipo de curva de presión en la cámara versus tiempo del tipo lineal

TCPP3 Tipo de curva de presión en la cámara versus tiempo del tipo polinom. de orden 3

TCPR Tipo de curva de presión en la cámara versus tiempo del tipo raíz

TCRI Período del ciclo respiratorio instantáneo

TCRPM Período del ciclo respiratorio promedio por minuto

TAI Temperatura del aire inspirado

TAC Temperatura aire al interior de la cámara

TACC Temperatura del aire que se comprime hacia la cámara

TE Tiempo de espiración

TI Tiempo de inspiración

TP Tangente de la curva de perímetro de tórax versus tiempo

UG Unidad generadora de succión y compresión o de solo succión

Vl(¡) Volumen de aire inspirado por el paciente por ciclo

VICPM Volumen de aire inspirado por ciclo promedio en un minuto

VIM Volumen de aire inspirado por minuto

VS Válvula con accionamiento por solenoide

VEC Volumen de aire que entra a la cámara

VFC Variador de frecuencia del motor del compresor centrífugo

VFS Variador de frecuencia del motor del extractor centrífugo

VM Ventilador mecánico tradicional

VMS Ventilador mecánico servoasistido

VRA Válvula reguladora servoasistida de línea de alivio de presión

VRC Válvula reguladora servoasistida de línea de compresión VRS Válvula reguladora servoasistida de línea de succión

VS Válvula de seguridad

VSC Volumen de aire que sale de la cámara

VAP Volumen de aire en el interior de los pulmones

VT(t) Volumen del tórax

VTE Volumen del tórax al término de la fase de espiración

VTI Volumen del tórax al término de la fase de inspiración

La invención comprende la determinación del volumen de aire existente al interior de los pulmones en todo instante VAP(t), mediante la determinación del volumen del tórax VT(t), en donde dicha determinación del volumen del tórax se realiza a través de la medición de la variable perímetro de tórax P(t), medición que se realiza con un dispositivo denominado dispositivo sensor de perímetro de tórax DSP FIG 2, 3 y 5, además comprende una cámara de presión y vacío en donde se posiciona al paciente CM FIG 5; comprende una unidad generadora de presión y vacío UG FIG 5; una mascarilla con sensores de flujo tanto de inspiración como de espiración, y para suministrar, en caso de necesidad, aire con mayor concentración de oxígeno MO 30 al paciente; un panel de comandos accesible al paciente CP 10 de FIG 5 y un sistema de control con todos sus accesorios necesarios, tales como: panel de comandos principal; pantalla de visualización; PLC (controlador lógico programable); software de control de procesos; algoritmos; software específico a esta aplicación.

Respecto del DSP, se trata de un dispositivo sensor capaz de medir tanto el perímetro de tórax como también la variación de perímetro de tórax producto del proceso respiratorio, que expande y contrae el tórax, posee una serie de mecanismos que permiten que la fuerza de tensión que produce la cinta sobre el tórax, esté debidamente controlada, además posee otro mecanismo, como los cinturones de seguridad de pasajeros de vehículos, que permite tanto ajustar a diferentes tamaños de tórax como el mecanismo retráctil y de abroche rápido de dichos cinturones de seguridad, FIG 3 y 2. El diseño contempla además una serie de rodillos 10 FIG 3, en caso de necesidad, dispuestos sus ejes en forma paralela a la superficie de la cinta, y una especie de faja elástica que se pone al paciente para favorecer el rodado de los rodillos y que no es mostrada en las figuras. El objetivo de los rodillos es que la fuerza de tensión FT de la cinta se transmita íntegramente sobre el dispositivo 60 FIG 2 que mide dicha fuerza.

Respecto de la cámara de vacío y de compresión de aire CM, en la cual se ingresa al paciente, dicho paciente puede quedar con su cabeza afuera o adentro de dicha cámara, si queda afuera no necesariamente requiere de una máscara de respiración y si queda adentro es necesaria, las mangueras de esta máscara deben ir conectadas hacia el exterior de la cámara CM.

El Ventilador mecánico servoasistido VMS, ésta invención, cuenta con una unidad generadora UG tanto de succión como de compresión de aire desde y hacia la cámara respectivamente, tanto la succión como la compresión de aire puede ser realizada de manera controlada de forma tal de obtener una curva de presión en la cámara versus tiempo seleccionada previamente, donde dicha curva puede ser de diferentes formas, FIG 15.

El sistema de succión se compone de: un extractor centrífugo EC 20 FIG 5 con control de las rpm del motor a través de un variador de frecuencia 26; válvula reguladora de flujo de succión servoasistida VRS 18; sensor de flujo que mide el aire succionado desde la cámara SQ 21; sensor de presión que mide la presión en la cámara SP 25; válvula reguladora de flujo de alivio servoasistida VRA 24: sensor de las rpm del motor del extractor centrífugo SnE, que no se muestra, y eventualmente de un sistema de acumulación de energía de presión negativa ACS 19, este último sistema en el caso de requerirse de mayor rapidez para alcanzar una determinada presión de vacío al interior de la cámara CM.

El sistema de compresión de aire que genera la presión positiva al interior de la cámara cuenta con elementos similares pudiendo utilizarse el mismo extractor centrífugo u otro dedicado exclusivamente a la compresión del aire, vale decir un compresor centrífugo CC, 40, 41, 42 y 43.

En un aspecto de la presente invención, aparatos para el logro de obtener asistencia respiratoria a un paciente, y en que dicha asistencia se pueda sincronizar con respecto al ciclo respiratorio natural de dicho paciente.

Los aparatos sensores permiten determinar el volumen instantáneo de aire al interior de los pulmones, con lo cual es posible determinar con precisión el instante en que se produce el inicio y término de cada fase del ciclo respiratorio natural del paciente, y en base a esa información obtenida es posible asistir al paciente durante el resto de tiempo que dure cada fase. Una cámara en donde se ingresa al paciente, que será sometida a pulsos, ya sea de presiones negativas o positivas, para asistirlo en las fases de inspiración y espiración respectivamente.

Máquinas del tipo turbomáquinas se utilizan ya sea para producir los pulsos de presiones tanto negativas como positivas.

Las máquinas de succión y de compresión pueden ser del tipo de desplazamiento positivo o bien una turbomáquina, este diseño considera una turbomáquina porque es más segura ya que no pueden superar presiones de succión altas que pudiesen dañar al paciente en caso de falla de los sistemas de seguridad considerados. Y además porque de existir fugas en la cámara, que sería muy probable, la turbomáquina tiene un mucho mejor comportamiento en este tipo de situaciones, respecto de las máquinas del tipo de desplazamiento positivo.

Válvulas reguladoras especiales del tipo "válvula digital" son utilizadas para lograr una rápida apertura y posicionamiento de dicha válvula y así producir la condición de presión necesaria al interior de la cámara en un tiempo muy reducido, de menos de un segundo. Un acumulador de energía de succión, se contempla en la línea de succión entre el extractor centrífugo y la válvula reguladora con el propósito de acelerar más a la variable presión de succión en la cámara ACS FIG 5 y FIG 7.

El aparato que sirve para determinar el volumen instantáneo de aire al interior de los pulmones es un dispositivo que mide el perímetro del tórax del paciente y que entrega una señal continua de dicha medición proveniente ya sea desde una celda de carga y/o desde un sensor de posición. Dicho dispositivo se describe más adelante y se ilustra en figuras.

El aparato que mide la presión en la cámara, es un sensor de presión, ya sea del tipo manométrico o diferencial, y que envía una señal eléctrica al PLC. El aparato que mide el flujo de aire extraído desde la cámara o el flujo de aire comprimido hacia la cámara es un sensor de flujo que envía una señal eléctrica al PLC.

El aparato en el cual se ingresa al paciente es una cámara sellada, pudiendo ser por ejemplo, del tamaño de una camilla de hospital de un material transparente, como por ejemplo el policarbonato, que puede resistir tanto las presiones negativas como las presiones positivas, y que son del orden de los 50 cm de columna de agua.

El aparato para el ingreso de los parámetros de operación del sistema, es un panel de comandos, similar al utilizado por los ventiladores mecánicos tradicionales y un panel de comandos local accesible al paciente. El aparato para visualizar los datos de operación del sistema ya sea en forma gráfica o digital, es una pantalla de visualización, similar a las utilizadas por los ventiladores mecánicos tradicionales.

El aparato para recibir datos provenientes, por ejemplo, de un ventilador mecánico es un puerto de comunicación de ambos equipos, es decir del VM y del VMS.

El aparato para medir el volumen de aire tanto inspirado como espirado por el paciente es una mascarilla con sensores de flujo que envían una señal eléctrica al PLC o en su defecto un ventilador mecánico que envía una señal de datos al sistema de control de la presente invención, lo cual se realiza a través de los puertos de comunicación de ambos equipos, antes mencionado.

Idealmente se debe complementar el sensor de flujo con un sensor de presión barométrica de manera de poderse calcular la masa de aire inspirado por el paciente, especialmente en aplicaciones de lugares geográficos en altura, lo cual servirá al médico para un mejor diagnóstico del paciente y de la operación del equipo de ventilación.

El aparato que permite determinar cada uno de los instantes del ciclo respiratorio del paciente, como por ejemplo, el instante en que inicia la fase inspiratoria natural, es el PLC, que recibe la señal proveniente del sensor de perímetro de tórax, realiza los cálculos matemáticos en pocos milisegundos que corresponden, y determina las acciones a seguir a través de un programa computacional previamente ingresado a dicho PLC, en donde dichas acciones consisten en enviar una señal a la UG para la operación de las válvulas reguladoras servoasistidas, para activar su apertura o su cierre en forma controlada y regular las rpm de los motores eléctricos PARA OBTENER LA PRESIÓN NECESARIA EN LA CÁMARA EN EL MENOR TIEMPO POSIBLE, de menos de un segundo, desde la detección IDII o I DI E de inicio de una fase en cuestión.

En un segundo aspecto de la presente invención, método para el logro de obtener asistencia respiratoria a un paciente y en que dicha asistencia se pueda sincronizar con respecto al ciclo respiratorio natural de dicho paciente.

Para el logro de este objetivo, el método consiste, por una parte, en medir la deformación (expansión y contracción) del tórax del paciente producto del ciclo respiratorio de dicho paciente, en sus fases de: inspiración; retención; espiración y apnea., tamos 130, 132, 134 y 136 FIG 9 respectivamente.

Por otra parte el método consiste en determinar, en base a las mediciones realizadas de deformación del tórax del paciente, en qué fase del ciclo se encuentra el paciente y en qué punto de dicha fase se encuentra, es decir si se encuentra en el inicio o en el desarrollo o en el término de dicha fase. Para el logro de este objetivo el método consiste en calcular tanto la rapidez de cambio de la variable medida perímetro del tórax, como también la aceleración de dicha variable y la rapidez de cambio de la aceleración.

En donde la rapidez de cambio se obtiene a partir del cálculo de la primera derivada de la variable medida y la aceleración se obtiene a partir de la segunda derivada de dicha variable medida, y la rapidez de cambio de la aceleración se obtiene a partir del cálculo de la tercera derivada.

En donde la primera derivada se obtiene a partir del cálculo siguiente: dP/dt = lim cuando delta t tiende a cero de (P(t + delta t) - P(t))/delta t y la segunda derivada: d ² P/dt ² = lim cuando delta t tiende a cero de (dP/dt(t + delta t) - dP/dt(t))/delta t Y la tercera derivada: d ³ P/dt ³ = lim cuando delta t tiende a cero de:

(d ² P/dt ² (t + delta t) - d ² P/dt ² (t))/delta t

El método consiste en analizar tanto el signo como la magnitud del valor de dichas derivadas, y en base a esa información, puede discriminar en que coordenadas del ciclo respiratorio se encuentra el paciente FIG 21, es decir:

Si se encuentra en el instante de inicio de la fase de apnea NA = ITE:

La primera derivada del perímetro de tórax es muy cercana a cero y de signo negativo y la segunda derivada, por tratarse de un mínimo de la función, debería ser positiva y cercana a cero FIG 1, FIG 6, FIG 21.

Si se encuentra en el instante de inicio de la fase inspiratoria III:

La primera derivada tiene signo positivo y su magnitud tiene un valor bajo y la segunda derivada también tiene signo positivo y su magnitud es alta.

Si se encuentra en el desarrollo de la fase inspiratoria:

La primera derivada tiene signo positivo y su magnitud tiene un valor mayor mientras que la segunda derivada tiene signo positivo FIG 6.

Si se encuentra casi en el término de la fase inspiratoria ITI: La primera derivada sigue siendo positiva y su magnitud tiene un valor bajo, mientras que la segunda derivada y por tratarse casi de un máximo de la función, tendrá signo negativo.

Si se encentra en el inicio de la fase espiratoria ME:

La primera derivada tiene signo negativo y su magnitud tiene un valor bajo, y la segunda derivada también tiene signo negativo FIG 6.

Si se encuentra en el término de la fase espiratoria ITE:

La primera derivada tiene signo negativo y su magnitud tiene un valor bajo, y la segunda derivada tiene signo positivo.

De este análisis se deriva la filosofía de control del proceso, que se muestra en un diagrama de flujos en la FIG 21. En donde se muestran las acciones que toma el sistema de control en base a la magnitud y signo de la primera derivada y al signo de la segunda derivada.

La primera pregunta que se hace, en el diagrama de flujo FIG 21, es para saber si P(t) se encuentra cerca de un mínimo o un máximo.

Dl ₀ Corresponde a un valor pequeño de la magnitud de la primera derivada y que será un dato ingresado. La idea de este parámetro es poder saber los instantes en que la variable perímetro de tórax P(t) se encuentra cerca de un mínimo o de un máximo. Y que es la primera pregunta que se hace en el diagrama de flujo FIG 21. Este parámetro podría ser por ejemplo un 10% del valor máximo de DI.

Si la respuesta a la pregunta anterior es afirmativa se procede a realizar otra pregunta para saber si se está a la izquierda o a la derecha de dicho mínimo o máximo, y la pregunta es por el signo de la primera derivada, si el valor es positivo se está a la izquierda si se trata de un máximo y si es un mínimo se está a la derecha, es decir se está en la fase de inspiración.

Luego para saber si se está en un mínimo o en un máximo se hace la pregunta acerca del signo de la segunda derivada y se obtiene que si la primera derivada tiene signo positivo y la segunda derivada tiene signo positivo también significa que se está a la derecha de un mínimo, lo cual significa que se está en el instante de inicio de la inspiración III, y se procede al IOIAI y si se está en este instante se hace funcionar el sistema de succión para asistir en la fase de inspiración IIAI. En la FIG 21 se detallan las acciones que se realizan en el sistema de succión y compresión dependiendo del instante en que se está.

Y si la segunda derivada tiene signo negativo significa que se está a la izquierda de un máximo, es decir en el instante de término de la fase de inspiración ITI, y si se está en dicho instante se procede a la orden de término de la asistencia de la fase de inspiración IOTAI y se procede al término de la asistencia de la fase de inspiración ITAI,

Por el contrario, si la primera derivada tiene signo negativo significa que se puede estar a la derecha de un máximo o bien a la izquierda de un mínimo es decir en la fase de espiración.

Y si dado que la primera derivada tiene signo negativo y la segunda derivada tiene signo positivo significa que se está en un mínimo, es decir se está en el instante de término de la espiración ITE y se procede al IOTAE, y se procede a terminar la asistencia de la asistencia de la fase de espiración ITAE, y si la segunda derivada tiene signo negativo significa que se está en un máximo, es decir se está en el instante de inicio de la espiración ME y se procede al IOIAI y se procede a iniciar la asistencia de la fase de inspiración MAL

La siguiente tabla es un ejemplo de la fase de inspiración y las acciones en la UG

Aclaración: El instante de inicio de la inspiración III corresponde al instante en que, después de terminada la fase de apnea, comienza la inspiración, es decir cuando la primera derivada pasa de tener un valor de cero a un valor positivo.

Por otra parte el IDII o instante de detección del inicio de la inspiración, corresponde al instante en que, el algoritmo de cálculo de derivadas, determina la confirmación de que efectivamente se ha iniciado dicha fase de inspiración, mediante el análisis del cálculo de una serie de primeras y segundas derivadas en un cierto lapso de tiempo, y que en el ejemplo de la tabla anterior se ha supuesto de 400 milisegundos.

En cuanto al IOIAI o instante de la orden de inicio de asistencia en la fase de inspiración corresponde al instante en la cual el algoritmo hace que se accionen los elementos correspondientes del sistema de succión, en el ejemplo anterior, es el instante en que se energizan los actuadores de las válvulas VRS y VRA. El dicho IOIAI puede ser el mismo instante que el IDII. Y el IIAI o instante de inicio de la asistencia en la fase de inspiración corresponde al instante en que efectivamente se logra al menos el 80% de la presión ajustada, por ejemplo de -40 cm de columna de agua al interior de la cámara, y que en el ejemplo se ha supuesto que sea de 1000 ms, lo que significa que el tiempo de demora supuesto desde que se energizan las válvulas hasta que se logra la presión del 80% al interior de la cámara es de tan solo 0,6 segundos o 600 ms.

Respecto del ITI o instante de término de la inspiración corresponde al instante en la cual la variación de volumen en el tórax comienza a ser cero, es decir pasa de ser positiva a tener el valor de cero, en el ejemplo anterior en el instante 2500 ms.

Y el IDTI o instante de detección del término de la inspiración, puede ser antes o después del ITI, en el ejemplo anterior se ha supuesto que después y en el instante 2900 ms.

En cuanto al IOTAI o instante de la orden de término de la asistencia en la fase de inspiración corresponde al instante en que se realiza la acción de energizar las válvulas correspondientes de VRS y VRA y el cambio de las rpm del extractor y del compresor.

Y el ITAI o instante de término de la asistencia en la fase de inspiración corresponde al instante en que efectivamente se logra que la presión de succión en la cámara baje en un 80% de la presión que antes tenía, por ejemplo que sea menor de 10 cm de columna de agua, y que en el ejemplo anterior es en el instante 3300 ms, es decir se demoró 400 ms en dicha operación desde que se energizaron las válvulas.

Los instantes para la fase espiratoria siguen la misma lógica.

Por otra parte el método consiste en que la asistencia respiratoria que se le da al paciente consiste en inducir, por ejemplo, la expansión del tórax, de manera que al paciente le sea más fácil el realizar la inspiración del aire hacia sus pulmones, y por otra parte en inducir a una contracción del tórax, para ayudarle en su fase espiratoria, la asistencia puede ser solo para la fase inspiratoria o para ambas fases.

El método contempla que la inducción de tanto la expansión como la contracción del tórax se realicen mediante la exposición del tórax del paciente a pulsos de presiones tanto negativas como positivas respectivamente. Lo cual se logra colocando al paciente, en el interior de una cámara, la cual será sometida a dichos pulsos de presiones, y con su cabeza afuera de dicha cámara o bien con su cabeza adentro, en este último caso con una mascarilla que conecte sus vías respiratorias con la presión ambiental. Tanto sus piernas como sus brazos podrían ir afuera de dicha cámara o adentro.

El método contempla un medio de sellado a la altura del cuello, para el caso de cabeza afuera, dicho método de sellado se describe en una de las figuras y cuerpo de este informe. También se considera un método de sellado tanto para los brazos como las piernas.

El método contempla que las presiones de succión como las presiones de compresión sean realizadas a través de máquinas del tipo turbomáquina, porque permiten rapidez de succión o compresión y por otra parte asegura que la presión máxima que se pueda producir no exceda de un cierto valor, de tal forma de reducir riesgos de daños al paciente debido a presiones excesivas y porque son menos sensibles a fugas.

Sin perjuicio de lo anterior el método contempla sistemas de seguridad tales como válvula de seguridad y discos de ruptura para el caso fortuito que se excedan las presiones más allá de un cierto valor admisible.

Por otra parte el método consiste en que una vez detectada la condición, por ejemplo, de inicio de inspiración natural del paciente y ratificada esa condición mediante una serie de datos medidos con una alta frecuencia de datos, por ejemplo de 20 datos por segundo, se inicie la asistencia en dicha fase inspiratoria, para lo cual el sistema de control ordena a la UG que succione aire desde la cámara, en un cortísimo período de tiempo, de menos de un segundo, para producir la presión de vacío necesaria, y de esta forma asistir al paciente en el resto de su fase inspiratoria.

Explicando con un ejemplo, supongamos que el tiempo de inspiración sea de 3000 milisegundos (3 segundos), se contempla que la detección del inicio de la fase de inspiración por parte del paciente sea detectada y verificada durante los primeros 400 ms, instante en el cual el sistema de control da la orden al sistema de asistencia UG para que produzca la presión negativa necesaria a la cámara en donde estará alojado el tórax del paciente, y cuyo proceso debiese demorar 600 ms y que sería el tiempo necesario de abertura de una válvula y elevación de las rpm de la turbomáquina y consecución de la presión requerida en la cámara. Por lo tanto en este ejemplo el tiempo de asistencia de la fase inspiratoria sería de 2000 ms (3000-(400+600)).

Por otra parte el método contempla además que la curva de presión en la cámara PrC versus tiempo pueda ser controlada, es decir, por ejemplo, que dicha curva pueda ser: lineal; cuadrática; raíz; o polinomial de tercer grado, de manera de lograr el máximo confort para el paciente FIG 15.

Para el logro de este objetivo, el método, contempla la utilización de sistemas: mecánico, eléctrico, electrónicos, instrumentación, algoritmos y de programación, para el logro de conseguir una sincronización entre la velocidad de apertura de la válvula y las rpm de la turbomáquina que conduzcan a conseguir la curva de presión versus tiempo de acuerdo a lo programado. También está la opción de aumentar las rpm ya sea del extractor o del compresor, según sea el caso, antes de la apertura de la válvula correspondiente, FIG 21. Respecto de esto mismo el método contempla la utilización de una válvula de apertura y posicionamiento rápido y que consiste en una válvula del tipo válvula digital la cual comprende una serie de válvulas de diferentes tamaños de abertura que van conectadas en paralelo y que son del tipo de solenoide o de accionamiento neumático, en donde las diferentes aberturas totales se logran con diferentes combinaciones de válvulas que se abran o se cierren.

Para el control de las rpm del motor ya sea del extractor o compresor centrífugo, el método contempla el uso de equipos electrónicos denominados variadores de frecuencia.

En el caso de que existan fugas en la cámara y con el objeto de que no se baje la presión por ese motivo, se contempla, por ejemplo, en el caso de succión, que la válvula VRS se mantenga abierta y que las rpm del extractor se ajusten automáticamente para mantener la presión ajustada al interior de la cámara

Opcionalmente el método contempla un sistema de acumulación de energía de succión y que se utilizaría en el caso de requerirse de una mayor rapidez de succión de aire desde la cámara. En el cuerpo de este informe y figuras se presenta un esquema de cómo podría construirse este acumulador.

Por otra parte el método contempla el análisis de las curvas históricas obtenidas de cada ciclo respiratorio de perímetro de tórax versus tiempo y que consiste en hacer regresión de los datos obtenidos, por ejemplo tanto la fase inspiratoria como la fase espiratoria se podrían regresar a curvas del tipo polinomial de orden 3 y las fases de retención y apnea a un valor constante. El objetivo es obtener los parámetros de dichas curvas y hacer regresión de dichos parámetros de modo tal de poder llegar a predecir el instante en que se producirá, por ejemplo, el inicio de la fase de inspiración natural del paciente y de esa forma poder realizar con anterioridad el proceso de asistencia en dicha fase inspiratoria.

Adicionalmente el método contempla la utilización de, ya sea una mascarilla con sensores de flujo, o bien el uso de un equipo ventilador mecánico para hacer las mediciones de aire inspirado y espirado del paciente y correlacionar dichos datos con la información de variaciones de perímetro de tórax, de manera tal de poder traducir las mediciones de perímetro de tórax a medidas de aire inspirado o espirado, y así después del proceso de calibración, poder operar el sistema sin necesidad del uso de la mascarilla con sensores de flujo o la mascarilla del ventilador mecánico.

Otra particularidad del método es que considera un control local del equipo para ser comandado por el propio paciente de manera tal que la regulación de los parámetros de operación óptimos sean afinados por el propio paciente, de acuerdo a su ciclo respiratorio natural y que solamente él/ella lo puede conocer bien. El método por otra parte contempla la visualización en una pantalla de datos y gráficos de operación del equipo completo, es decir los datos provenientes desde: el sensor de perímetro de tórax, los datos provenientes del equipo de succión y compresión, los datos de presión en la cámara, los datos provenientes de la mascarilla o del ventilador mecánico tradicional y los datos provenientes del panel de ingreso de parámetros. Para este efecto el método contempla conectar ambos equipos a través de sus puertos de comunicación de datos, de manera de tener toda la información en un solo equipo.

En un tercer aspecto de la presente invención, sistema para el logro de obtener asistencia respiratoria a un paciente y en que dicha asistencia se pueda sincronizar con respecto al ciclo respiratorio natural de dicho paciente.

El sistema comprende por una parte un primer subsistema que permite la medición del perímetro de tórax y que comprende al sensor de perímetro de tórax DSP y a la interfase que tiene como función convertir las señales de mili Volt del DSP a señales del tipo que pueda leer el PLC.

Un segundo subsistema que realiza la determinación tanto del volumen como del flujo de aire inspirado y espirado por el paciente y que comprende ya sea una mascarilla con sensores de flujo o bien una mascarilla de un equipo de ventilación mecánica que envía la información de sus mediciones al sistema de control del equipo de invención VMS. Este segundo subsistema realiza además la acción de enriquecimiento de la concentración de oxígeno del aire, en caso de necesidad, siendo controlado desde el sistema de control de la invención.

Un tercer subsistema, sistema de control, el cual recibe la información de: Las mediciones de perímetro de tórax; las mediciones de flujos de aire inspirado y espirado por el paciente; los sensores de presión en la cámara; sensores de flujo de succión y compresión de aire desde y hacia la cámara respectivamente; de rpm de motores; de posición de las válvulas reguladoras y del tablero de comandos, en donde se ingresan los parámetros de operación, realiza los cálculos matemáticos y determina las acciones a realizar en: la UG (Unidad generadora de succión y compresión de aire) y en el sistema de enriquecimiento de oxígeno. El componente principal de este subsistema es el PLC, con su software de control de procesos, el software específico y los algoritmos.

Un cuarto subsistema, la UG, que produce tanto la succión como la compresión desde y hacia la cámara respectivamente, y que actúa según lo que le ordena el sistema de control, y en que dichas acciones comprenden: abertura y cierre de válvulas; aceleración y desaceleración de las rpm de los motores de las turbomáquinas.

Un quinto subsistema que realiza el sensado de las variables del sistema de succión y compresión, vale decir: la presión en la cámara; los flujos de aire de succión y de compresión; las rpm de los motores; la posición de las válvulas reguladoras: de succión; de alivio y de compresión y la presión barométrica del lugar.

Un sexto subsistema que contempla la cámara con todos sus accesorios necesarios tales como: el sistema de sellado; sistema de abertura y cierre de una cubierta para el ingreso del paciente; colchón con un sacado transversal para alojar la parte del sensor de perímetro de tórax que queda en la espalda del paciente; perforaciones selladas en la cámara para el ingreso de diferentes componentes y otros accesorios como: válvula de seguridad; disco de ruptura; sensor de presión de la cámara; mangueras de la mascarilla y la o las perforaciones para la succión y compresión del aire.

Un séptimo subsistema que comprende: el panel de comandos principal; el panel de comandos local y pantalla de visualización de datos y gráficos.

Un octavo subsistema que comprende: los variadores de frecuencia para los motores; caja de relés; cableado; etc.

Un noveno subsistema de carácter opcional y que consiste en un acumulador de energía de succión, y de compresión, que se utilizaría en el caso de que la presión de succión en la cámara no sea tan rápida como se requiera con la sola intervención del extractor centrífugo y la válvula reguladora de succión ACS y ACC FIG 5 y FIG 7 y 17.

DESCRIPCION DE APARATOS DETALLADA

UNIDAD GENERADORA UG

En este informe se presentan tres tipos de configuraciones de válvulas y turbomáquinas para el logro de los objetivos perseguidos y que son lograr las presiones necesarias al interior de la cámara. Una es una unidad generadora de sólo succión, la segunda es una unidad generadora de succión y compresión caracterizada porque utiliza una sola turbomáquina y la tercera es una unidad generadora que contempla dos turbomáquinas y que es la opción para la cual se hace el mayor análisis.

Unidad generadora de solo succión

FIG 12 y FIG 13, la FIG 12 muestra la situación en que la unidad opera en succión, mientras que la FIG 13 muestra la situación de alivio de presión.

Consta de una válvula reguladora de flujo VRS, 164 FIG 12 y FIG 13; una válvula tipo abierta/cerrada de solenoide o neumática 165 y cuya función es proveer una línea de succión del extractor centrífugo EC 170, para cuando la VRS esté aún cerrada, de manera de que al abrirse la VRS y simultáneamente cerrarse la válvula 165 se disponga de suficiente energía de succión inmediata. La válvula 174 es una válvula de alivio de presión para la fase de espiración de aire por parte del paciente, puede ser una válvula del tipo abierta/cerrada o una válvula reguladora de flujo. 160 es la cámara y 162 el sensor de presión.

Esta es una versión más simple de la UG.

Unidad generadora de succión y compresión de una sola turbomáquina

Las FIG 10 y 11 muestran una configuración de componentes que permiten lograr tanto succión como compresión con una sola turbomáquina. Unidad generadora de succión y compresión UG con dos turbomáquinas

La FIG 5 muestra los componentes principales de una UG, y otros componentes, para succión y compresión, sus partes principales son las siguientes:

Válvulas reguladoras:

Válvula reguladora servoasistida línea de succión VRS 18 Válvula reguladora servoasistida línea de compresión VRC 40

Válvula regladora servoasistida línea de alivio de presión VRA 24 Turbomáquinas:

Extractor centrífugo línea de succión EC 20 Compresor centrífugo línea de compresión CC 42 Sensores de flujo:

Sensor de flujo línea de succión SQS 21 Sensor de flujo línea de compresión SQC 43 Sensor de presión barométrico SPB Acumuladores: Acumulador línea de succión ACS 19

Acumulador línea de compresión ACC 41 Otros

Batería y sistema inversor de voltaje UPS También es factible que todo el equipamiento que hace tanto la succión como la compresión, vale decir: extractor; compresor; válvulas; sensores de presión y flujo, variador de frecuencia de los motores, UPS, puedan quedar todo junto en un solo compartimiento, lo que se denominó con anterioridad como "unidad generadora" UG, y conectar a la cámara a través de una única manguera.

Dispositivo sensor de perímetro de tórax DSP

Los componentes principales del DSP FIG S son los siguientes:

Cinta 102: Es el elemento que va alrededor del tórax del paciente, es de un material no elástico debido a que se pretende poder medir la deformación del tórax en la caja de mecanismos 112. En lugar de la cinta, y en el caso que no se logre una medición precisa y estable, se contempla una especie de cinturón a base de rodillos en que la conexión entre los soportes de los rodillos se haga mediante un mecanismo articulado como por ejemplo rótulas o algún elemento que cumpla esta función 224 FIG 18, en donde 222 son los rodillos, 220 el soporte de rodillo, 226 el eje del rodillo.

Rodillos 110 FIG 3: Tienen como función el permitir que la cinta deslice sobre el tórax del paciente sin producirse fuerzas de roce, de manera tal de mejorar la sensibilidad del sistema de medición, y de este modo detectar más prontamente los cambios de perímetro que se requiere detectar. Pueden ir separados a una distancia de entre 2 a 3 centímetros uno del otro y de un diámetro de unos 20 mm y soportados sobre un mecanismo, parecido a los soportes de rodillos que utilizan las correas transportadoras en transporte de materiales.

Se contempla que la instalación del DSP en el tórax del paciente, y en el caso de utilizarse rodillos, sea instalado sobre una faja elástica, no mostrada en figuras, adosada al tórax del paciente, de manera de evitar que los rodillos se hundan en la piel del paciente.

Hebillas conectoras 106 y 108: su función es conectar ambos tramos de cinta, el tramo 102 con el tramo 104.

Cinta retráctil 104: Su función es adaptarse a distintos tamaños de tórax de manera fácil y rápida.

Caja de mecanismos 112: Su función es alojar todos los mecanismos y dispositivos sensores que contempla el diseño, su detalle se encuentra en la FIG 2 y comprende las siguientes partes:

Base 56 en donde se instalan cada una de las partes. Resorte de cinta 80: Es el mecanismo que permite que el tramo de cinta 104 FIG 3 pueda ser retráctil, es un mecanismo similar al mecanismo que utilizan los cinturones de seguridad de pasajeros en vehículos.

Hebillas conectoras 84 y 86: corresponde a las mismas hebillas de la FIG 3 106 y 108.

Motoreductor 66 y rodillos 68 y 69: Su función es ajustar la fuerza de tensión de la cinta en el tórax del paciente, el mecanismo es similar al mecanismo que utilizan las impresoras de tinta para el avance del papel, comprende un reductor de rpm, un motor de corriente continua o un motor de pasos, un rodillo conductor y un rodillo conducido en donde este último posee un sensor de recorrido que mide el avance de la cinta retráctil sobre el rodillo.

En el caso de variaciones de la fuerza de tensión FT que puedan afectar la precisión de la medición, ya sea por un aumento o disminución de volumen del tórax del paciente, por diversas causas, se prevé que el sistema de control comande el motoreductor 66 FIG 2 para ajustar la tensión necesaria, previamente ingresada como parámetro de operación.

Freno: Su función es frenar el desplazamiento de la cinta retráctil sobre los rodillos, después de que se haya instalado el DSP sobre el tórax del paciente y una vez que se haya pretensado con la fuerza que ejerce el resorte de cinta 80. Al momento de que el motoreductor se acciona para ajustar la fuerza de tensión el freno se desactiva, dicho freno no se muestra en la figura y debe ser un freno de accionamiento eléctrico. Posiblemente un mecanismo de freno como los que utilizan los mecanismos de los cinturones de seguridad con la salvedad que su accionamiento sería eléctrico.

Carro 76: Su función es soportar el mecanismo de rodillos 66, 68, 69 y el resorte de cinta 80, permite su desplazamiento debido a la expansión y contracción del tórax debido al ciclo respiratorio.

Resorte 62: Su función es permitir que la cinta se expanda y se contraiga debido al ciclo respiratorio.

Celda de carga 62: Su función es medir la fuerza de tensión sobre la cinta.

Sensor de posición (potenciómetro) 64: Su función es medir el desplazamiento del carro.

Hebillas 52 y 53: hebillas conectoras para conectar la caja de mecanismos con el tramo de cinta 102 FIG 3.

Ruedas del carro 72 y 74

Riel superior 70 Cinta retráctil 78: la función de este tramo de cinta es poder ajustar el DSP a diferentes tamaños de tórax.

La forma de instalación del DSP al tórax del paciente 10 es como se muestra en la FIG 5. Cámara CM

La cámara CM 13 es un medio para permitir producir tanto presiones negativas como presiones positivas en el tórax del paciente, esquemáticamente se muestra en la FIG 5 y en la FIG 18.

La cámara CM de preferencia con cubierta y laterales de material transparente, como por ejemplo el policarbonato, posee una perforación frontal por donde el paciente queda con la cabeza afuera y un dispositivo de sello DS a la altura del cuello del paciente 15 FIG 5, en FIG 8 se muestra la planta y la elevación de dicha figura, el traslape 120 va tanto en la pared vertical como en la horizontal de este objeto. El tamaño de la cámara es variable 13 FIG 5, y mientras menos volumen de huecos exista, será más favorable en especial para la fase de succión. Se instala sobre una especie de camilla. La cubierta pude ser batiente es decir con bisagras o bien que suba y baje mediante guías 234 FIG 18.

El dispositivo de sello DS, recién mencionado, es una especie de sombrero sin tapa fabricado de un material elastomérico, como el caucho o silicona u otro, que se instala en el cuello del paciente 15 FIG 5, y una vez el paciente esté en posición en la cámara, se hace el sellado con algún mecanismo o simplemente con cinta tape con pegamento. El DS es partido de manera que el paciente se lo pueda colocar y tiene un sistema de ajuste mediante traslape tanto en la parte vertical como en la horizontal, además de cinta de pegamento de doble contacto para producir el sello en la parte traslapada.

La cámara posee una perforación en donde se conecta la manguera de succión, otra perforación para el caso de utilizarse máscara de respiración, otra perforación para conectar una válvula de seguridad, otra para conectar la válvula de alivio, otra para el sensor de presión y otra para el ingreso de sueros y otra para algún tipo de sensor médico, pudiendo tener otras perforaciones que sean necesarias o convenientes.

La cámara tiene manilla doble como las puertas que permite ser abierta y cerrada tanto desde adentro como de afuera.

La cámara en su interior o exterior posee un panel de control local CP adicional al control principal, para ser comandada por el propio paciente.

El colchón de la cámara tiene un sacado transversal en el cual queda ubicado el DSP.

Puede ser diseñada de manera que uno o ambos brazos y/ piernas queden afuera de la cámara, para lo cual se utilizará un sistema de sello similar al dispositivo de sello del cuello DS o bien una especie de fuelle de homocinética, como las que se utilizan en la tracción delantera de vehículos, que permitirá el movimiento del brazo sin perderse el sellado, u otro tipo de sellado que se use en la actualidad en otro tipo de aplicaciones.

Válvulas reguladoras de flujo Estas válvulas son del tipo "válvula digital", consisten en un cierto número de válvulas del tipo abierta/cerrada, conectadas en paralelo, en donde cada válvula tiene una abertura tal que sigue la secuencia de 2 elevado a n, con n desde 0 a (n menos uno).

Por ejemplo supongamos una válvula digital de 4 válvulas del tipo abierta/cerrada, las aberturas de cada válvula en unidades de área serán:

La abertura de la válvula digital corresponde a la suma de las aberturas de las válvulas en posición abierta, por ejemplo si están abiertas las 4 válvulas, la abertura será igual a

1 + 2 + 4 + 8 = 15 (ua). La cantidad de combinaciones de válvulas abiertas y cerradas es igual a dos elevado a cuatro, en este caso particular es igual a 16.

Las combinaciones se detallan a continuación:

El número 0 significa válvula cerrada y el 1 válvula abierta Por ejemplo, supongamos que se usa una sola válvula reguladora que tuviese un diámetro de 3,5 cm, su área es P¡*d ² /4 = 7,5 cm ² y en lugar de una sola válvula se utilice una válvula digital de 4 válvulas del tipo abierta/cerrada.

Con las 4 válvulas abiertas se tienen 15 (ua) que equivalen a los 7,5 cm ² , por lo tanto 1 (ua) = 7,5/15 = 0,5 cm ² , 2 (ua) = 1 cm ² , 4 (ua) = 2 cm ² y 8 (ua) = 4 cm ² , y los diámetros de abertura de cada válvula serán la raíz cuadrada del (área *4/P¡), es decir:

Luego para cada una de las combinaciones las áreas de abertura de la válvula digital serán las siguientes: En resumen es posible variar la abertura de la válvula digital desde cero hasta 7,5 cm ² y con incrementos de 0,5 cm ² .

Acumulador de energía de succión ACS

Su ubicación se muestra en la FIG 5 19, su función es contribuir a acelerar la presión de succión en la cámara.

Respecto del acumulador antes mencionado, el ACS FIG 7, consiste en una especie de fuelle 90 y que la parte superior del fuelle va conectado un cable, donde dicho cable pasa por un par de poleas 91 y en el otro extremo del cable existe un objeto de peso regulable 94 (como las máquinas de ejercicio en que se puede regular la fuerza a realizar), y que va conectado entre la válvula reguladora de flujo VRS y el extractor centrífugo EC FIG 7.

SPC y SPS son sensores de presión que permitirán medir la presión entre la turbomáquina y la válvula reguladora respectiva, que no se muestran en la FIG 5, es probable que se requiera además de la medición del volumen de aire acumulado con otro tipo de sensor, como por ejemplo, un sensor de posición del peso del acumulador.

Durante la fase de espiración del paciente y con la válvula reguladora de succión VRS cerrada se hace funcionar el extractor centrífugo que producirá que dicho peso se levante y que el fuelle se comprima. Cuando se abra la válvula reguladora VRS la parte superior del fuelle subirá producto de la energía acumulada en los pesos, y el peso bajará, e incrementará la capacidad y rapidez de succión del sistema. Este sistema acumulador permitirá además poder reducir el tamaño y potencia del extractor centrífugo, lo cual es importante si se tiene pensado que en caso de corte de energía siga operando, mediante baterías y un sistema inversor de corrientes desde continua a alterna.

Sensor de presión de la cámara SP

Este sensor podría ir ubicado dentro de la UG, en la FIG 5 se ha ubicado en la cámara, es un sensor que tiene salida eléctrica ya sea del tipo de corriente de 4 a 20 mA o de voltaje de 0 a 5 Volt, o de pulsos, corresponde a un sensor que mide presión respecto a la presión del medio ambiente en donde esté ubicado, es decir un sensor de presión manométrico o bien un sensor del tipo diferencial, se estima que el rango de medición aceptable de acuerdo a la precisión requerida podría ser de -1 a 1 bar, aunque se obtendrá mayor precisión con un rango de medición de por ejemplo -0,1 a 0,1 bar.

Sensor de flujo SQS y SQC 21 y 43 FIG 5. Si bien es cierto en condiciones ideales en que no existan fugas, bastaría con el sensor de presión de la cámara para realizar el control de la operación, sin embargo como no se puede descartar que existan fugas en la cámara, se hace imprescindible su utilización y serviría además justamente para determinar el nivel de fugas y así verificar y corregir los elementos de sello.

El tipo de sensor de flujo puede ser del tipo de hilo caliente o del tipo tubo Pitot, entre otros, cabe hacer notar que no se requiere de alta precisión ni tampoco de muy buena exactitud, para así no encarecer el equipo innecesariamente. Debe tener salida eléctrica para llevar dicha señal al PLC directamente o a través de una interfase.

Panel de comandos principal

Este se incluye en el sistema de control del equipo y se indica en 28 FIG 5, se contempla utilizar un diseño similar al que utilizan los ventiladores mecánicos para el ingreso de parámetros de operación, es decir pantalla tipo táctil y controles físicos con potenciómetros o teclas.

Panel de comandos local

Este panel es de acceso para el paciente y considerando que estará acostado se contempla un panel de comandos con potenciómetros de manera de facilitar su operación y con una pantalla de visualización secundaria para que pueda ver, los distintos controles y los valores ajustados.

Pantalla de visualización

De manera de simplificar su descripción, bastaría con mencionar que se trata de una pantalla similar a las utilizadas por los ventiladores mecánicos tradicionales y una pantalla adicional visible para el paciente.

Puerto de comunicación

Similar a los puertos de comunicación de las computadoras.

Mascarilla

La mascarilla MO 30 FIG 5 puede poseer sensor de flujo y no tenerlos. Para el caso que el paciente entre completamente dentro de la cámara necesitará de una mascarilla con mangueras que salgan hacia el exterior de la cámara para que se comunique con la presión barométrica del lugar. La mascarilla podría poseer micrófono conectado a un parlante para que el paciente se pueda comunicar.

Los sensores de flujo idealmente serán del tipo de hilo caliente que tienen buena precisión a bajas velocidades del aire. La mascarilla con sensor de flujo se utilizará para disponer de una señal del volumen de aire inspirado y espirado por el paciente y para calibrar el dispositivo sensor de perímetro de tórax, es decir, para llevar la cantidad física de longitud medida con dicho dispositivo a la cantidad física volumen. De esta forma, con dicha calibración, será posible operar el equipo sin necesidad de uso de mascarilla por parte del paciente, lo cual es mucho más cómodo para dicho paciente.

La mascarilla usada, también podría ser una mascarilla de un ventilador mecánico que sirve tanto para la medición de volúmenes y flujos como también sirve para el caso de requerirse de enriquecimiento de oxígeno del aire respirado por el paciente.

De utilizarse ventilador mecánico será necesario llevar la señal proveniente del puerto de comunicación del ventilador mecánico al puerto de comunicación del equipo de la invención VMS, para poder llevar el registro de toda la información en un solo equipo y especialmente para poder hacer la calibración y poder convertir desde variación de perímetro a variación de volumen por medio de una ecuación obtenida experimentalmente.

Sensor de presión barométrico SPB

Este sensor tiene como función el poder llevar el volumen de aire inspirado por el paciente y que es medido en volumen, mi o litros por los sensores de flujo, a gramos de aire, mediante la aplicación de la ecuación para gases ideales:

PV = nRT n = M/PM con n igual al número de moles, M igual a la masa, PM igual al peso molecular del aire e igual a 28,96 (gr/mol), P igual a la presión absoluta, R constante de los gases ideales e igual a 8,31 (J/mol/K), V igual al volumen de aire y T temperatura en Kelvin.

Por lo cual será necesario además disponer de una señal de temperatura del aire respirado.

No se descarta que la medición de la variable presión barométrica PB pueda ser útil además en el sistema de succión y compresión de aire a la cámara.

Sistema de control

Los componentes que envían y reciben información desde y hacia el sistema de control, son mostrados en la FIG 4.

PLC El PLC o controlador lógico programable debe tener una cantidad suficiente de entradas y salidas digitales y análogas, por ejemplo las válvulas digitales requerirán de al menos 4 salidas digitales para cada válvula, los variadores de frecuencia requerirán de dos salidas análogas, una para cada variador, para el DSP requerirá de una salida análoga o bien una salida de pulsos si se utiliza un motor de pasos en el motoreductor del DSP, las entradas análogas provendrán desde: el DSP (tres) una para la medición de fuerza, la otra para la medición de longitud de estiramiento del resorte y la tercera para la longitud del perímetro; sensor de presión de la cámara; sensor de presión barométrica; sensor de flujo de la mascarilla (dos); sensor de temperatura ambiente; de los sensores de flujo de las líneas de succión y compresión (dos); de los sensores de rpm de los motores eléctricos (dos) y del sensor de temperatura al interior de la cámara, además de otras salidas para las pantallas de visualización y otras entradas provenientes del panel de control principal y panel local.

DESCRIPCION DEL METODO

Medición de deformación del tórax

La deformación del tórax de una persona producto del ciclo respiratorio, es de contracción durante la fase de espiración hasta que llega a un mínimo al término de dicha fase y que coincide con el inicio de la fase de apnea 130 FIG 9 y de expansión durante la fase de inspiración hasta que llega a un máximo de dicha fase y que coincide con el inicio de la fase de retención 134 FIG 9.

La medición de la deformación del tórax es realizada mediante un dispositivo DSP que mide el perímetro del tórax del paciente, descrito en el apartado de aparatos.

Determinación del ciclo respiratorio

Con las mediciones de perímetro de tórax es posible, por ejemplo, confeccionar un gráfico de la variable perímetro de tórax P(t) versus tiempo, pudiéndose identificar cada uno de los puntos de dicho gráfico mediante coordenadas de P(t) y t.

Pudiéndose identificar tanto el inicio como el término de cada una de las fases 132,134, 136, 138 FIG 9 y subfases del ciclo respiratorio 140, 142, 144, 146, 148, 150, 152, 154 y los inicios y términos de cada fase 180, 186, 188 y 196 FIG 14. También en la FIG 19 se muestra un gráfico de P(t) y las derivadas en donde se indican cada uno de los instantes y en la tabla de la misma hoja se explica el significado de cada sigla utilizada.

El método de identificación considerado consiste en calcular tanto la rapidez de cambio de la variable medida P(t) como también la aceleración de dicha variable, es decir la primera y segunda derivada de P(t), sin embargo en algunas situaciones podría ser necesario la obtención de la tercera derivada. A partir del análisis tanto de la magnitud como del signo de cada derivada, es posible determinarse en que punto del ciclo respiratorio se encuentra el paciente.

Debemos saber que en las fases de retención y de apnea los flujos son igual a cero, por lo que no hay variación de volumen de tórax ni de perímetro, por lo tanto la rapidez de cambio de P(t) en dicha fase es igual a cero o lo que es lo mismo, la primera derivada es igual a cero, también serán igual a cero la aceleración que corresponde a la segunda derivada.

Durante la fase de inspiración P (t) va aumentando, por lo que la rapidez de cambio de P(t) es positiva, sin embargo la aceleración no es igual durante toda dicha fase. Al inicio 180 FIG 14 y en general durante el tramo 140 la variable va acelerándose y la rapidez va aumentando por lo que tanto la primera como la segunda derivada tendrán signo positivo, esto se puede apreciar mejor en la FIG 6 en que se gráfica una función P(t) hipotética y se gráfica la primera y segunda derivada de la función.

En resumen, para cada uno de los tramos y puntos de la curva indicados en FIG 14, los signos de la primera derivada y de la segunda derivada serán los siguientes:

Tabla.- Signos de primera y segunda derivada según la subfase, por tramos

Tabla.- Signos de primera y segunda derivadas por puntos de intersección entre fases

Asistencia respiratoria al paciente

Tal como se dijo anteriormente el método de asistencia consiste en exponer al tórax del paciente a pulsos de presiones negativas y presiones negativas para inducir a una expansión y contracción del tórax respectivamente. En el segundo gráfico de la FIG 1 se puede apreciar la forma de estos pulsos de presión y de cómo se sincronizan de acuerdo a la fase del ciclo respiratorio mostrado en el primer gráfico de la misma figura.

En el método intervienen primero el sensor de perímetro de tórax que envía la señal al PLC, en segundo término el PLC que realiza los cálculos matemáticos para determinar en qué punto de la curva se encuentra el ciclo respiratorio del paciente, y envía una señal a la UG, y en tercer término la UG que recibe la señal desde el PLC y ejecuta la acción ordenada y que pueden ser: succión; alivio o compresión.

Operación del sistema Se citará un ejemplo para simplificar la explicación.

El PLC detecta la condición de estar en fase de apnea, fase previa al tramo 140 FIG 14, y que es la fase previa a la inspiración, el PLC se da cuenta que está en la fase de apnea, porque tanto la primera como la segunda derivada tienen valores cercanos a cero, FIG 1.

Por lo tanto el sistema de control sabe que se viene el comienzo de la inspiración, para lo cual se prepara y activa la aceleración de las rpm del extractor centrífugo EC, pese a que la válvula reguladora de succión VRS FIG 5 esté aún cerrada, y aprovecha de acumular energía de succión en el ACS, de manera de disponer de una buena capacidad de succión al momento de abrirse dicha válvula.

Luego detecta el III instante de inicio de la inspiración, punto 180 FIG 14 y espera unos 400 ms para ratificar que se está en esa fase y que se denomina Instante detección inicio inspiración IDII punto 182 de dicha figura, ese mismo instante corresponde al Instante Orden inicio asistencia inspiración IOI Al y que es el mismo punto 182, y que es el instante cuando el sistema de control envía la señal a la UG para que realice la acción de abrir la válvula VRS, en forma controlada para generar la presión de vacío en la cámara en un periodo de tiempo de unos 500 ms, punto 184 FIG 14 y gráfico segundo de FIG 1. El sistema de control, mediante el PLC, continúa haciendo los cálculos de derivadas y cuando se produce que la primera derivada tiende a un valor bajo, por ejemplo de un 10% del valor máximo, y la segunda derivada tiene signo negativo tramo 144 FIG 14 se da cuenta que la fase inspiratoria está llegando a su final, entonces este es el IDTAI (instante detección término de asistencia inspiratoria), entonces envía la orden a la UG para terminar la asistencia inspiratoria y que se denomina Instante orden término asistencia inspiratoria IOTAI y que coincide con el punto 186 FIG 14, la UG cierra la válvula reguladora de succión VRS y abre la válvula de alivio VRA lo cual finaliza en el instante 188 FIG 14 y que se denomina Instante término asistencia inspiración ITAI.

A continuación se explica lo mismo de lo anterior, pero con referencia a la figura 20 en donde se muestra gráficamente el proceso de apertura y cierre de válvulas y el cambio de las rpm de los motores eléctricos de las turbomáquinas.

Primero: Una vez detectada la fase de apnea NA se procede a:

Subir rpm nE del motor del extractor centrífugo EC 1 FIG 20

Segundo: Detección del instante de inicio de la inspiración natural del paciente IDII, se procede a:

Abrir válvula reguladora de succión VRS, 2 FIG 20 Tercero: Detección de término de asistencia inspiratoria IDTAI, se procede a:

Cerrar válvula VRS, 3 FIG 20

Cuarto: al mismo tiempo de la acción anterior se procede a:

Abrir válvula reguladora de alivio de presión VRA, 4 FIG 20

Quinto: Una vez detectado el inicio de la fase espiratoria IIE, se procede a:

Cerrar válvula de alivio VRA 5 FIG 20 y subir rpm nC de compresor centrífugo CC, 6 FIG 20

Sexto: Una vez detectado el instante de inicio de la fase espiratoria IDIE, se procede a: Abrir válvula reguladora de compresión VRC, 7 FIG 20 Séptimo: Una vez detectado el IDTAE, se procede a:

Cerrar válvula reguladora de compresión VRC, 8 FIG 20 y a abrir válvula reguladora de alivio VRA, 9 FIG 20

Octavo: Una vez detectada la fase de apnea NA, se procede a:

Cerrar válvula reguladora de alivio VRA, 10 FIG 20.

Este método en particular recién descrito se basa en que el instante de la orden de término de la asistencia en la inspiración IOTAI toma como referencia el valor y signo de las derivadas, por lo que se produce una inspiración del tipo profunda y en definitiva es el propio paciente quien detiene la asistencia a través de su propio proceso respiratorio.

El método contempla dos tipos de condiciones que se deben de producir para ordenar el término de la asistencia inspiratoria, una es la antes mencionada y que es en base a las derivadas, y la otra opción es en base a un cierto valor de un perímetro de referencia, que se denomina perímetro de referencia de la inspiración PRI.

Para la obtención del valor del PRI, el método contempla la determinación previa de 4 perímetros de referencia, los cuales se obtienen al inicio del procedimiento, en que se solicita al paciente que realice una serie de respiraciones, tanto normales como profundas, y sin asistencia. De este procedimiento se obtienen los valores de perímetros superior e inferior tanto en respiraciones normales como en respiraciones profundas, y que se denominan:

Perímetro inferior normal PIN, Perímetro superior normal PSN, Perímetro inferior profundo PIP y Perímetro superior profundo PSP, FIG 16 Para la definición del valor del PRE y del PRI se deberían tener en cuenta los valores antes mencionados, donde PRE es el perímetro de referencia de la fase de espiración, para la ejecución de la orden de detención de la asistencia en dicha fase IOTAE.

Tipo de curva de presión en la cámara PrC versus tiempo

Cabe mencionar que el método contempla que se pueda regular la forma de la curva presión en la cámara PrC versus tiempo, tal como se puede apreciar en la FIG 15, donde se describen 4 tipos distintos de curvas 200, 202, 204 y 206, el objetivo de esta opción es lograr el máximo confort del paciente y la mayor eficacia del proceso de asistencia respiratoria.

Acumulador de energía de succión

El diseño contempla la incorporación en la línea de succión, en la ubicación que se muestra en la FIG 5, de un acumulador de energía de succión, de manera tal de lograrse una mayor capacidad de succión, sin sobredimensionar al extractor centrífugo. Durante la fase de espiración en que opera el compresor centrífugo, el extractor centrífugo podría utilizar su capacidad instalada para acumular energía de succión en dicho acumulador.

Análisis de las curvas históricas de P(t) versus t

El objetivo es lograr predecir el instante en que se producirá, por ejemplo, el inicio de la fase de inspiración, de manera tal, que el instante de detección del inicio de la fase inspiratoria IDII, punto 182 FIG 14, se produzca lo antes posible y así lograr un mayor tiempo de asistencia al paciente en dicha fase de inspiración.

Mascarilla o ventilador mecánico

El objetivo de la mascarilla es por una parte el hacer posible que el paciente pueda estar con todo su cuerpo dentro de la cámara, y por la otra y en el caso de que dicha mascarilla cuente con sensores de flujo, el de calibrar al DSP. Además el poder proveer de una mayor concentración de oxígeno en el aire que respire el paciente.

Una alternativa al uso de la mascarilla es que el sistema opere en conjunto con un ventilador mecánico, en que se usaría la mascarilla de dicho ventilador mecánico, el cual posee los sistemas de sensado de volúmenes y flujos de aire y además posee lo sistemas para suministrar aire enriquecido con oxígeno al paciente.

El método contempla que dicho ventilador mecánico pueda ser operado desde el panel de control del VMS y que éste reciba la información proveniente de los sensores de dicho ventilador mecánico, de manera que todo el control del proceso se centralice en una sola unidad. Control local de acceso al paciente PC

El método de operación del VMS contempla un control de acceso al paciente para ajustar el valor de los parámetros óptimos de acuerdo a su ciclo respiratorio natural.

Pantalla de Visualización de datos

En la pantalla de visualización de datos se visualizará la información obtenida de los distintos sensores y la información de los parámetros de operación ingresados por el operador a través del panel de comandos.

Además se podrá visualizar la información de los sensores ya sea de la mascarilla o bien del ventilador mecánico tradicional.

DESCRIPCION DEL SISTEMA

Dispositivo sensor de perímetro de tórax DSP

Este sistema comprende el dispositivo, el cual envía tres señales al PLC, una es la medición de la fuerza de tensión FT, otra es la posición del carro que indica lo que se deforma el resorte producto tanto de la pretensión que se da a la cinta como también de la expansión y contracción del tórax, y la tercera es la posición de la cinta retráctil que mide el perímetro del tórax. Por otra parte el DSP recibe una señal y energía para hacer girar al motoreductor para ajustar la fuerza de tensión necesaria, en función de la deformación del resorte de tracción, medido ya sea con la celda de carga o bien con el sensor de posición FIG 2.

Medición de volúmenes y flujos de aire inspirado y espirado

Este sistema comprende a la mascarilla con sus sensores de flujo y otro sistema para el enriquecimiento de oxígeno del aire a respirar por el paciente. Envía dos señales al PLC de flujos de aire inspirado y espirado, y de enriquecimiento de oxígeno, en cuanto a los volúmenes se obtienen en el PLC por el cálculo de la integral del flujo por el tiempo. Además se envía una tercera señal con el dato del enriquecimiento de oxígeno a dicho PLC. Por otra parte este sistema recibe una señal proveniente del PLC para el ajuste del enriquecimiento de oxígeno.

Opcionalmente es posible utilizarse un equipo de ventilación mecánica tradicional para los objetivos recién descritos tanto de mediciones como de enriquecimiento de oxígeno. En este caso el control del ventilador mecánico se hará desde el panel de control del VMS.

Sistema de control Las señales desde sensores que recibe el sistema de control, como también las salidas desde el sistema de control hacia los distintos componentes, se muestran en la FIG 4.

Las salidas desde el sistema de control van hacia: el DSP; las válvulas reguladoras; los variadores de frecuencia; ventilador mecánico VM y pantallas de visualización.

Las entradas provienen desde: El DSP; Posición de las válvulas reguladoras; sensores de rpm de motores de extractor y compresor; presión en la cámara; presión barométrica; ventilador mecánico VM; sensores de flujo líneas de succión y compresión; panel principal y del panel local.

Unidad generadora UG

Los sistemas de generación hay de diferentes tipos: sólo succión FIG 12 y FIG 13; succión y compresión con una sola turbomáquina FIG 10 y 11; succión y compresión con dos turbomáquinas FIG 5.

Cuando no se explicite el tipo de sistema de generación, se subentenderá que se refiere al sistema con dos turbomáquinas.

La función de la UG es generar tanto la succión como también la compresión del aire desde y hacia la cámara respectivamente, recibe la orden desde el sistema de control que determina los parámetros de operación de este sistema, dentro de los parámetros de operación se encuentran:

Tipo: Succión; compresión; alivio

Forma de la curva presión en la cámara versus tiempo: lineal 200 FIG 15; polinomial de orden 2, 202 FIG 15; Raíz, 204 FIG 15; polinomial de orden 3, 206 FIG 15.

Presión final, por ejemplo en cm de columna de agua, por ejemplo 30

Tiempo para llegar a la presión final, en milisegundos, por ejemplo 600

Los componentes de la UG son los siguientes, ver FIG 5:

Válvula reguladora de succión VRS

Válvula reguladora de compresión VRC

Válvula reguladora de alivio VRA

Válvula de seguridad VS (puede ir en la UG o directamente en la cámara)

Sensor posición de VRS Sensor posición de VRC Sensor posición de VRA

Extractor centrífugo EC

Compresor centrífugo CC

Sensor de flujo, línea de succión SQS

Sensor de flujo, línea de compresión SQC

Acumulador de energía de succión ACS

Acumulador de energía de compresión ACC

Variador de frecuencia de motor de extractor centrífugo EC, VFS

Variador de frecuencia de motor de compresor centrífugo CC, VFC

Sensor de presión de la cámara SP (también puede ir ubicado directamente en la cámara)

Sensor de presión barométrica SPB

Sensor de rpm de motor de extractor centrífugo EC, SnE

Sensor de rpm de motor de compresor centrífugo CC, SnC

Batería de respaldo e Inversor de corriente, desde continua en la batería a alterna (UPS)

Todos los sensores de la UG envían sus señales al sistema de control

Cámara

Este sistema tiene como función alojar al paciente, otros detalles se describieron con anterioridad.

Panel de comandos principal, panel local y pantalla de visualización

Estos tres equipos se comunican con el sistema de control y que está alojado en el PLC.

En los paneles de comando se ingresan los parámetros de operación del equipo, dentro de los cuales cabría destacar:

Rapidez del ingreso de aire al paciente, por ejemplo 200 ml/s, en el caso que se trabaje con un equipo de ventilación mecánica tradicional y que exista comunicación entre ambos equipos, para poder medir el flujo y volumen o bien mediante la máscara con sensores de flujo. Profundidad de la inspiración: Perímetro de parada de la asistencia en la inspiración, por ejemplo PRI = 845 mm.

Tiempo de verificación desde que el sistema detecta inicio de inspiración natural, por ejemplo 400 ms, que corresponde al periodo de tiempo transcurrido entre el III y el IDII.

Porcentaje de oxígeno, este parámetro puede controlarse en el caso que el equipo se pueda comunicar con un sistema de ventilación mecánica, o que la mascarilla MO posea dicho sistema.

Tiempo límite de detención de la presión negativa en la cámara, por ejemplo antes de 5 segundos desde que se inicia el proceso de presión negativa.

Temperatura al interior de la cámara

Fuerza de tensión mínima de la cinta en el DSP

Presión superior en la cámara

Tipo de curva de presión en la cámara Tiempo para llegar a la presión superior

Tiempo de confirmación para la activación de la asistencia en la fase inspiración

Tiempo de confirmación para la activación de la asistencia en la fase de espiración

Tipo de término de la asistencia de inspiración: por perímetro PRI o por derivada

Valor del PRI Valor de la derivada

Tipo de término de la asistencia de espiración: por perímetro PRE o por derivada Valor del PRE Valor de la derivada Pantalla de visualización Se muestran:

Evolución de las variables P(t), dP/dt y d2P/dt2, FT(t) FIG 6 Volumen y flujos inspirados y espirados medidos y calculados

Otras variables como son: Saturación de oxígeno del paciente; ritmo cardíaco; temperatura; presión sanguínea. 990 Presión en la cámara Instantes

FIG 19, Instantes: III (instante inicio inspiración) 180 FIG 14; IDII (instante detección inicio inspiración) 182; 101 Al (instante orden inicio asistencia inspiración) es el mismo instante que el instante de IDII; IIAI (instante inicio asistencia inspiración) 184; IDTAI 995 (instante detección término asistencia inspiración) ; IOTAI (instante orden término asistencia inspiración) 186; ITAI (instante término asistencia inspiración) 188; IIE (instante inicio espiración) 188; IDIE (instante detección inicio espiración) 190; IOIAE (instante orden inicio asistencia espiración) es el mismo instante que el IDIE; MAE (instante inicio asistencia espiratoria) 192; IDTAE (instante detección término asistencia 1000 espiratoria) ; IOTAE (instante orden término asistencia espiración) 194; ITAE

(instante término asistencia espiración) 196.

Un resumen de los instantes antes mencionados se muestra en la siguiente tabla y que se repite en la FIG 19, para un mejor entendimiento del lector.

1005 A partir de los instantes mencionados se pueden determinar los periodos de tiempo entre dichos instantes, por ejemplo podrían interesar:

Tiempo transcurrido entre el instante III y el instante I DI I, que corresponde al tiempo de demora programado, para la ratificación de que se ha iniciado la fase inspiratoria.

Tiempo transcurrido entre el III de un ciclo y el III del ciclo anterior, que corresponde al 1010 periodo de un ciclo respiratorio.

Tiempo transcurrido entre el IIAI hasta el ITAI que corresponde al tiempo de asistencia de la fase inspiratoria.

Y así sucesivamente pueden aparecer una gran cantidad de períodos que se pueden calcular y mostrar en pantalla.

1015 Rpm motores eléctricos de extractor y compresor

Posición de las válvulas reguladoras de flujo

Flujo y volumen de succión desde la cámara

Flujo y volumen de compresión hacia la cámara

Periodos de tiempo

1020 Periodo de tiempo del ciclo respiratorio

Periodo de tiempo fase de: inspiración, retención, espiración, apnea Frecuencia respiratoria: por ciclo; por minuto Otros periodos

Etcétera.

1025

Algoritmos

Un primer algoritmo para determinar cada uno de los instantes anteriormente descritos de cada ciclo respiratorio, y que consiste en el análisis de la variable P(t) y de sus derivadas, FIG 19.

1030 Un segundo algoritmo para determinar la forma de la curva de abertura de la válvula reguladora VRS en función del tiempo, y de la forma de la curva de las rpm del extractor versus tiempo, de manera de lograr la curva de presión en la cámara versus tiempo que es requerida. Este algoritmo requiere un modelo de simulación del proceso de succión que considere:

1035 La curva de presión versus caudal del extractor centrífugo para distintas rpm; el volumen de huecos en la cámara; el nivel de fugas en la cámara, la resistencia que produce la válvula en función del grado de abertura, el efecto que produce el acumulador de energía de succión entre otros.

Un tercer algoritmo para convertir la variación de perímetro Delta P a volumen de aire

1040 inspirado V, a partir de datos de perímetro y datos de volumen, obtenidos con el DSP y la mascarilla o el ventilador mecánico respectivamente. Es probable que la relación entre ambas variables sea del tipo:

V = k * (Delta P) ³

Un cuarto algoritmo para el control y regulación de la fuerza de tensión FT de la cinta

1045 del dispositivo DSP.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

FIG. 1 El esquema muestra las curvas de perímetro de tórax y sus derivadas, la presión en la cámara PC y la posición de la válvula de alivio VRA

1050 FIG. 2 El esquema muestra la disposición de las partes principales del mecanismo del Dispositivo sensor de perímetro de tórax DSP

FIG. 3 El esquema muestra las partes principales de un DSP

FIG. 4 Este esquema muestra las variables de entrada y de salida del sistema de control. FIG. 5 Este esquema muestra una disposición de las distintas partes del Sistema

1055 respiratorio servoasistido VMS.

FIG. 6 Este esquema muestra el primer gráfico de la FIG 1, con más detalle, se muestran la función P(t) y la primera y segunda derivada de dicha función.

FIG. 7 Este esquema muestra de cómo sería el acumulador de energía de succión ACS.

FIG. 8 Este esquema muestra la forma del dispositivo sello de cuello DS.

1060 FIG. 9 Este esquema muestra una gráfica de P(t) versus t con indicación de las fases y subfases del ciclo respiratorio

FIG. 10 Este esquema muestra una UG de una turbomáquina tanto para succión como compresión, en la etapa de succión

FIG. 11 Este esquema muestra una UG de una turbomáquina tanto para succión como

1065 compresión, en la etapa de compresión

FIG. 12 Este esquema muestra una UG de una turbomáquina solo para succión en la etapa de succión

FIG. 13 Este esquema muestra una UG de una turbomáquina solo para succión en la etapa de alivio de presión

1070 FIG. 14 Este esquema muestra una gráfica de P(t) versus t con indicación de las fases y subfases del ciclo respiratorio y además con indicación de puntos claves

FIG. 15 Este esquema muestra distintos tipos de curvas de presión en la cámara versus tiempo

FIG. 16 Este esquema muestra una gráfica con indicación de los perímetros normales y

1075 perímetros profundos tanto inferiores como superiores de la respiración del paciente sin asistencia.

FIG. 17 Este esquema muestra un croquis de un cinturón a base de rodillos articulados

FIG. 18 Este esquema muestra la cámara en una posible forma que podría tener.

FIG. 19 Este esquema muestra los distintos tipos de instantes que se producen en un

1080 ciclo respiratorio.

FIG. 20 Este esquema muestra la secuencia de abertura y cierre de válvulas y de cambio de las rpm de motores en un ciclo respiratorio.

FIG. 20 Este esquema muestra un diagrama de flujo para la determinación de los instantes principales, a partir de las derivadas. 1085

MEJOR MANERA DE REALIZAR LA INVENCION

Tal como se ha descrito en Divulgación de la Invención.

APLICACIÓN INDUSTRIAL VENTILADOR MECANICO SERVOASISTIDO

1090 La aplicación industrial son: centros hospitalarios, y como una alternativa o complementación al uso de los ventiladores mecánicos tradicionales que utilizan el procedimiento de entubación o de traqueotomía.

También es posible que pueda ser utilizado por personas que deseen tener un equipo en sus hogares, como una forma de ejercitar respiraciones profundas y sin el esfuerzo

1095 físico que eso significa.

Cabe hacer notar que se está en tiempos de plena pandemia del Covid 19, julio de 2020.

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