11 knúmero de publicación: kint. Cl. 7 : A61M 16/00. k 72 Inventor/es: Rapoport, David M. k 74 Agente: Carpintero López, Francisco

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1 k 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 knúmero de publicación: kint. Cl. 7 : A61M 16/00 k 12 TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA T3 k k k k 86 Número de solicitud europea: Fecha de presentación: Número de publicación de la solicitud: Fecha de publicación de la solicitud: k 4 Título: Aparato para el tratamiento de la apnea con presión expiratoria ajustable. k 30 Prioridad: US k 73 Titular/es: NEW YORK UNIVERSITY 70 Washington Square South New York, NY 10012, US k 4 Fecha de la publicación de la mención BOPI: k 72 Inventor/es: Rapoport, David M. k 4 Fecha de la publicación del folleto de patente: k 74 Agente: Carpintero López, Francisco ES T3 Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, Madrid

2 1 ES T3 2 DESCRIPCION Aparato para el tratamiento de la apnea con presión expiratoria ajustable. Campo de la invención Esta invención se refiere a un aparato para ajustar la presión positiva del conducto respiratorio de un paciente con el fin de conseguir un valor óptimo (por ejemplo mínimo), en el tratamiento de la apnea obstructiva del sueño, según el preámbulo de la reivindicación 1. Antecedentes de la invención El síndrome de la apnea obstructiva del sueño (OSAS) es una dolencia bien reconocida que puede afectar hasta 1- % de la población adulta. Es una de las causas más comunes de una excesiva somnolencia durante el día, y es la razón principal más de ingreso en las clínicas de tratamiento de trastornos del sueño. El síndrome se caracteriza por la obstrucción intermitente del conducto respiratorio superior que se produce durante el sueño. La obstrucción da como resultado un espectro de perturbaciones respiratorias que van de la total ausencia de flujo de aire (apnea) hasta una importante obstrucción con o sin flujo de aire reducido (hipopnea y ronquidos), a pesar de continuados esfuerzos respiratorios. La morbididad del síndrome se produce a partir de la hipoxemia, hipercapnia, bradicardia e interrupción del sueño asociado a apneas e interrupciones del sueño. El OSAS es más frecuente en los varones obesos, y está asociado a todas las condiciones en las cuales se produce un estrechamiento anatómico o funcional que estreche el conducto respiratorio superior, como cuando se trata de fuertes ronquidos. La patofisiología del OSAS no se ha desarrollado todavía plenamente. Sin embargo, está actualmente bien reconocido que la obstrucción del conducto respiratorio superior durante el sueño se debe en parte al comportamiento colapsable del segmento supraglótico durante la presión intraluminal negativa generada por el esfuerzo inspiratorio. Así pues, el conducto respiratorio superior humano durante el sueño se comporta como una resistencia Starling, que se define por la propiedad de que el flujo queda limitado a un valor fijo independientemente de la versión conductora (inspiratorio). Puede entonces producirse un colapso parcial o completo del conducto respiratorio, asociadoalapérdida del tono de dicho conducto que es característica de la llegada del sueño y que puede exagerarse en caso de OSAS. Desde 1981, ha evolucionado el sistema de una presión positiva continua sobre el conducto respiratorio aplicada por una máscara nasal estrechamente ajustada durante el sueño, como el tratamiento más efectivo para esta dolencia, y es ahora de máxima importancia a este respecto. La disponibilidad de esta forma de terapia no invasiva ha dado como resultado una extensa publicidad respecto a la apnea y a la aparición de un gran número de nuevos pacientes que anteriormente habían evitado la atención médica ante el temor de una traqueotomía. El aumento de la comodidad de este sistema, determinado parcialmente por reducir al mínimo la necesaria presión nasal, ha sido un triunfo de primer orden en la investi gación dedicada a mejorar la aceptación del paciente respecto a esta terapia. Se describen varios sistemas del tratamiento de la apnea obstructiva del sueño, por ejemplo, en Reversal of Obstructive Sleep Apnea by Continuous Positive Airway Pressure Applied Through The Nares, Sullivan et al, Lancet, 1981, 1:862-86; y Reversal Of The Pickwickian Syndrome By Long-Term Use of Nocturnal Nasal-Airway Pressure ; Rapaport et al, New England Journal of Medicine, 7 de Octubre de El artículo Induction of upper airway occlusion in sleeping individuals with subatmospheric nasal pressure, Schwartz et al, Journal of Applied Physiology, 1988, 64, págs. 3-42, expone también diversas técnicas polisomnográficas. El documento WO-92/1104 describe un sistema respiratorio para pacientes en el cual se comparan los parámetros de la respiración con unos valores predeterminados para regular la presión del gas suministrado. El documento US describe un dispositivo sincronizado de insuflación de gas, en el cual se superpone una pulsación en forma de insuflación mayor de gas sobre la insuflación normal durante breves períodos al iniciarse la inhalación. El documento WO- 88/10108 describe un dispositivo para vigilar la respiración durante el sueño utilizando una señal microfónica para aumentar la presión del aire de una manera previamente establecida cuando se detecta el ronquido. El documento EP describe un ventilador para una respiración positiva continua con presión del conducto respiratorio utilizando una máscara conectada a una bomba de suministro a través de un conducto con un transductor de presión utilizado para detectar la presión del gas en la nariz. El documento EP describe un sistema de presión inspiratoria del conducto respiratorio en el cual se suministra una presión de aire nasal aumentada a los conductos respiratorios justamente antes de la inhalación. Apesardesuéxito, existen limitaciones al uso del CPAP nasal. Principalmente presentan la forma de incomodidad con la máscara y la presión nasal requeridas para obliterar las apneas. Se describen sistemas para reducir al mínimo la incomodidad con la máscara, por ejemplo en las Patentes de EE.UU. núms , Rapaport et al, y.06.76, Rapaport, así comoen Therapeutic Options For Obstructive Sleep Apnea, Garay, Respiratory Management, Julio/Agosto, 1987, págs. 11-1; y Techniques For Administering Nasal CPAP, Rapaport, Respiratory Management, Julio/Agosto, 1987, págs La reducción al mínimo de la presión necesario presentó un triunfo en la prueba preliminar sobre un paciente en el laboratorio del sueño. Sin embargo, se ha comprobado que esta presión varía en el curso de la noche según la fase del sueño y la posición del cuerpo. Además, la presión terapéutica puede subir o bajar en el tiempo en pacientes con anatomía cambiante (congestión nasal/polipos), cambio de peso, cambio de medicación o uso de alcohol. En consecuencia, la mayor parte de los laboratorios del sueño prescriben actualmente el uso doméstico de presión nasal CPAP sobre la

3 3 ES T3 4 base del valor máximo de presión necesario para obliterar apneas durante una noche de vigilancia en el laboratorio del sueño. Es con frecuencia necesario repetir pruebas si el paciente se queja de una resolución incompleta del sueño en el curso de un día, que puede revelar un cambio en la presión necesaria. Sumario de la invención La invención está por consiguiente dirigida a un aparato para reducir al mínimo la presión CPAP, en un sistema para el tratamiento de la apnea obstructiva del sueño, sin causar limitación del flujo de aire al paciente. El aparato según la invención se define en la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes 2- se definen formas preferidas de ejecución. Dicho en pocas palabras, se aporta un aparato para el tratamiento de la apnea obstructiva del sueño, que comprende una fuente de aire y un medio para dirigir un flujo de aire desde dicha fuente a un paciente. Esta parte del sistema puede ser del tipo descrito, por ejemplo, en la Patente de EE.UU. n De acuerdo con la invención, se disponen medios para detectar la forma de onda de dicho flujo de aire, a fin de detectar las desviaciones internas que correspondan a la limitación del flujo del aire suministrado al paciente. Tales desviaciones pueden ser, por ejemplo, desviaciones desde una forma de onda sustancialmente sinusoidal, aplanamiento o presencia de sectores planos, en las porciones de la forma de onda correspondientes a la inspiración del paciente. En respuesta a tales variaciones en dicho flujo de aire, el aparato de la invención aumenta el flujo de aire hacia el paciente. El aparato puede estar dotado de un programa que periódicamente haga descender el flujo de aire en ausencia de la detección de la limitación del flujo de aire, y que periódicamente aumente el flujo de aire en presencia de la detección de la limitación de dicho flujo de aire. Breve descripción del dibujos Para que pueda entenderse más claramente la invención, la describiremos a continuación con mayor detalle, con referencia al dibujo adjunto, en el cual: la fig. 1 es la forma de onda del flujo de aire en un período de 30 segundos a un paciente durmiente desde un generador CPAP, con una presión de CPAP de 10 cm H 2 O; la fig. 2 es la forma de onda del flujo de aire en un período de 30 segundos al paciente dormido de la fig. 1, desde un generador CPAP, con una presión CPAP de 8 cm H 2 O; la fig. 3 es la forma de onda del flujo de aire en un período de 30 segundos al paciente dormido de la fig. 1 desde un generador CPAP con una presión CPAP de 6 cm H 2 O; la fig. 4 es la forma de onda del flujo de aire en un período de 30 segundos al paciente dormido de la fig. 1, desde un generador CPAP, con una presión CPAP de 4 cm H 2 O; la fig. es la forma de onda del flujo de aire en un segundo período de 30 segundos al paciente dormido de la fig. 1, desde un generador CPAP, con una presión CPAP de 2 cm H 2 O; la fig. 6 es una vista simplificada en corte transversal de una resistencia Starling; la fig. 7 es un esquema de conjunto simplificado de una instalación experimental donde se emplea una resistencia Starling; la fig. 8 es un conjunto de formas de onda generadas utilizando la instalación de la fig. 7; la fig. 9 es un esquema de conjunto simplificado de un sistema preferido; la fig. 10 es un esquema de proceso que ilustra una técnica para ajustar la presión CPAP, de conformidad con una forma de realización de la invención. Descripción detallada de la invención Las figs. 1- ilustran las formas de onda del flujo procedente de un generador CPAP obtenidas durante la prueba sobre un paciente en estudios sobre el sueño. En estas pruebas, el paciente llevaba puesta una máscara CPAP conectada a una fuente de aire, en la forma ilustrada en la Patente de EE.UU. n Cada una de estas pruebas se refiere a un período de 30 segundos, describiendo las líneas verticales los segundos durante las pruebas. Las figs. 1- representan recorridos separados registrados en períodos separados por 1 a 2 minutos, y con diferentes presiones desde la fuente de aire. La fig. 2 ilustra una forma de onda normal, en este caso con una presión CPAP de 10 cm H 2 O. Esta presión se identificó como correspondiente a una obstrucción de la libre respiración. Se ha observado que esta forma de onda, por lo menos en los períodos de inspiración, es sustancialmente sinusoidal. Cuando la presión CPAP disminuyó hasta 8 cm H 2 O, según se ha ilustrado en la fig. 2, empezó a producirse un aplanamiento parcial de la forma de onda correspondiente al flujo inspiratorio, en las zonas 2a. Este aplanamiento se hizo más definido cuando disminuyó la presión hasta 6 cm H 2 O, según aparece ilustrado con el número de referencia 3a en la fig. 3. El aplanamiento se hizo incluso más pronunciado como puede verse en las zonas 4a de la fig. 4 cuando se redujo la presión a 4 cm. Las reducciones en la presión CPAP desde la presión correspondiente a la respiración libre de obstrucción dieron como resultado ronquidos por parte del paciente. Al reducirse la presión a 2 cm H 2 O, según ilustrado en la fig., se produjo un flujo inspiratorio virtualmente de cero durante el esfuerzo inspiratorio, según puede verse en las partes a. Poco después de registrarse la forma de onda de la fig., el paciente desarrolló una apnea franca y se despertó. Las formas de onda de las figs. 1- ilustran que, al bajar la presión, tiene lugar un índice predecible de aumento de colapsibilidad del conducto 3

4 ES T3 6 respiratorio, antes de producirse la apnea franca, la respiración periódica o el despertar. Las formas de onda de las figs. 1- son coincidentes con los experimentos en los que se simula el segmento colapsable del paso de aire por medio de una resistencia Starling. Una resistencia Starling 10, según aparece ilustrado en la fig. 6, se compone de un tubo rígido externo 11 que sustenta un tubo interno colapsable 12. Se introduce agua en el espacio situado entre el tubo exterior 11 y un tubo interior 12, por ejemplo a través de un tubo, desde una columna de agua 13 de altura ajustable, para permitir una variación de la presión externa aplicada al tubo colapsable 12. Con referencia a la fig. 7, en este experimento, se acopla un generador de flujo comercial CPAP 14 al extremo distal de la resistencia Starling 10, y se simula la respiración por medio de una bomba sinusoidal 1 acoplada al extremo proximal o intratorácico de la resistencia 10. Hay un depósito de volumen 16 acoplado al extremo proximal de la resistencia Starling, para proporcionar un volumen capacitivo que impide que se desarrolle una presión negativa excesiva durante la oclusión total del sistema (apnea). El curso de flujo de la fig. 8 se generó utilizando el sistema de la fig. 6, con el nivel de agua en la columna 13 establecido entre y 1 cm H 2 O. El flujo de aire desde el generador de flujo CPAP se inició a una presión de 14 cm H 2 O, decreciendo después secuencialmente hasta 12, 11, 8 y 6 cm H 2 O, volviendo finalmente a 13 cm H 2 O. En esta figura, la curva superior muestra la forma de onda del flujo de aire, la curva media muestra la forma de onda de la presión proximal (es decir, en la entrada del generador sinusoidal 1, y la curva inferior ilustra la presión CPAP. Las graduaciones en el extremo superior de la fig. 8 indican segundos. La fig. 8 refleja así elgranaumentoderesistencia a través de la resistencia Starling, y refleja la creciente presión intratorácica negativa apreciada normalmente en pacientes de apnea, de ronquidos ydetodosíndrome de resistencia aumentada en el conducto respiratorio. Se utiliza el análisis de las formas de onda del flujo de aire, del tipo ilustrado en las figs. 1- para regular el flujo de aire desde un generador CPAP, para reducir así almínimo el flujo de aire desde el generador mientras se logra la seguridad de que no tiene lugar limitación del flujo. En una forma de ejecución de la invención, según aparece ilustrado en la fig. 9, se conecta una máscara 20 CPAP mediante un tubo 21 para recibir aire de un generador de flujo CPAP 22. Estos elementos pueden ser del tipo descrito en la Patente de EE.UU. n , aunque la invención no queda limitada a ello, sino que puede emplearse como alternativa cualquier sistema ordinario CPAP. Se acopla un sensor de flujo ordinario 23 al tubo 21, para suministrar una señal eléctrica de salida correspondiente a la forma de onda del flujo de aire por el tubo 21. Se aplica esta señal a un procesador 24 de señales, el cual detecta la existencia en las formas de onda de condiciones que indican una limitación del flujo. El procesador de señales 24 emite una señal a un control ordinario de flujo 2 para regular la presión aplicada por el generador de flujo al tubo Es evidente, como es natural, que según el tipo del generador 22 de flujo, el procesador de señales podrá regular directamente el generador de flujo, en lugar de regular un dispositivo 2 de control del flujo. Uno de los procedimientos que pueden utilizarse para ajustar la presión CPAP aparece ilustrado en la fig. 10. Después de haberse ajustado la máscara CPAP sobre un paciente y haberse conectado el generador CPAP sobre la máscara, en la etapa 40 se establece la presión CPAP en el grado inicial. Esta presión es una presión a la cual no tiene lugar limitación de flujo para el paciente. Después de un período de espera de unos 30 segundos, en la etapa 41, se analiza la señal del flujo en la etapa 42. Si se determina en la etapa 43 que ha tenido lugar una limitación de flujo y la presión CPAP es menor que el máximopermitido según determinado en la etapa 44, se aumenta la presión CPAP en 0, cm H 2 O, en la etapa 4 y el proceso vuelve a la etapa de espera 41 para el ulterior desarrollo. Si en la etapa 44, la presión no es menor de la máxima permitida con la presióncpap,elpro- grama regresa a la etapa de espera 41 sin elevar la presión CPAP. Si, en la etapa 43, se ha determinado que no se encuentra presente una limitación de flujo, se efectúa una determinación, en la etapa 46, si ha transcurrido un tiempo predeterminado tras el último cambio en la presión CPAP. El tiempo predeterminado puede ser, por ejemplo, de dos minutos. Si no ha transcurrido el tiempo predeterminado, el programa regresa al período de espera de la etapa 41. En otro caso, es decir, si ha transcurrido el tiempo mínimo predeterminado, en la etapa 47 se determina si la presión CPAP es superior al mínimo de presión permitido, y se disminuye entonces la presión CPAP en 0, cm H 2 O, en la etapa 48, regresando el programa a la etapa de espera 41. En otro caso, el programa regresa a la etapa de espera 41 sin disminuir la presión CPAP. En la etapa 43, como hemos ya expuesto, se ha determinado si estaba o no presente una limitación de flujo. Esta etapa puede implicar cualquiera de entre cierto número de procesos de análisis de forma de onda. Así por ejemplo, pueden utilizarse varios índices de limitación de flujo y/o de obstrucción parcial del conducto respiratorio, separadamente o en combinación, como son: 1. La derivada de la señal de flujo es cero. 2. La segunda derivada entre máximos de la señal de flujo es cero durante un intervalo prolongado. 3. La relación entre un pronto flujo inspiracional y un flujo inspiracional medio es de 1 o menos. Pueden también emplearse en la determinación de la limitación de flujo los hechos siguientes que no indican necesariamente limitaciones de flujo, pero que indican obstrucciones, en el análisis de la forma de onda:

5 7 ES T Reducida inclinación de la línea que pone en comunicación el flujo inspiratorio máximo con el flujo expiratorio máximo. 2. Inclinación acusada ascendente o descen- dentedelaseñal de flujo (dv/dt). 3. Relación entre flujo inspiratorio y flujo espiratorio superior a 0,

6 9 ES T3 10 REIVINDICACIONES 1. Aparato de presión espiratoria positiva continua para utilización en el tratamiento de una obstrucción del conducto respiratorio de un paciente, que comprende una fuente de aire dispuesta para dirigir un flujo de aire hacia un paciente y para establecer un nivel inicial de presión positiva continua en el conducto respiratorio hacia el paciente, y un sensor de flujo (23) para detectar el flujo de aire hacia el paciente, caracterizado por un procesador de señal (24) que está conectado al sensor de flujo para definir un contorno de forma de onda inspiratoria del flujo de aire hacia el paciente, y un regulador (2) que está conectado al procesador de señal, comprendiendo el procesador de señal medios para determinar la presencia o la ausencia de obstrucción en el conducto respiratorio del paciente a partir del contorno de forma de onda inspiratoria, identificando una desviación procedente de un contorno de forma de onda normal, y comprendiendo el regulador medios para ajustar la presión hacia el paciente en respuesta a la determinación por el procesador de señal de la presencia o de la ausencia de una obstrucción en el conducto respiratorio superior, al tiempo que se mantiene una presión positiva en el conducto respiratorio del paciente. 2. Aparato según la reivindicación 1, en el cual el regulador (2) incluye (a) medios para au mentar la presión en el conducto respiratorio hacia el paciente en respuesta a una determinación por el procesador de señal (24) de la presencia de la obstrucción en el conducto respiratorio del paciente con una duración predeterminada, y (b) medios para disminuir la presión hacia el paciente en respuesta a una determinación por el procesador de señal de la ausencia de una obstrucción en el conducto respiratorio del paciente durante un tiempo predeterminado. 3. Aparato según la reivindicación 1, en el cual el procesador de señal (2) incluye medios para determinar la presencia de obstrucción en el conducto respiratorio del paciente cuando el contorno de forma de onda inspiratoria incluye una parte en meseta. 4. Aparato según la reivindicación 1, en el cual el procesador de señal (24) incluye medios para determinar la presencia de una obstrucción en el conducto respiratorio del paciente cuando el contorno de forma de onda inspiratoria está aplanado.. Aparato según la reivindicación 1, en el cual el procesador de señal (24) incluye un medio para determinar la presencia de una obstrucción en el conducto respiratorio del paciente cuando el contorno de la forma de onda inspiratoria se desvía de una configuración sustancialmente sinusoidal NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicación del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del , no producirán ningún efecto en España en la medida en que confieran protección a productos químicos y farmacéuticos como tales. Esta información no prejuzga que la patente esté o no incluída en la mencionada reserva. 6

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