BRPI0808574A2 - Regulagem de perfusão - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "REGULAGEM DE PERFUSÃO".

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se a métodos e sistemas para a perfusão, de uma maneira definida e controlada, de um ou mais órgãos, tecidos ou similares (a partir deste ponto, "órgãos") para sustentação, manutenção ou melhoramento da viabilidade dos órgãos.

ANTECEDENTES

Um aparelho de perfusão para órgãos transplantáveis é descrito na 10 literatura científica e de patente. Por exemplo, a Patente U.S. Na 6.977.140 cedida à Organ Recovery Systems, Inc., a qual é incorporada desse modo como referência aqui em sua totalidade, descreve um aparelho como esse. A Patente U.S. N- 6.977.140, contudo, não se dirige a certos aspectos de perfusão de um órgão de fluxo de entrada múltiplo, tal como o fígado humano.

De modo ideal, os órgãos são coletados de uma maneira que

limita seu tempo de isquemia quente. Infelizmente, muitos órgãos, especialmente de doadores sem o coração batendo, são colhidos após períodos de tempo de isquemia quente estendidos, por exemplo, de 45 minutos ou mais. A perfusão em máquina destes órgãos à temperatura baixa é preferível 20 (Transpl Int 1996 Daemen). Ainda, uma perfusão em máquina à baixa temperatura de órgãos em pressões baixas também é preferível (Transpl. Int 1996 Yland). Bombas de rolos ou diafragma frequentemente são usadas para envio de perfundido em pressões controladas. Numerosos circuitos de controle e configurações de bombeamento são usados para a obtenção das 25 condições preferíveis de perfusão. Veja, por exemplo, as Patentes U.S. N5.338.662 e 5.494.822 de Sadri; Patente U.S. N- 4.745.759 de Bauer et al.; Patentes U.S. N2 5.217.860 e 5.472.876 de Fahy et al.; Patente U.S. N2 5.051.352 de Martindale et al.; Patente U.S. N2 3.995,444 de Clark et al.; Patente U.S. N2 4.629.686 de Gruenberg; Patentes U.S. N2 3.738.914 e 30 3.892.628 de Thorne et al.; Patentes U.S. N2 5.285.657 e 5.476.763 de Bacchi et al.; Patente U.S. N2 5.157.930 de McGhee et al.; e Patente U.S. N2 5.141.847 de Sugimachi et al. O uso das bombas descritas acima para perfusão em máquina de órgãos, contudo, pode introduzir um risco de sub ou superpressurização do órgão. Uma perfusão à alta pressão, acima de em torno de 60 mm Hg (8 kPa), por exemplo, pode lavar o revestimento endotelial vascular do órgão e 5 danificar o tecido do órgão. Em particular, em temperaturas hipotérmicas, um órgão não tem conexões neurológicas ou endócrinas para proteger a si mesmo pela dilatação de sua vasculatura sob alta pressão. Uma perfusão à baixa pressão pode prover um perfundido insuficiente para o órgão, resultando em uma falha do órgão.

Esta preocupação em relação ao controle preciso é particular

mente aguda em órgãos de fluxo de entrada múltiplo. No fígado vivo, o sangue flui para o órgão através da veia porta e da artéria hepática. O sangue combina nas sinuosidades do fígado e, então, flui para fora através da veia hepática. In vivo, a artéria hepática recebe sangue arterial a uma pressão 15 relativamente mais alta (cerca de 100 mm Hg (13,33 kPa)), enquanto a veia porta recebe um sangue venoso a uma pressão relativamente mais baixa (cerca de 18 mm Hg (2,4 kPa)). Um sistema de tensão vascular e esfíncteres regula a resistência relativa do sangue através da veia porta e da artéria hepática para gerenciamento do fluxo apropriado a partir de cada janela de 20 entrada de fluxo nas sinuosidades, apesar da pressão inicial desigual.

Durante uma preservação de perfusão de órgão, uma meta é fazer perfusão de fluidos através dos vasos do fígado ex vivo (1) em um volume suficiente, isto é, um fluxo, para se permitir uma diluição apropriada de produtos de resíduo e uma provisão apropriada de nutrientes; e (2) a uma 25 pressão suficiente para se manter a desobstrução do vaso, enquanto se limita o fluxo máximo e a pressão, para se evitarem danos. Em um órgão de fluxo de entrada único, tal como o rim, por exemplo, com frequência é obtido simplesmente pela regulagem da pressão e do fluxo para a artéria de fluxo de entrada única em uma pressão mínima e máxima bem definida e janelas 30 terapêuticas de fluxo. Os métodos de regulagem para órgãos de fluxo de entrada único são bem conhecidos.

Convencionalmente, uma regulagem de fluxo em um fígado é tratada apenas como em um rim. A pressão de veia porta e a pressão de artéria hepática e os respectivos fluxos são mantidos separada e independentemente em janelas terapêuticas bem definidas entre níveis máximo e mínimo, regulados para um nível constante de pressão ou de fluxo, ou uma 5 combinação de ambos. Os métodos de regulagem separada e independente de pressão de porta e hepática e fluxo são bem conhecidos.

SUMÁRIO

Existe uma necessidade de um método e de um sistema para perfusão de um órgão em uma pressão definida e/ou controlada que pode levar em consideração resistência de órgão, isto é, pressão / fluxo, para se evitarem danos ao órgão e para manutenção da viabilidade do órgão.

Esta exposição é dirigida a métodos e sistemas para a regulagem de forma cooperativa de pressões e fluxos de vasos de entrada diferentes de um órgão, tal como a veia porta e a artéria hepática para um fígado. 15 Os estudos identificaram um fenômeno em uma perfusão de fígado isolada, em que um aumento do fluxo através da artéria hepática está associado a um conseqüente fluxo decrescente através da veia porta sob uma pressão de perfusão constante, isto é, condições reguladas por pressão. Estes estudos revelaram que o fluxo de veia porta pode diminuir para um nível que es20 tá abaixo da janela terapêutica mínima, conforme o fluxo hepático aumentar.

Os métodos e sistemas mostrados visam se dirigir, dentre outros objetivos, a problemas de fluxo de veia porta menor do que o terapêutico durante uma preservação de perfusão de órgão pela implementação de uma regulagem cooperativa entre as entradas, por exemplo, os sistemas de 25 bombeamento de veia porta e de artéria hepática, em um aparelho de preservação de perfusão de órgão. Estes métodos e sistemas podem incluir um algoritmo de controle que respem que quando as condições na veia porta forem detectadas como atingindo um fluxo mínimo e uma pressão máxima como parâmetros mensuráveis. Nesses casos, o fluxo não pode ser aumen30 tado pelo aumento da pressão, e a pressão não pode ser reduzida pela diminuição do fluxo. Estas condições podem ser resolvidas pela implementação de um algoritmo de controle cooperativo que é provido com uma entrada de sensor da condição de problema na veia porta, e que ajusta de forma cooperativa as condições de fluxo de artéria hepática. Por exemplo, o algoritmo de controle pode reduzir o fluxo de artéria hepática, mantendo-o na janela terapêutica de artéria hepática, permitindo que o fluxo de veia porta retorne para dentro da janela terapêutica.

Em um aparelho de perfusão de órgão, uma pressão de perfusão de órgão bruta pode ser provida por um reservatório de fluido médico pressurizado de forma pneumática controlado por um computador. O computador pode ser programado para respem quer a uma entrada de um sensor ou a um dispositivo similar, por exemplo, disposto em um percurso de fluxo tal como em uma extremidade de tubulação posicionada em um vaso do órgão que sofreu perfusão. O computador pode ser usado em combinação com um motor escalonado / uma válvula de came ou uma válvula de mangote ("pinch valve") para (1) permitir uma sintonia fina de pressão de perfusão, (2) impedir uma sobrepressurização, e/ou (3) prover um corte de fluxo de emergência no vaso. Alternativamente, o órgão pode sofrer uma perfusão diretamente a partir de uma bomba controlada por computador, tal como uma bomba de rolos ou uma bomba peristáltica, com um controle de bomba apropriado e/ou controladores à prova de falha suficientes para se evitar uma sobrepressurização do órgão, especialmente como resultado de um mau funcionamento do sistema. A eliminação substancial de um potencial para sobrepressurização pode reduzir o dano em potencial conseqüente ao revestimento endotelial vascular e ao tecido do órgão em geral, e mitigar os efeitos de competição de fluxo e extinção de fluxo em um vaso de pressão mais baixa.

Outras modalidades do algoritmo de controle podem acomodar um reconhecimento de erro e uma resposta de alarme a condições aberrantes. Essas condições podem incluir quando o fluxo de porta e a pressão hepática são ambos reduzidos abaixo das respectivas janelas terapêuticas, ou quando a veia porta ou a veia hepática é ocluída.

Outras modalidades podem reconhecer que os esfíncteres vasculares podem operar em uma forma em liga - desliga e exibir histerese em seus limites de pressão liga - desliga (ou aberto - fechado). Como uma conseqüência, um sequenciamento de estabelecimento de fluxo de porta versus fluxo hepático pode se tornar significativo. Por exemplo, se uma perfusão de artéria hepática de pressão mais alta for estabelecida primeiramente, então, 5 os esfíncteres controlando o fluxo de veia porta para as sinuosidades podem se tornar fechados e requererem uma pressão de abertura acima da pressão de veia porta. Se isto acontecesse, o fluxo de porta a jusante daquele esfíncter em particular cessaria e o tecido alimentado por aquele vaso sofreria apropriadamente uma perfusão.

As modalidades podem reconhecer a ação dos esfíncteres e im

plementar um algoritmo de controle que estabeleça uma seqüência de fluxo de veia porta antes de artéria hepática. Esta seqüência reconhece que o aparelho de perfusão de órgão pode sofrer numerosas partidas e paradas de fluxo para a acomodação de uma purga de bolha, recuperação de falha, do15 sagem de medicamento, ajustes de órgão e outros efeitos. Alguns destes eventos são descritos nas exposições de patente enumeradas acima.

Um aparelho de diagrama de órgão também pode ser provido para a produção de dados de diagrama, tal como um índice de viabilidade de órgão. O aparelho de diagrama de órgão pode incluir recursos de um apare20 Iho de perfusão de órgão, tais como sensores e controladores de temperatura, bem como recursos de interface de cassete. O aparelho de diagrama de órgão pode prover uma análise de fluidos de entrada e de saída em um sistema de perfusão. Tipicamente, o aparelho de diagrama de órgão é um aparelho de perfusão simplificado provendo dados de diagrama em uma perfu25 são em linha de passe único.

As modalidades mostradas também podem prover um cassete de órgão que permite que um órgão seja movido de forma fácil e segura entre o aparelho para perfusão, armazenamento, análise e transporte do órgão. O cassete de órgão pode ser configurado para prover condições estéreis 30 ininterruptas e transferência de calor eficiente durante um transporte, recuperação, análise e armazenamento, incluindo uma transição entre o transportador, o aparelho de perfusão e/ou um aparelho de diagrama de órgão, e/ou um outro aparelho.

As modalidades mostradas também podem prover um transportador de órgão que permite o transporte de um órgão, particularmente por longas distâncias. O transportador de órgão pode incluir recursos de um aparelho de perfusão de órgão, tais como sensores e controladores de temperatura, bem como recursos de interface de cassete de órgão.

As modalidades mostradas do aparelho de perfusão, do transportador, do cassete e do aparelho de diagrama de órgão podem ser em rede, para se permitir um gerenciamento remoto, um rastreamento e uma 10 monitoração da localização e dos parâmetros terapêuticos e de diagrama do órgão sendo armazenado ou transportado. Os sistemas de informação podem ser usados para a compilação de dados históricos sobre transporte e armazenamento de órgão, e prover uma referência cruzada com dados de hospital e da United Network for Organ Sharing (UNOS) sobre o doador e o 15 recebedor do órgão. Os sistemas de informação também podem prover dados de resultado para se permitir uma pronta pesquisa de parâmetros de perfusão e resultados de transplante.

Estes e outros recursos e vantagens dos métodos e sistemas mostrados são descritos em ou evidentes a partir da descrição detalhada a seguir de várias modalidades de exemplo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Várias modalidades de exemplo de métodos e sistemas mostrados para um aparelho de perfusão para a implementação de um algoritmo de controle serão descritas, em detalhes, com referência aos desenhos a seguir, em que:

a figura 1 ilustra um aparelho de perfusão de órgão de acordo com esta exposição;

a figura 2 é um diagrama esquemático do aparelho da figura 1; a figura 3 é um diagrama de um controlador de microprocessador o qual pode ser integrado com o aparelho da figura 2, o cassete de órgão da figura 4D e/ou o transportador de órgão da figura 9;

as figuras 4A a 4D são vistas em perspectiva de várias modalidades de um cassete de órgão de acordo com a invenção;

a figura 5 é um diagrama esquemático de um aparelho de perfusão de órgão configurado para a perfusão simultânea de múltiplos órgãos;

as figuras 6A e 6B ilustram uma modalidade alternativa de um cassete de órgão de acordo com esta exposição;

a figura 7 mostra uma vista em perspectiva externa de um transportador de órgão de acordo com a presente invenção;

a figura 8 é uma vista em seção transversal do transportador de órgão da figura 7;

a figura 9 é uma vista em seção transversal alternativa do trans

portador de órgão da figura 7;

a figura 10 é um diagrama esquemático da relação entre a pressão e o fluxo dos fluidos na artéria hepática e na veia porta de um fígado;

a figura 11 ilustra um aparelho de perfusão adaptado para a execução do algoritmo de controle mostrado; e

a figura 12 é um fluxograma de um método para execução do algoritmo de controle mostrado.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES PREFERIDAS

Para um entendimento geral dos recursos da invenção, uma referência é feita aos desenhos. Nos desenhos, números de referência iguais têm sido usados completamente para a designação de elementos comuns.

Os sistemas e métodos mostrados estão envolvidos no transporte, no armazenamento, na perfusão e na diagnose de órgãos. Contudo, os sistemas e métodos mostrados podem ter outras aplicações e, assim, não devem 25 ser construídos como limitados a contextos em particular de uso. Vários recursos mostrados podem ser particularmente adequados para uso no contexto de e, em conjunto e/ou conexão com os recursos do aparelho e dos métodos mostrados no Pedido de Patente U.S. N2 09/162.128 (agora abandonado), Patentes U.S. N2 6.977.140 e 6.675.594 e Publicações de Pedido de Patente 30 U.S. N2 2004-0248281, 2004-0221719, e 2004-0111104, cujas exposições são desse modo incorporadas aqui como referência em sua totalidade.

A figura 1 ilustra um aparelho de perfusão de órgão 1. A figura 2 é uma ilustração esquemática do aparelho 1 da figura 1. O aparelho 1 pode ser pelo menos parcialmente controlado por microprocessador, e atuado de forma pneumática. Um microprocessador 150 com conexões para sensores, válvulas, unidades termoelétricas e bombas de aparelhos 1 é descrito es5 quematicamente na figura 3. O microprocessador 150 e o aparelho 1 podem ser configurados para serem adicionalmente conectados a uma rede de computadores para a provisão de compartilhamento de dados, por exemplo, através de uma rede de área local ou através da Internet.

O aparelho 1 pode ser capaz de fazer perfusão em um ou mais 10 órgãos simultaneamente, em temperaturas normotérmicas ou hipotérmicas. Todas as superfícies de contato de fluido médico podem ser formadas por ou revestidas com materiais compatíveis com o fluido médico usado, mais preferencialmente, materiais não trombogênicos. Conforme mostrado na figura 1, o aparelho 1 pode incluir um alojamento 2, que inclui uma cobertura 15 dianteira 4, a qual pode ser translúcida, e uma porta de acesso a reservatório 3. O aparelho 1 pode incluir uma ou mais áreas de controle e de exibição 5a, 5b, 5c, 5d para monitoração e controle da perfusão.

Conforme mostrado esquematicamente na figura 2, está envolvido no alojamento 2 um reservatório 10 que pode incluir múltiplos tanques de reservatório, tais como os três tanques de reservatório descritos 15a, 15b, 17. Os tanques de reservatório, descritos como 15a, 15b, podem ser bolsas de infusão de um litro padronizadas, cada uma com um respectivo manguito de pressão 16a, 16b. Uma fonte de pressão 20 pode ser provida para a pressurização dos manguitos de pressão 16a, 16b. A fonte de pressão 20 pode ser pneumática e pode incluir uma unidade de compressor embutida 21 suprindo uma ativação de manguito externa através de tubos de gás 26, 26a, 27b, conforme mostrado na figura 2. As modalidades mostradas, contudo, não estão limitadas ao uso de uma unidade de compressor embutida, já que qualquer fonte de pressão adequada pode ser empregada. Outras fontes de pressão disponíveis podem incluir um tanque de gás comprimido (por exemplo, ar, CO2, oxigênio, nitrogênio, etc.) (não-mostrado). Alternativamente, um tanque de reservatório pressurizado internamente (não-mostrado) pode ser usado. Os tanques de reservatório 15a, 15b, 17 em modalidades podem ser garrafas ou outros reservatórios rígidos adequadamente que podem suprir um perfundido por gravidade ou podem ser pressurizados pelo gás comprimido.

As válvulas de gás 22 e 23 podem ser providas no tubo de gás

26, para se permitir um controle da pressão provida pela unidade de compressor embutida 21. Válvulas antirretorno de fluxo 24a, 24b podem ser providas respectivamente nos tubos de gás 26a, 26b. Os sensores de pressão P1, P2, P3, P4, P5 e P6 podem ser providos para a retransmissão de condi10 ções de pressão detectada para o microprocessador 150, conforme mostrado na figura 3. Sensores de fluxo correspem quentes (não-mostrados) também podem ser providos. O aparelho de perfusão, diagnóstico e/ou transportador pode ser provido com sensores para a monitoração da pressão de fluido de perfusão e fluxo no aparelho em particular para a detecção de falhas 15 no aparelho em particular, tal como uma pressão elevada acima de um nível adequado para manutenção do órgão. As válvulas de gás GV1 e GV2 podem ser providas para liberação da pressão dos manguitos 16a, 16b. Uma ou ambas as válvulas de gás GV1 e GV2 podem ser ventiladas para a atmosfera. A válvula de gás GV4 em comunicação com os tanques de reservatório 15a, 20 15b através da tubulação 18a, 18b pode ser provida para ventilação de ar para os tanques de reservatório 15a, 15b através da tubulação 18. A tubulação 18, 18a, 18b, 26, 26a e/ou 26b pode ser configurada com filtros e/ou válvulas de retenção para se impedir que materiais biológicos entrem na tubulação ou que prossigam ao longo do percurso de fluido. As válvulas de 25 retenção e/ou os filtros podem ser usados para se evitar que materiais biológicos deixem um conjunto de tubos de perfusão de um órgão e sejam transferidos para o conjunto de tubos de um órgão subsequente em uma configuração de perfusão de órgão múltiplo. As válvulas de retenção e/ou os filtros também podem ser usados para se evitar que materiais biológicos, tais co30 mo bactérias e vírus, sejam transferidos de órgão para órgão em usos subsequentes do aparelho de perfusão, no caso desses materiais biológicos permanecerem no aparelho de perfusão após o uso. As válvulas de retenção e/ou os filtros podem ser providos para se evitarem problemas de contaminação associados a um refluxo em linhas de gás e/ou de ventilação. Por exemplo, as válvulas podem ser configuradas como válvulas antirrefluxo, para se evitar um refluxo. O terceiro tanque de reservatório 17 preferencialmente 5 é pressurizado por uma pressão liberada a partir de um dos manguitos de pressão através da válvula de gás GV2.

O fluido médico pode ser um fluido natural, tal como sangue, ou outro fluido sintético, o qual pode ser, por exemplo, uma solução cristaloide simples, ou pode ser aumentado com um veículo de oxigênio apropriado. O 10 veículo de oxigênio, por exemplo, pode ser de hemácias estabilizadas lavadas, hemoglobina reticulada, hemoglobina pegolada ou emulsões à base de fluo roca rbo no. O fluido médico também pode conter antioxidantes conhecidos para redução da peroxidação ou danos de radicais livres no ambiente fisiológico e agentes específicos conhecidos por ajudarem na proteção de 15 órgão. Uma solução oxigenada, por exemplo, de bicarbonato à base de hemoglobina reticulado pode ser preferida para um modo normotérmico, enquanto uma solução cristaloide simples não oxigenada, por exemplo, pode ser preferida para um modo hipotérmico. Os fluidos médicos específicos usados em ambos os modos normotérmico e hipotérmico podem ser projeta20 dos ou selecionados para redução ou prevenção de outra forma da lavagem de ou de danos ao revestimento endotelial vascular do órgão. Para um modo de perfusão hipotérmica, bem como para lavagem e/ou armazenamento estático, uma solução preferida é mostrada na Patente U.S. Nq 6.492.103, cuja exposição é incorporada aqui desse modo como referência em sua totalida25 de. Os exemplos de aditivos os quais podem ser usados em soluções de perfusão também são mostrados na Patente U.S. Na 6.046.046 de Hassanein, cuja exposição é incorporada aqui desse modo como referência em sua totalidade. Outras soluções e materiais adequados podem ser usados.

O fluido médico no reservatório 10 pode ser levado para uma temperatura predeterminada por uma primeira unidade termoelétrica 30a em comunicação de transferência de calor com o reservatório 10. Um sensor de temperatura T3 pode retransmitir a temperatura no reservatório 10 para o microprocessador 150, o qual ajusta parte, por sua vez, da unidade termoelétrica 30a para manutenção de uma temperatura desejada no reservatório 10 e/ou exibir a temperatura em uma área de controle e de exibição, tal como 5a, para ajuste manual. De forma alternativa ou adicional, particularmen5 te quando o dispositivo de perfusão de órgão está para ser transportado, o fluido médico no reservatório 10 pode ser resfriado utilizando-se um aparelho trocador de calor de fluido criogênico, tal como aquele mostrado na Patente U.S. N- 6.014.864, cuja exposição é incorporada aqui desse modo como referência em sua totalidade.

Uma câmara de órgão 40 pode ser provida, a qual suporta um

cassete 65, conforme mostrado na figura 2. O cassete 65 pode ser configurado para manter um órgão a sofrer perfusão. Caso contrário, a câmara de órgão 40 pode suportar uma pluralidade de cassetes 65, conforme mostrado na figura 5, os quais podem ser dispostos um adjacente ao outro. Várias 15 modalidades do cassete 65 são mostradas nas figuras 4A a 4D. O cassete 65 pode ser formado a partir de um material que seja leve, mas durável, de modo que o cassete 65 seja altamente portátil. O material também pode ser transparente, para se permitir uma inspeção visual do órgão.

A figura 4A ilustra um cassete 65 que mantém um órgão 60 a sofrer perfusão. O cassete 65 pode incluir paredes laterais 67a, uma parede de fundo 67b e uma superfície de suporte de órgão 66. A superfície de suporte de órgão 66 pode ser formada por um material poroso, perfurado ou de malha, para se permitir que fluidos passem através dali. O cassete 65 também pode incluir um topo 67d, e pode ser provido com uma ou mais aberturas 63 para tubulação (veja, por exemplo, a figura 4D). As aberturas 63 podem incluir selos 63a, por exemplo, selos de septo ou selos de anel em O e, opcionalmente, ser providas com bujões (não-mostrados), para se evitar uma contaminação do órgão 60 e manter um ambiente estéril. Também, o cassete 65 pode ser provido com uma parte fechável e/ou de ventilação 61 (veja, por exemplo, a figura 4D). Adicionalmente, o cassete 65 pode ser provido com uma tubulação para conexão ao órgão 60 e/ou para remoção de fluido médico de um banho de órgão, e um ou mais dispositivos de conexão 64 para conexão da tubulação, por exemplo, da tubulação 50c, 81, 82, 91 e/ou 132 (veja, por exemplo, a figura 4D) de um aparelho de armazenamento, transportador, de perfusão e/ou de diagnóstico de órgão.

A ventilação 61 pode incluir um dispositivo de filtro e prover controle e/ou equalização de pressão dentro do cassete 65, sem contaminação do conteúdo do cassete 65. Por exemplo, os órgãos frequentemente são transportados por avião, em que mudanças de pressão são a norma. Mesmo um transporte por terra pode envolver mudanças de pressão, conforme os veículos motores passam através de túneis, sobre montanhas, etc. Além disso, uma ou ais tampas 410 e 420 do cassete 65 podem criar um selo estanque ao ar com o cassete 65. Este selo estanque ao ar pode criar uma diferença de pressão entre o interior e o exterior do cassete 65. Pode ser desejável prover uma equalização de pressão do cassete 65 sob tais circunstâncias. Contudo, um fluxo livre de ar para a obtenção de uma equalização de pressão poderia introduzir contaminantes no cassete 65. Assim, uma ventilação 61 incluindo um filtro pode ser provida, para se permitir o fluxo de ar sem se permitir a introdução de contaminantes no cassete 65.

O filtro pode facilitar a passagem de ar limpo em ambas as direções, enquanto se restringem sujeira, pó, líquidos e outros contaminantes de passarem. O tamanho de poro do filtro pode ser selecionado para se evitar que bactérias passem.

Uma válvula de controle de pressão (não-mostrada) opcionalmente pode estar associada à ventilação 61 também. Uma válvula como essa pode ser configurada e controlada para restrição da taxa na qual mu25 danças de pressão externas são transmitidas para o interior do cassete 65, ou mesmo para se evitarem aumentos e/ou diminuições de pressão, conforme desejado.

O cassete 65 e/ou a superfície de suporte de órgão 66, as aberturas 63, as tubulações e/ou o dispositivo de conexão 64 podem ser especificamente talhados para o tipo de órgão e/ou o tamanho de órgão a sofrer uma perfusão. Os flanges 67c das paredes laterais de suporte 67a podem ser usados para suporte do cassete 65 disposto em um aparelho de apareIho de armazenamento, transportador, de perfusão e/ou de diagnóstico de órgão. O cassete 65 ainda pode incluir uma alça 68, que permite que o cassete 65 seja facilmente manipulado, conforme mostrado, por exemplo, nas figuras 4C e 4D. Cada cassete 65 também pode ser provido com seu próprio 5 mecanismo, por exemplo, um motor escalonado / uma válvula de carne 75 (por exemplo, na porção de alça 68, conforme mostrado na figura 4C), para uma sintonia fina da pressão de fluido médico a sofrer perfusão no órgão 60, conforme discutido em maiores detalhes abaixo. De forma alternativa ou adicional, em modalidades, a pressão pode ser controlada por meio de um mi10 croprocessador 150, conforme mostrado na figura 3, o qual pode receber dados de sensor de pressão do sensor de pressão P1. Da mesma forma, sensores de fluxo podem ser controlados de uma maneira similar.

As figuras 6A a 6B ilustram uma modalidade alternativa de cassete 65. Na figura 6A, o cassete 65 é mostrado com o conjunto de tubos 400. O conjunto de tubos 400 pode ser conectado ao aparelho de perfusão

1, mostrado em maiores detalhes na figura 1, ou a um transportador de órgão ou a um aparelho de diagnóstico de órgão. Desta maneira, o cassete 65 pode ser movido entre vários aparelhos, sem se colocar em risco a esterilidade do interior do cassete 65. O cassete 65 pode ser feito de um material 20 suficientemente durável, que possa suportar uma penetração e um impacto duro. O cassete 65 pode ser provido com uma ou mais tampas, descritas na figura 6A como uma tampa interna 410 e uma tampa externa 420. Conforme mostrado na figura 6A, o conjunto de tubos pode ser conectado a um dispositivo de armadilha para bolhas BT. Um dispositivo de armadilha para bolhas 25 como esse é descrito em detalhes na Publicação de Pedido de Patente U.S. N2 US 2004-0221719, cuja exposição é desse modo incorporada aqui como referência em sua totalidade.

O cassete 65 é um dispositivo portátil. Como tal, uma ou mais tampas 410, 420 podem criar um selo substancialmente estanque ao ar com o cassete 65. Este selo estanque ao ar pode criar uma diferença de pressão entre o interior e o exterior do cassete 65. Os sensores de pressão que controlam a perfusão do órgão podem ser referenciados à pressão atmosférica. Nessas modalidades, é desejável que o espaço de ar em torno do órgão no cassete 65 seja mantido à pressão atmosférica. Assim sendo, o cassete 65 também pode incluir um ou mais dispositivos para o controle da pressão. Os dispositivos para controle da pressão podem ser dispositivos ativos ou pas5 sivos, tais como válvulas ou membranas. As membranas 415, 425 podem estar localizadas, por exemplo, na tampa interna 410 e na tampa externa 420, respectivamente. Deve ser apreciado que qualquer número de membranas pode estar localizado no cassete 65, incluindo nas tampas de cassete 410, 420. As membranas 415, 425 preferencialmente são membranas hi10 drofóbicas que ajudam na manutenção de uma pressão igual entre o interior e o exterior do cassete 65. As membranas 415, 425, caso suficientemente flexíveis, podem permanecer impermeáveis ou substancialmente impermeáveis a um colapso. Alternativamente, as membranas 415, 425 podem incluir filtros, que ajudam a manter limpa a passagem de ar em ambas as direções. 15 Nesses casos, as membranas 415, 425 não devem permitir que sujeira, pó, líquidos e outros contaminantes passem. O tamanho de poro nos filtros das membranas 415, 425 pode ser selecionado para se evitar que bactérias passem. A presença das membranas 415, 425 e dos filtros correspem quentes ajuda a manter a esterilidade do sistema.

As tampas 410, 420 podem ser removíveis ou podem ser articu

ladas ou conectadas de outra forma ao corpo do cassete 65. Um grampo 405 pode prover, por exemplo, um mecanismo para se prenderem as tampas 410, 420 ao topo do cassete 65. O grampo 405 adicionalmente pode ser configurado com uma trava, para se prover segurança e estabilidade adicio25 nais. Uma janela de biopsia e/ou ventilação 430 pode ser incluída na tampa interna 410 ou em ambas a tampa interna 410 e a tampa externa 420. A janela 430 pode prover acesso ao órgão 60 para se permitir uma diagnose adicional do órgão 60 com uma perturbação mínima do órgão 60. O cassete 65 também pode ter uma parte cavada de extravasamento 440 (mostrado na 30 figura 6B como um canal presente no topo do cassete 65). Quando as tampas 410, 420 são presas no cassete 65, a parte cavada de extravasamento 440 pode prover uma região de checagem para se determinar se o selo interno está vazando. Um perfundido pode ser vazado dentro e fora do cassete 65 e pode ser drenado do cassete 65 através de uma torneira ou de um bujão removível.

O cassete 65 e/ou as tampas 410, 420 podem ser construídas por um material oticamente transparente, para se permitir uma visualização do interior do cassete 65 e a monitoração do órgão 60 e para se permitir que imagens de vídeo ou fotografias sejam tiradas do órgão 60. Um aparelho de perfusão ou cassete 65 pode ser ligado com fio ou adaptado com uma câmera de vídeo ou uma câmera fotográfica, digital ou de outra forma, para gravação do progresso e do status do órgão 60. As imagens capturadas podem ser tornadas disponíveis por uma rede de computadores, tal como uma rede de área local ou a Internet, para a provisão de uma análise de dados adicional e monitoração remota. O cassete 65 também pode ser provido com uma etiqueta, que sinalizaria, por exemplo, através de um código de barras, de magnetismo, frequência de rádio ou outros meios, a localização do cassete 65, que o cassete 65 está no aparelho 1, e/ou a identidade do órgão 60 para o aparelho de perfusão, de armazenamento, de diagnóstico e/ou de transporte. O cassete 65 pode ser acondicionado estéril e/ou pode ser acondicionado ou vendido como um cassete descartável de uso único, tal como uma bolsa de abrir descascando. Uma embalagem de uso único contendo o cassete 65 também pode incluir o conjunto de tubos 400 e/ou o quadro de tubos 200, discutido adicionalmente abaixo.

O cassete 65 pode ser configurado de modo que possa ser removido de um aparelho de perfusão de órgão e transportado para um outro 25 aparelho de perfusão e/ou de diagnóstico de órgão em um aparelho transportador portátil, conforme descrito aqui, ou, por exemplo, um resfriador convencional ou um recipiente portátil, tal como aquilo mostrado na Patente U.S. Ns 6.209.343 ou na Patente U.S. N- 5.586.438 de Fahy, cujas exposições são incorporadas desse modo como referência aqui em sua totalidade.

Em várias modalidades de exemplo, quando transportado, o ór

gão 60 pode ser disposto na superfície de suporte de órgão 66 e o cassete 65 pode ser envolvido em uma bolsa estéril 69, conforme mostrado, por exemplo, na figura 4A. Quando o órgão sofre perfusão com um fluido médico, o fluido médico efluente se coleta na bolsa 69, para formar um banho de órgão. Alternativamente, o cassete 65 pode ser formado com uma porção inferior estanque a fluido na qual o fluido médico efluente pode se coletar, ou o 5 fluido médico efluente pode se coletar em um outro compartimento de um aparelho de armazenamento, transportador, de perfusão e/ou de diagnóstico de órgão, para a formação de um banho de órgão. A bolsa 69 preferencialmente seria removida antes da inserção do cassete 65 em um aparelho de armazenamento, transportador, de perfusão e/ou de diagnóstico de órgão. 10 Ainda, quando uma pluralidade de órgãos 60 deve sofrer perfusão, múltiplos compartimentos de órgão podem ser providos.

A figura 7 mostra uma vista externa de uma modalidade de um transportador 1900. O transportador 1900 da figura 7 tem uma base estável, para facilitação da manutenção de uma posição vertical, e alças 1910 para transporte do transportador 1900. O transportador 1900 também pode ser adaptado com uma alça de ombro e/ou com rodas, para se ajudar no transporte do transportador 1900. Um painel de controle 1920 pode ser provido. O painel de controle 1920 pode exibir características tais como, mas não limitando, pressão de infusão, afixação do quadro de tubo, liga / desliga, condições de erro ou de falha, vazão, resistência a fluxo, temperatura de infusão, temperatura de banho, tempo de bombeamento, carga de bateria, perfil de temperatura (máximos e mínimos), cobertura aberta ou fechada, registro ou gráfico de histórico, e detalhes e mensagens de status adicionais, algumas ou todas as quais podendo ser adicionalmente transmissíveis para uma Iocalização remota para armazenamento de dados e/ou análise. Sensores ou transdutores de fluxo e de pressão no transportador 1900 podem ser providos para a monitoração de várias características de órgão, incluindo pressão de bomba e resistência vascular de um órgão, as quais podem ser armazenadas em uma memória de computador para se permitir uma análise, por exemplo, de histórico de resistência vascular, bem como para a detecção de falhas no aparelho, tal como a pressão elevada.

O transportador 1900 pode incluir engates 1930 que requerem uma ação positiva de usuário para abertura, desse modo se evitando a possibilidade de o transportador 1900 abrir inadvertidamente durante o transporte. Os engates 1930 podem manter o topo 1940 no lugar no transportador 1900 na figura 7. O topo 1940 ou uma porção do mesmo pode ser construí5 do com um material oticamente transparente para a provisão de uma visualização do cassete e do status de perfusão de órgão. O transportador 1900 pode ser configurado com um detector de cobertura aberta, que monitora e exibe se a cobertura está aberta ou fechada. O transportador 1900 pode ser configurado com um exterior isolante de várias espessuras, para se permitir 10 que o usuário configure ou selecione um transportador 1900 apropriado para variação de extensões e distâncias de transporte. Em modalidades, o compartimento 1950 pode ser provido para manter dados de paciente e de órgão, tais como gráficos, suprimentos de teste, baterias adicionais, dispositivos de computação portáteis e/ou configurado com meios para a exibição de 15 um rótulo de UNOS e/ou uma informação de identificação e de retorno de remessa.

A figura 8 é uma vista em seção transversal de um transportador 1900. O transportador 1900 pode ser adaptado com um cassete conformado

65 e incluir uma bomba 2010. O cassete 65 preferencialmente pode ser colocado em ou retirado do transportador 1900 sem a desconexão do conjunto de tubos 400 do cassete 65, desse modo se mantendo a esterilidade do órgão. Em modalidades, sensores no transportador 1900 podem detectar a presença do cassete 65 no transportador 1900 e, dependendo dos sensores, podem Ier a identidade do órgão a partir de um código de barras ou de uma frequência de rádio ou outra etiqueta "inteligente" que pode ser afixada, ou integral, com o cassete 65. Isto pode permitir uma identificação automatizada e um rastreamento do órgão no cassete 65, e ajuda a monitorar e controlar a cadeia de custódia. Um receptor de sistema de posicionamento global pode ser adicionado ao transportador 1900 e/ou ao cassete 65, para facilitação do rastreamento do órgão. O transportador 1900 pode ter uma interface com uma rede de computadores criada por uma conexão de hardware com uma rede de área local ou por uma comunicação com fio, por exemplo, enquanto em trânsito. Esta interface pode permitir que dados tais como parâmetros de perfusão, resistência vascular e identificação de órgão e a localização do transportador 1900 e do cassete 65 sejam rastreados e exibidos em tempo real ou capturados para análise futura.

O transportador 1900 pode conter um filtro 2020 para remoção

de sedimento e outra matéria particulada do perfundido, para se evitar um tamponamento do aparelho ou do órgão. O transportador 1900 também pode conter baterias 2030, as quais podem estar localizadas no fundo do transportador 1900 ou abaixo da bomba 2010 ou em qualquer outra Iocaliza10 ção que proveja acesso fácil para troca de baterias 2030. O transportador 1900 também pode prover um espaço de armazenamento adicional 2040, por exemplo, no fundo do transportador 1900, para fios de energia, baterias e outros acessórios. O transportador 1900 também pode incluir uma conexão de potência para uma tomada CC, por exemplo, para um veículo tal co15 mo um automóvel ou um avião, e/ou para uma tomada CA.

Conforme mostrado na figura 8, a parede de cassete CW do cassete 65 preferencialmente é configurada para combinar com uma configuração correspem quente da parede interna de transportador TW do transportador 1900 para maximização de contato e facilitação da transferência de calor, conforme discutido em mais detalhes abaixo.

A figura 9 é uma vista em seção transversal alternativa do transportador 1900. Na figura 9, o transportador 1900 pode ter um invólucro externo 2310, o qual pode ser construído, por exemplo, de metal, plástico ou resina sintética que é suficientemente forte para suportar penetração e im25 pacto. O transportador 1900 pode conter um isolamento 2320, tal como um isolamento térmico feito, por exemplo, de lã de vidro ou de poliestireno expandido. O isolamento 2320 pode ser de várias espessuras. O transportador 1900 pode ser resfriado por um resfriante 2110, o qual pode ser, por exemplo, um banho de gelo e de água ou um material criogênico. Em modalida30 des usando materiais criogênicos, o projeto pode ser tal que um congelamento de órgão seja impedido. O transportador 1900 pode ser configurado para manter várias quantidades de resfriante. Um banho de gelo e de água é preferível porque é barato e geralmente não pode ficar frio o bastante para congelar o órgão. O nível de resfriante 2110 pode ser visto, por exemplo, através de uma região transparente de transportador 1900 ou ser automaticamente detectado e monitorado por um sensor. O resfriante 2110 pode ser 5 substituído sem parada da perfusão ou remoção do cassete 65 do transportador 1900. O resfriante 2110 pode ser mantido em um compartimento estanque a fluido 2115 de transportador 1900. Uma parede interna de transportador TW conforme mostrado na figura 8 pode ser interposta entre o resfriante 2110 e a parede de cassete CW no aparelho da figura 9. O compartimento 10 2115 preferencialmente impede a perda de resfriante 2110 no caso de o transportador 1900 ser tombado ou invertido. O calor é conduzido a partir das paredes do cassete 65 para o resfriante 2110, permitindo um controle na faixa de temperatura desejada. O resfriante 2110 pode prover um mecanismo de resfriamento à prova de falha, em que o transportador 1900 automati15 camente reverte para armazenamento a frio no caso de perda de potência ou de mau funcionamento elétrico ou de computador. O transportador 1900 também pode ser configurado com um aquecedor para elevação da temperatura do perfundido.

Um módulo de eletrônica 2335 também pode ser provido no transportador 1900. O módulo de eletrônica 2335 pode ser resfriado por uma convecção com ar ventilado 2370, e ainda pode ser resfriado por um ventilador. Preferencialmente, o módulo de eletrônica 2335 é posicionado separado dos tubos de perfusão para se evitar que o perfundido umedeça o módulo de eletrônica 2335 e evitar a adição de calor extra do módulo de eletrônica 2335 ao perfundido. O transportador 1900 pode incluir uma bomba 2010 que provê pressão à tubulação de perfundido 2360 (Por exemplo, do conjunto de tubos 400) para o envio do perfundido 2340 ao órgão 60. O sensor de pressão P1 pode ser provido na tubulação de perfundido 2360 para retransmissão das condições ali para o microprocessador 150, mostrado na figura 3. O transportador 1900 pode ser usado para a perfusão de vários órgãos, tais como rim, coração, fígado, intestino delgado e pulmão. O transportador 1900 e o cassete 65 podem acomodar várias quantidades de perfundido 2340. O cassete 65 e o transportador 1900 podem ser construídos para se adaptarem ou combinarem de modo que uma transferência de calor eficiente seja permitida. O transportador 1900 pode se basear em condução para mover o calor do cassete 65 para o resfriante 2110 contido no compar5 timento 2115. Este movimento de calor permite que o transportador 1900 mantenha uma temperatura desejada da solução de perfusão. Os elementos geométricos do cassete 65 e do transportador 1900 podem ser configurados de modo que, quando o cassete 65 for colocado no transportador 1900, a área de contato entre o cassete 65 e o transportador 1900 seja tão grande 10 quanto possível e eles sejam seguros para transporte.

A bomba 2010, a qual pode ser uma bomba peristáltica ou qualquer tipo de bomba controlável, pode ser usada para se mover o fluido por todo o circuito de infusão, por exemplo, do aparelho de perfusão de órgão da figura 2, do cassete de órgão 65 da figura 6A e/ou do transportador de órgão 1900 da figura 8, e para o órgão 60.

Deve ser apreciado que o órgão 60 pode ser qualquer tipo de órgão, um rim, um fígado, ou pâncreas, por exemplo, e o órgão pode ser de qualquer espécie, tal como de seres humanos ou de outro animal.

Em um percurso de fluxo para perfundido (circuito de infusão), 20 imediatamente precedendo ou dentro do órgão 60, pode ficar um sensor de pressão P1, o qual pode detectar a pressão de fluxo de fluido na posição antes de o fluido entrar ou se dispersar no órgão 60. Conforme o fluido é movido por todo o circuito de infusão, o órgão 60 provê resistência. O sensor de pressão P1 detecta a pressão que o órgão 60 cria por esta resistência, 25 conforme o fluido se mover através dali. Em uma posição após o órgão 60, há pouca pressão, conforme o fluido tipicamente flui para fora do órgão 60 livremente e para um banho de órgão.

O fígado é um dispositivo de três terminais em que fluxos entram separadamente na veia porta e na artéria hepática e saem combinados através da veia hepática. A figura 10 é uma vista esquemática da relação entre a pressão e o fluxo do fluido na artéria hepática e na veia porta em uma modalidade de exemplo do aparelho de perfusão no fígado. Na figura 10, Fv é o fluxo do fluido para fora do fígado na artéria hepática. Fpv é o fluxo do fluido na veia porta. Fha é o fluxo do fluido na artéria hepática. Em modalidades de exemplo, estes valores satisfazem à relação Fv = Fpv + Fha. Ppv é a pressão de fluido na veia porta. Pha é a pressão do fluido na artéria hepática.

Em um aparelho de perfusão de fígado, uma máquina (compre

endendo bomba, válvulas, sensores, tubulação, etc.) pode suprir fluido para a veia porta e uma máquina separada ou relacionada ou combinada pode suprir a artéria hepática (por simplicidade, mas sem limitação, esta máquina ou estas máquinas serão referidas aqui como se elas fossem "máquinas" separadas).

Conforme Pha aumenta, é atingido um limite no qual Fpv começa a declinar (f(Ppv, Pha)). Após esse ponto, se Pha continuar a ser aumentado, Fpv declinará em resposta. Este fenômeno é referido como "competição de fluxo". Fpv pode declinar para zero durante uma competição de fluxo, 15 resultando em uma condição de extinção de fluxo na veia porta. Uma redução em Pha tenderá a reverter este efeito, embora exista uma quantidade de histerese.

A figura 11 ilustra uma vista esquemática de uma unidade de algoritmo de controle de exemplo 3000 para uso na operação das máquinas de perfusão de órgão, tais como aquelas descritas aqui, e é particularmente adaptada para a provisão de um controle cooperativo do fluxo de fluido para uma pluralidade de vasos de entrada em órgãos de múltiplos vasos de entrada, tal como o fígado. A unidade de algoritmo de controle 3000 pode incluir uma interface de sensor 3100, uma unidade de pressão / determinação 3200, um controlador 3300, uma ou mais unidades de armazenamento 3400, uma interface de dados 3500 e uma interface de usuário 3600, tudo conectado por um barramento de dados / controle 3700. Será entendido que a unidade de algoritmo de controle 3000 pode conter outras unidades, conforme apropriado, para controle dos métodos de perfusão descritos aqui. Ainda, a unidade de algoritmo de controle 3000 pode ser adaptável para e pode operar em conjunto com qualquer um dos dispositivos ou aparelhos divisados por esta exposição, incluindo, mas não limitando, um cassete de órgão, um aparelho de perfusão de órgão, ou um dispositivo de armazenamento de órgão e/ou um transportador de órgão.

A interface de sensor 3100 pode prover um percurso pelo qual os sensores (não-mostrados para a detecção de parâmetros do fluxo de flui5 do nos vasos de um órgão 60 podem transmitir dados de medição referentes a parâmetros detectados para a unidade de algoritmo de controle 3000. Esses parâmetros podem incluir, por exemplo, a pressão e o fluxo do fluido fluindo em um ou mais vasos fazendo perfusão no órgão. Ainda, a interface de sensor 3100 pode ser um dispositivo na forma de, por exemplo, um mi10 croprocessador para se criar uma interface entre os sensores do aparelho em que a unidade de algoritmo de controle 3000 está instalada, ou com a qual está operando e uma unidade de determinação 3200, ou pode incluir sensores integrais na unidade 3100 em si, para a detecção de um ou mais parâmetros.

Em modalidades de exemplo, a interface de sensor 3100 pode

detectar, direta ou indiretamente, a pressão e o fluxo de fluidos fluindo na artéria hepática e na veia porta de um fígado. A interface de sensor 3100 também pode detectar a pressão e o fluxo de fluidos saindo do fígado através da veia hepática. Os dados podem ser usados, por exemplo, pela unida20 de de determinação 3200 para comparação com os dados prescritos pela janela terapêutica ou podem estar relacionados a outros parâmetros de vitalidade. Os dados de parâmetro comparativo eferentes às janelas terapêuticas ou aos parâmetros detectados ou, de outra forma, podem ser armazenados em ou acessíveis através de, por exemplo, uma ou mais unidades de 25 armazenamento 3400, através da interface de dados 3500 para conexão a uma fonte de dados externa, ou através de alguma interface de usuário provida na interface de usuário 3600, a qual pode ser configurada, por exemplo, como uma interface gráfica de usuário.

A unidade de algoritmo de controle 3000 pode compreender uma unidade de determinação 3200. A unidade de determinação 3200 pode comparar as medidas de um parâmetro detectado pelos sensores acessíveis com a interface de sensor 3100 para as fronteiras pré-reguladas da janela terapêutica que podem estar disponíveis a partir de várias fontes de dados discutidas acima. A unidade de determinação 3200 pode comparar os valores detectados com a janela terapêutica e determinar se o parâmetro detectado está na janela terapêutica. A unidade de determinação 3200 pode ser, 5 por exemplo, um microprocessador.

Em modalidades de exemplo, a unidade de determinação 3200 pode comparar a pressão e o fluxo de fluido fluindo na artéria hepática e do fluido fluindo na veia porta do fígado. Será entendido que a unidade de determinação pode ser de valor para comparações de valor pré-reguladas, mas 10 também pode ser capaz de avaliações de ordem mais alta, conforme necessário, por exemplo, pela complexidade do órgão ou pelo número de parâmetros sendo comparados.

Com base nas comparações, a unidade de determinação 3200 pode determinar se o aparelho de perfusão ao qual a unidade 3000 está as15 sociada deve ser operado em uma capacidade individual ou cooperativa com respeito ao controle do fluxo de fluido fluindo em uma pluralidade de vasos em um órgão. Por exemplo, a unidade de determinação 3200 pode determinar que um fluxo de fluido fluindo na veia porta cai fora da janela terapêutica. Em um caso com esse, a unidade de determinação 3200 pode indicar para o 20 controlador 3300 que o aparelho de perfusão deve ser operado em um modo cooperativo para gerenciamento da pressão de fluido e do fluxo para o fluido fluindo na artéria hepática e na veia porta em um esforço para controle dos parâmetros na artéria hepática de uma maneira que influencie o fluxo do fluido fluindo na veia porta de volta para dentro da janela terapêutica.

A unidade de algoritmo de controle 3000 pode compreender um

controlador sem separado ou integrado 3300 ou um algoritmo de controle para execução das funções de controle da unidade 3000. O controlador 3300 pode implementar um algoritmo com base na determinação feita pela unidade de determinação 3200. O controlador 3300 pode controlar o apare30 Iho de perfusão ao qual a unidade 3000 está associada, ou pode controlar unidades ou dispositivos individuais naquele aparelho. O controlador 3300 pode executar um controle para manipulação das funções do aparelho para alteração dos parâmetros do fluido fluindo nos vasos. Por exemplo, no fígado, o controlador 3300 pode diminuir a pressão do fluido perfundido pelo aparelho fazendo a perfusão do fígado através da artéria hepática para afetar de forma cooperativa o fluxo do fluido fluindo na veia porta. Desta maneira 5 de exemplo, o controlador 3300 é capaz de gerenciar uma única ou uma pluralidade de unidades em um aparelho fazendo perfusão em um órgão, tal como o fígado, através de uma pluralidade de vasos por qualquer um dentre ou uma combinação de começo, parada, aumento ou diminuição de uma função do parâmetro de um fluido fluindo através de um vaso, conforme en10 viado pelo aparelho de perfusão.

A unidade 3000 pode compreender uma ou mais unidades de armazenamento 3400. Uma ou mais unidades de armazenamento 3400 podem operar em várias capacidades na unidade 3000 ou fora da unidade 3000 na forma de meios de armazenamento auxiliares, tais como, por e15 xemplo, um meio de armazenamento que pode ser lido em computador com um dispositivo de leitura compatível. Conforme mostrado na figura 11, em modalidades de exemplo, uma ou mais unidades de armazenamento 3400 podem armazenar valores detectados pela interface de sensor 3100 para serem providos mais tarde para a unidade de determinação 3200 ou o con20 trolador 3300. A unidade de armazenamento também pode ser capaz de receber uma entrada da unidade de determinação 3200 com referência, por exemplo, a determinações feitas, mas não para serem aplicadas imediatamente, mas, ao invés disso, armazenadas por um tempo e, então, enviadas para o controlador 3300.

Um algoritmo de controle para coordenação do controle das má

quinas em um único aparelho de perfusão, tal como um aparelho de perfusão de fígado, será descrito, agora.

A combinação de fluxo e pressão em um vaso geralmente descreve uma janela terapêutica para uma perfusão de órgão. Se o fluxo ou a pressão for alto demais, o órgão poderá ser danificado; se o fluxo ou a pressão for baixo demais, então, os benefícios terapêuticos de perfusão não serão realizados de forma alguma, ou tão plenamente quanto desejado. A janela terapêutica é empírica, e pode ser estabelecida em um aparelho de perfusão de órgão por um usuário ou fabricante. Por exemplo, o usuário pode regular um valor-alvo que cada máquina pode tentar manter, enquanto mantém um parâmetro de acordo com um valor terapêutico pré-regulado. Por 5 exemplo, cada máquina pode tentar manter uma pressão-alvo enquanto mantém um fluxo acima de um mínimo terapêutico. O aparelho de perfusão de órgão é dirigido a manter a pressão e o fluxo na janela terapêutica.

Para uma referência comparativa, geralmente órgãos, tais como rins, por exemplo, são considerados dispositivos de dois terminais. Em um 10 rim, o fluxo entra pela artéria renal e sai pela veia renal. O fluxo através do rim pode ser aumentado ou diminuído pelo aumento ou pela diminuição da pressão de fluido indo para a artéria renal. Durante uma perfusão, uma pressão de fluido mais alta na entrada para a artéria renal envia o fluxo mais alto para a artéria renal. Devido ao fato de a relação entre pressão e fluxo mudar 15 durante uma perfusão, conforme os vasos sanguíneos apertam e afrouxam, um controlador automático em um aparelho de perfusão de rim mede e ajusta continuamente a pressão e o fluxo para cima ou para baixo, para ficar dentro da janela terapêutica. Este modo de operação de controlador pode ser considerado um modo linear.

Durante condições de fluxo relativamente baixo, tal como pode

ser encontrado no começo da perfusão, quando os vasos sanguíneos são restritos em um fígado, o fluxo para a veia porta e a artéria hepática de um fígado pode ser controlado independentemente usando-se o modo linear (conforme descrito para o rim acima). A pressão e o fluxo de cada vaso po25 dem ser elevados e abaixados independentemente para se manter a operação em janelas terapêuticas apropriadas.

Conforme o fluxo para a artéria hepática aumenta, um limite é atingido (o qual varia de fígado para fígado), no qual um aumento adicional no fluxo de artéria hepática pode resultar em uma redução do fluxo de veia 30 porta. Isto é uma competição de fluxo. Uma competição de fluxo pode aumentar até um grau que comande o parâmetro para o fluido fluindo na veia porta abaixo do mínimo terapêutico, embora a pressão da veia porta tenha atingido o máximo terapêutico. Neste ponto, um controle adicional da veia porta na janela terapêutica não pode ser mantido pelo ajuste da máquina da veia porta apenas. Um aparelho de perfusão incluindo os sistemas e métodos de acordo com esta exposição pode detectar essas condições e a "de5 formentation" pode ser feita para que um controlador dirija o aparelho de perfusão para um modo cooperativo de operação, com uma meta de manutenção coordenada da pressão e do fluxo da artéria hepática e da veia porta em janelas terapêuticas apropriadas.

Durante uma operação em modo cooperativo, o controlador 3300 pode controlar o fluxo de artéria hepática e inicialmente reduzir este fluxo até o fluxo de veia porta ser detectado para aumentar de volta para a janela terapêutica. Uma vez que ambos as regulagens de condições de pressão e de fluxo sejam restabelecidas na janela terapêutica, então, os parâmetros revisados podem ser regulados pelo controlador 3300, os quais estão na janela terapêutica em um valor suficiente para cada parâmetro tentar manter uma perfusão estável no aparelho e no órgão. Com novos parâmetros estabelecidos, o controlador 3300 pode retornar para operação no modo linear, e novas regulagens de parâmetro podem ser armazenadas, por exemplo, em uma ou mais unidades de armazenamento 3400. Mais ainda, o usuário pode ser notificado com referência ao estabelecimento de uma operação em modo cooperativo e pode exibir as novas regulagens de parâmetro.

Em condições em que uma competição de fluxo é detectada, a competição pode ser tão severa que detenha o fluxo, por exemplo, na veia porta e o reduza para zero. Nesses casos, o controlador 3300 pode operar 25 para interromper de forma momentânea o fluxo completamente na artéria hepática, permitindo que o fluxo na veia porta seja restabelecido, e, uma vez que o fluxo na veia porta seja detectado, recomece a operação em modo linear ou a operação em modo cooperativo pode ser continuada, em que o fluxo de artéria hepática é recomeçado, preferencialmente após o começo 30 do fluxo de veia porta sob a maioria das circunstâncias (por exemplo, após uma purga de bolha ou uma recuperação de falha ou um começo de fluxo dirigido por usuário). Deve ser reconhecido que vazamentos em um circuito de fluido, vasos oclusos, vasos com cânula introduzida de forma imprópria, e forças de impacto ao aparelho podem mudar o fluxo e a pressão até uma extensão que esteja fora da janela terapêutica. Estas condições de falha geralmente 5 causam transientes extremos fora da janela terapêutica, de modo que as condições de falha possam ser diferenciadas da competição de fluxo. O controlador 3300 pode fazer esta diferenciação para se determinar se é para implementar o modo cooperativo, incluindo uma recuperação da extinção da veia porta, ou uma manipulação de erro, e fazer as correções apropriada10 mente.

Com referência à FIGURA 12, o algoritmo de controle de exemplo a seguir é provido.

Na etapa 4100, a pressão e o fluxo de uma janela terapêutica são estabelecidos com regulagens de usuário, em pré-regulagens de apare15 lho, como parâmetros armazenados, e/ou combinações dos mesmos. Um usuário ou computador regula uma pressão sistólica desejada e/ou um fluxo, os quais são a pressão e o fluxo do suprimento de fluido antes de entrar no órgão no sensor de pressão P1, conforme discutido acima. Uma bomba peristáltica, por exemplo, ou qualquer outro tipo de bomba controlável pode 20 começar a operação na etapa 4100.

Na etapa 4100, o aparelho de perfusão tem a partida dada e a operação é começada. O processo de perfusão é começado, por exemplo, pelo usuário ao pressionar um botão INFUSE. Na etapa 4300, uma infusão de fluxo de veia porta e de artéria hepática é operado pelo aparelho de per25 fusão em um modo linear inicial, provavelmente. Em modalidades de exemplo, é preferível sequenciar uma máquina ou bomba de suprimento de veia porta para dar a partida antes da máquina ou bomba de suprimento de artéria hepática, para redução do risco de extinção de fluxo devido a uma competição de fluxo na partida.

Nas etapas 4400, 4425, 4450 e 4475, um sensor de pressão P1,

e o sensor de fluxo correspem quente, são consultados para se determinar se a pressão e o fluxo do fluido fluindo na artéria hepática e na veia porta estão nas respectivas janelas terapêuticas. Se a pressão ou o fluxo da veia porta e da artéria hepática não puder ser mantido na respectiva janela terapêutica, os ambientes de pressão e de fluxo serão analisados na etapa 4500 para a identificação da severidade de condições causais para se determinar 5 se o aparelho de perfusão irá, por exemplo, para o modo cooperativo (etapa 4600), o modo de manipulação de erro (etapa 4700) ou o modo de recuperação de extinção de fluxo (etapa 4800).

Na etapa 4600, o aparelho de perfusão vai para o modo cooperativo. No modo cooperativo, o controlador pode reduzir o fluxo de artéria 10 hepática até o fluxo de veia porta retomar para dentro da janela terapêutica. Então, na etapa 4650, o controlador estabelece uma nova pressão de meta de artéria hepática que esteja bem dentro da janela terapêutica para todos os parâmetros. Após o aparelho de perfusão estabilizar no(s) parâmetro(s) na janela terapêutica, o controlador pode fazer com que o aparelho retorne 15 para operação, na etapa de perfusão 4300, para um modo linear.

Na etapa 4700, o controlador pode dirigir o aparelho de perfusão para um modo de manipulação de erro. No modo de manipulação de erro, o controlador pode determinar se as condições sugerem uma condição de falha, tal como, por exemplo, oclusão, vazamento, sobrepressão ou subpres20 são, e, então, ativa um alarme, coincidente com a implementação de algoritmos de manipulação e/ou de recuperação de erro armazenados ou dirigidos de outra forma. Com base no erro detectado, o controlador pode reinicializar apropriadamente o aparelho de perfusão, tal como por um usuário, ou automaticamente, na etapa 4750 e dirigir o método de controle para re25 tornar para a etapa 4200 para recomeçar.

Na etapa 4800, o controlador pode detectar condições reais ou iminentes de fluxo na veia porta e comandar o aparelho de perfusão de acordo com um modo de extinção de fluxo. Em um modo de extinção de fluxo de exemplo, o controlador pára a máquina de suprimento de artéria hepática, 30 ou ambas as máquinas, na etapa 4850. Então, o controlador opera para começar o fluxo de veia porta para um nível regulado na janela terapêutica na etapa 4200. Após começar o fluxo na veia porta, o controlador recomeça o fluxo de artéria hepática. O controlador então retorna o aparelho de perfusão para o modo linear (etapa 4200) ou, finalmente, para o modo cooperativo (etapa 4600), dependendo das condições do ambiente de pressão e de fluxo em relação à janela terapêutica.

Todas as patentes, os pedidos de patente, os artigos científicos

e outras fontes e referências citados aqui são explicitamente incorporados como referência aqui até a plena extensão de seus ensinamentos, como se estabelecidos em sua totalidade explicitamente neste pedido.

Deve ser entendido que a exposição precedente enfatiza certas modalidades específicas da invenção e que modificações ou alternativas equivalentes a isto estão no espírito e no escopo da invenção.

Claims (29)

1. Método para controle de pelo menos uma bomba em um aparelho de perfusão para o envio de um fluido para pelo menos um órgão através de uma pluralidade de vasos para manutenção da viabilidade de pelo menos um órgão, o método compreendendo: o suprimento de um fluido para um primeiro vaso de um órgão e para um segundo vaso de um órgão; a medição de um primeiro parâmetro do fluido fluindo no primeiro vaso e um segundo parâmetro do fluido fluindo no segundo vaso; e a execução de um controle direto do segundo parâmetro do fluido fluindo no segundo vaso para influenciar o primeiro parâmetro do fluido fluindo no primeiro vaso.

2.Método, de acordo com a reivindicação 1, que ainda compreende: a detecção que o primeiro parâmetro do fluido fluindo no primeiro vaso cai fora de uma faixa predeterminada para o primeiro parâmetro, em que o controle direto do segundo parâmetro do fluido fluindo no segundo vaso é executado para se retornar de forma cooperativa o primeiro parâmetro para dentro da faixa predeterminada.

3.Método, de acordo com a reivindicação 2, que ainda compreende a execução de um controle direto do primeiro parâmetro do fluido fluindo no primeiro vaso independentemente quando o primeiro parâmetro do fluido fluindo no primeiro vaso estiver na faixa predeterminada para o primeiro parâmetro.

4.Método, de acordo com a reivindicação 2, que ainda compreende a regulagem de metas operacionais para os primeiro e segundo parâmetros nas faixas predeterminadas.

5.Método, de acordo com a reivindicação 4, em que as metas operacionais são reinicializadas quando o parâmetro do fluido fluindo no primeiro vaso for retornado para dentro da faixa predeterminada.

6.Método, de acordo com a reivindicação 2, em que a faixa predeterminada é pelo menos uma recebida a partir de um usuário, recuperada a partir de uma unidade de armazenamento ou pré-regulada no aparelho.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, que ainda compreende: a detecção que o fluido parou de fluir no primeiro vaso, em que a execução do controle direto do segundo parâmetro do fluido fluindo no segundo vaso compreende a parada do fluxo do fluido no segundo vaso para se permitir o recomeço do fluxo do fluido no primeiro vaso.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, que ainda compreende: a execução de um controle direto do fluido no primeiro vaso para se recomeçar o fluxo; e a detecção do fluxo do fluido no primeiro vaso, em que a execução do controle direto do segundo parâmetro do fluido fluindo no segundo vaso compreende o recomeço do fluxo do fluido no segundo vaso.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, em que o fluxo de fluido é recomeçado no segundo vaso apenas após o fluxo ser detectado no primeiro vaso.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que pelo menos um dentre o primeiro parâmetro e o segundo parâmetro é pelo menos um dentre uma pressão detector fluido ou um fluxo do fluido fluindo no respectivo vaso.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a execução do controle direto do segundo parâmetro compreende o ajuste de uma pressão do fluido fluindo no segundo vaso.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, em que uma diminuição da pressão do fluido fluindo no segundo vaso aumenta o fluxo do fluido fluindo no primeiro vaso.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que o órgão é um fígado.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, em que o primeiro vaso é uma veia porta do fígado e o segundo vaso é uma artéria hepática do fígado.

15. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que pelo menos um dentre o primeiro parâmetro e o segundo parâmetro é determinado em uma localização imediatamente a montante de uma entrada do fluido no respectivo vaso no órgão.

16. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que o método é usado para controle de uma bomba de suprimento de fluido conectada a pelo menos um dentre um dispositivo de perfusão e de armazenamento de órgão, um dispositivo de transporte de órgão ou um cassete de órgão que é transferível entre um dispositivo de perfusão e de armazenamento de órgão e um dispositivo de transporte de órgão.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, em que a bomba é pelo menos uma dentre uma bomba peristáltica e uma bomba de rolos.

18. Meio de armazenamento que pode ser lido em computador no qual é gravado um programa para se fazer com que um computador execute o método, como definido na reivindicação 1.

19. Sistema de controle para pelo menos uma bomba para envio de um fluido em um aparelho de perfusão para pelo menos um órgão através de uma pluralidade de vasos para manutenção da viabilidade de pelo menos um órgão, o sistema compreendendo: uma bomba que supre um fluido para um primeiro vaso de um órgão e para um segundo vaso de um órgão; uma interface de sensor que recebe uma entrada de sensor que mede um primeiro parâmetro do fluido fluindo no primeiro vaso e um segundo parâmetro do fluido fluindo no segundo vaso; e um controlador que controla diretamente o segundo parâmetro do fluido fluindo no segundo vaso para influenciar o primeiro parâmetro do fluido fluindo no primeiro vaso.

20. Sistema, de acordo com a reivindicação 19, que ainda compreende uma unidade de determinação que compara o primeiro parâmetro medido com uma faixa predeterminada para o primeiro parâmetro medido para se determinar se o primeiro parâmetro medido cai fora da faixa predeterminada, a unidade de determinação fazendo com que o controlador controle o segundo parâmetro do fluido fluindo no segundo vaso de forma cooperativa para retornar o primeiro parâmetro para dentro da faixa predeterminada.

21. Sistema, de acordo com a reivindicação 20, em que o controlador controla diretamente o primeiro parâmetro do fluido fluindo no primeiro vaso independentemente quando o primeiro parâmetro do fluido fluindo no primeiro vaso estiver na faixa predeterminada.

22. Sistema, de acordo com a reivindicação 21, em que o controIador regula as metas operacionais dos primeiro e segundo parâmetros nas faixas predeterminadas.

23. Sistema, de acordo com a reivindicação 22, em que o controlador reinicializa as metas operacionais quando o parâmetro do fluido fluindo no primeiro vaso é retornado para dentro da faixa predeterminada.

24. Sistema, de acordo com a reivindicação 20, que ainda compreende uma unidade de armazenamento para o armazenamento da faixa predeterminada, em que a faixa predeterminada é pelo menos uma dentre recebida a partir de um usuário via uma interface de usuário, recebida através de uma interface de dados ou pré-regulada no sistema.

25. Sistema, de acordo com a reivindicação 20, em que a unidade de determinação detecta que o fluido parou de fluir no primeiro vaso, e faz com que o controlador pare o fluido fluindo no segundo vaso para se permitir o recomeço do fluxo do fluido no primeiro vaso.

26. Sistema, de acordo com a reivindicação 25, em que: o controlador controla diretamente o fluido no primeiro vaso para recomeçar o fluxo, a unidade de determinação detecta o fluxo do fluido no primeiro vaso,e o controlador recomeça o fluxo do fluido no segundo vaso.

27. Sistema, de acordo com a reivindicação 26, em que o fluxo de fluido é recomeçado no segundo vaso apenas após o fluxo ser detectado no primeiro vaso.

28. Sistema, de acordo com a reivindicação 19, em que pelo menos um dentre o primeiro parâmetro e o segundo parâmetro é pelo menos um dentre uma pressão do fluido ou um fluxo do fluido fluindo no respectivo vaso.

29. Sistema, de acordo com a reivindicação 23, em que as metas operacionais são exibidas para o usuário e as mudanças nas metas operacionais são anunciadas de forma audível ou visível através de uma interface de usuário.