ES2264347A1 - Dispositivo para regular la temperatura de un fluido fisiologico. - Google Patents
Dispositivo para regular la temperatura de un fluido fisiologico.Info
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Abstract
Un dispositivo para regular la temperatura de un fluido fisiológico que comprende una carcasa 1, una primera unidad generadora 2 de energía térmica, una unidad receptora 3 de energía térmica por cuyo interior fluye el fluido por un paso desde una entrada de fluido 3a hacia una salida de fluido 3b, y que comprende un cuerpo plano 3d con una primera superficie mayor 3e de un material termoconductor, una unidad de control 4 para controlar al menos la primera unidad generadora 2, donde la primera unidad generadora 2 comprende de primeras unidades de células Peltier 5 y al menos una primera placa de contacto 6 de un material termoconductor dispuesta en contacto con un primer lado 5b,8b de las unidades de células Peltier 5, la unidad receptora 3 está dispuesta de forma extraíble en la primera unidad generadora 2, en contacto con la primera placa de contacto 6.
Description
Dispositivo para regular la temperatura de un
fluido fisiológico.
La presente invención se engloba en el campo
técnico de los dispositivos destinados la regulación de la
temperatura de fluidos fisiológicos antes de su administración a
los pacientes.
Hoy en día, en una pluralidad de tratamientos
médicos y veterinarios, se infunden fluidos al sistema circulatorio
de pacientes o animales. Con gran frecuencia y especialmente cuando
los fluidos a infundir se han conservado anteriormente en
refrigeración, se produce una diferencia entre la temperatura del
fluido a infundir y la temperatura corporal del individuo a tratar,
cuya diferencia es susceptible de desequilibrar el sistema térmico
del individuo y, en caso extremo, de producir un choque térmico con
consecuencias a veces letales.
Así en muchas ocasiones, tales como hemorragias
producidas en operaciones o causadas en accidentes, deben
infundirse fluidos, por ejemplo conservas de sangre, preparados
celulares o suero, al individuo con gran rapidez. Teniéndose en
cuenta que, por ejemplo las conservas de sangre, se almacenan a
temperaturas alrededor de los 4°C, a fin de evitar las
consecuencias negativas, entre la temperatura de una conserva de
sangre y la temperatura corporal del individuo al que debe
administrarse la sangre, las conservas deben calentarse a una
temperatura próxima a la corporal del individuo. Ello, en
circunstancias en las que se requiere una administración urgente y
rápida, precisa un calentamiento rápido y eficaz de la sangre a la
temperatura necesaria.
Por otra parte, en determinados tipos de
tratamientos e intervenciones quirúrgicas, tales como la diálisis o
la cirugía cardíaca, debe establecerse una circulación sanguínea
extracorpórea en la que la sangre recirculada al individuo debe
mantenerse a una temperatura constante y lo más próxima posible a
la natural.
Existen dispositivos que permiten el
calentamiento de fluidos fisiológicos básicamente consistentes en
aparatos calentadores que calientan agua a una temperatura
predeterminada y circulan el agua a través de un dispositivo de
intercambio de calor cerrado por cuyo interior fluye el líquido a
calentar, recogen el agua de la salida del dispositivo
intercambiador, recalientan el agua y la recirculan al dispositivo
intercambiador. Otro tipo de dispositivos intercambiadores de calor
para calentar fluidos fisiológicos se describe, por ejemplo, en la
patente alemana DE-C-827702, en la
solicitud de patente europea
EP-A-0463837 y en la solicitud de
patente española P9700855. Este tipo de dispositivos cuenta con un
tubo exterior para la circulación de un fluido calentador con un
espacio interior que aloja un tubo interior por el que fluye el
fluido fisiológico. Este espacio interior está dividido en un
primer canal por el que entra fluido caliente hasta dar con un paso
de recirculación del fluido calentador en el extremo opuesto del
tubo exterior, desde cuyo paso de recirculación el fluido
calentador entra en un segundo canal y vuelve al aparato
calentador.
La solicitud de patente española
ES-A-2200609 describe un
dispositivo de intercambio de calor entre un fluido calentador y
un fluido a calentar, particularmente un fluido fisiológico, de
estructura simple y económica, con una carcasa dividida en un
primer compartimento y un segundo compartimento por un tabique,
cuyos compartimentos están comunicados por un paso de comunicación,
y con un elemento intercambiador dispuesto en el primer
compartimento. La entrada del fluido calentador desemboca en el
primer compartimento y la salida del fluido calentador comunica con
el segundo compartimento, estando la entrada y la salida del fluido
opuestas al paso de comunicación y provistas de elementos
conectores agrupados en un doble conector para la conexión a
elementos complementarios de un sistema de calentamiento y
recirculación del fluido calentador.
Si bien los sistemas del estado de la técnica
antes descritos se han empleado en el calentamiento de fluidos
fisiológicos, presentan una serie de inconvenientes. Así, el
calentamiento del fluido fisiológico debe realizarse mediante otro
fluido, agua, que tiene que ceder su energía térmica al fluido
fisiológico con las consiguientes pérdidas de energía y la
imposibilidad de realizar un ajuste fino e inmediato de la
temperatura con la que debe infundirse el fluido fisiológico.
Además, estos sistemas precisan un circuito de agua que, por una
parte, precisa espacio y es relativamente costoso de fabricar, y
por otra, presenta problemas de esterilidad ya que el agua, a
través de microporos en juntas y tuberías presentes en el sistema,
puede llegar a contaminarse con agentes biológicos presentes en el
entorno.
Era por tanto deseable contar con un dispositivo
que permitiera superar los mencionados inconvenientes de los
sistemas del estado de la técnica.
La presente invención tiene por objeto superar
los inconvenientes del estado de la técnica mediante un dispositivo
para regular la temperatura de un fluido fisiológico que
comprende
una carcasa,
al menos una primera unidad generadora de
energía térmica,
una unidad receptora de energía térmica por cuyo
interior fluye el fluido por un canal desde una entrada de fluido
hacia una salida de fluido y que comprende un cuerpo plano con al
menos una primera superficie mayor de un material
termoconductor,
una unidad de control para controlar al menos
dicha primera unidad generadora de energía térmica y que comprende
un microprocesador, en cuyo dispositivo
la primera unidad generadora de energía térmica
comprende una pluralidad de primeras unidades de células Peltier y
al menos una primera placa de contacto de un material
termoconductor que está dispuesta en contacto con un primer lado de
las unidades de células Peltier, y
la unidad receptora está dispuesta en la primera
unidad generadora de energía térmica, de forma extraíble en
contacto con la primera placa de contacto.
Dado que las células Peltier generan, en
dependencia de la polaridad de la corriente continua que se le
suministra, calor en uno de sus lados ("lado frío") y frío en
el otro ("lado caliente"), en el dispositivo de la presente
invención la primera unidad generadora de energía térmica puede
establecerse, mediante la elección de una primera polaridad de la
corriente eléctrica suministrada a dichas células, para que sea una
unidad calentadora, en cuyo caso el primer lado de la primera
pluralidad de unidades de células Peltier que está en contacto con
la primera placa de contacto es el lado caliente de la primera
pluralidad de unidades de células Peltier. Por otra parte, mediante
la elección de una segunda polaridad opuesta a la de la corriente
eléctrica a la primera polaridad, la primera unidad generadora de
energía térmica puede funcionar como una unidad refrigeradora, en
cuyo caso el primer lado de la primera pluralidad de unidades de
células Peltier que está en contacto con la primera placa de
contacto es el lado frío de la primera pluralidad de unidades de
células Peltier.
Así, con una estructura básica sustancialmente
igual, el dispositivo de la presente invención puede estar
diseñado, en función de la polaridad de la corriente eléctrica con
la que se alimenten las células Peltier, sólo para calentar
(manteniéndose siempre la misma primera polaridad) o sólo para
enfriar (manteniéndose siempre la misma segunda polaridad), o puede
estar diseñado para poder cumplir ambas funciones a través de
medios que permitan cambiar la polaridad, incorporados en la unidad
de control.
Preferentemente, el dispositivo comprende al
menos un primer sensor de temperatura que detecta la temperatura en
la primera placa de contacto y que está conectado a la unidad de
control, A su vez, el microprocesador está programado para
suministrar energía eléctrica a dichas primeras unidades de células
Peltier en función de la diferencia entre una temperatura nominal
preestablecida y la temperatura detectada por el sensor de
temperatura. Asimismo y según una realización preferida de la
invención, el microprocesador puede estar programado para controlar
la polaridad de la corriente eléctrica suministrada a las unidades
de células Peltier para calentar o enfriar el primer lado de las
unidades de células Peltier.
La células Peltier y la disposición de los
elementos termoconductores que componen el dispositivo de la
presente invención permiten un rápido calentamiento y/o
enfriamiento del fluido fisiológico que fluye por la unidad
receptora. Así, la respuesta de generación térmica a la aplicación
de corrientes eléctricas en las células Peltier es muy rápida y,
por lo tanto, transmiten la energía térmica a los elementos
termoconductores, es decir, a la o las placas de contacto y, de
allí, a la unidad receptora, de forma prácticamente inmediata, con
lo que se evita que el dispositivo precise un precalentamiento
prolongado. Además, las desviaciones de una temperatura nominal
pueden corregirse rápidamente suministrando más o menos energía
eléctrica a las células Peltier.
En la realización con una única unidad
generadora de energía térmica, la carcasa está configurada de manera
que comprende un portón de acceso al interior de la carcasa
enfrentado a la primera unidad generadora de energía térmica. Entre
el portón y la primera unidad generadora se encuentra un espacio en
el que se aloja la unidad receptora extraíble, inmovilizada por
medios en sí convencionales como por ejemplo pestañas de clipado. La
entrada de fluido de la unidad receptora comprende un primer
conector hueco mientras que su salida de fluido comprende un
segundo conector hueco. Estos conectores huecos, a los que se
conectan las líneas del fluido fisiológico entrante y saliente de la
unidad receptora de energía térmica, sobresalen de la superficie de
la unidad receptora opuesta a la primera superficie mayor que está
en contacto con la placa de contacto. A su vez, el portón presenta
un primer orificio pasante para el primer conector y un segundo
orificio pasante para el segundo conector.
En otra realización del dispositivo con una
única unidad generadora de energía térmica, la carcasa comprende un
compartimento plano para alojar la unidad receptora. comprendiendo
dicho compartimento una abertura de acceso para la inserción de la
unidad de receptora, y estando al menos una pared de dicho
compartimento formada por la primera placa de contacto. En esta
realización, la entrada y la salida de fluido de la unidad
receptora están dispuestas en un mismo lateral de la unidad
receptora de tal forma que, cuando la unidad receptora está
insertada en el compartimento, la entrada y la salida de fluido son
accesibles por la boca de acceso. De esta forma, la unidad
receptora queda insertada a modo de "cartucho" en el
mencionado compartimento.
El dispositivo de la invención, también puede
comprender además una segunda unidad generadora de energía térmica
que comprende una pluralidad de segundas unidades de células
Peltier y al menos una segunda placa de contacto de un material
termoconductor dispuesta en contacto con un primer lado de las
unidades de células Peltier. En esta realización, la unidad de
control también controla la segunda unidad generadora, y la unidad
receptora comprende una segunda superficie mayor de un material
termoconductor, opuesta a su primera superficie mayor, de manera
que está dispuesta de tal forma que sus superficies mayores están
en contacto con la primera y con segunda placa de contacto. De esta
forma, la unidad receptora queda dispuesta de forma extraíble a
modo de cartucho entre la primera y la segunda unidad generadora de
energía térmica.
Análogamente al caso de la primera unidad
generadora, la segunda unidad generadora de energía térmica puede
estar diseñada para sólo calentar, sólo enfriar, o para enfriar y
calentar. Así, cuando la segunda unidad generadora de energía
térmica es una unidad calentadora, el primer lado de la segunda
pluralidad de unidades de células Peltier que está en contacto con
la segunda placa de contacto es el lado caliente de la segunda
pluralidad de unidades de células Peltier, mientras que cuando la
segunda unidad generadora de energía térmica es una unidad
refrigeradora, el primer lado de la segunda pluralidad de unidades
de células Peltier que está en contacto con la segunda placa de
contacto es el lado frío de la segunda pluralidad de unidades de
células Peltier.
En esta realización del dispositivo con dos
unidades generadoras de energía térmica, la unidad de control puede
estar diseñada para suministrar corriente eléctrica de tal forma
que los primeros lados de la pluralidad de primeras unidades de
células Peltier y la pluralidad de segundas unidades de células
Peltier operen todos como lados calientes o como lados fríos.
Asimismo, según esta realización el dispositivo puede estar
diseñado para que el primer lado de una de las pluralidades de
unidades de células Peltier opere como un lado frío y el otro como
un lado caliente, en cuyo caso, cuando una de estas pluralidades de
unidades de células Peltier está en funcionamiento, la otra está
desconectada.
Preferentemente, en la realización descrita en
los párrafos precedentes el dispositivo comprende al menos un
segundo sensor de temperatura para detectar la temperatura en dicha
segunda placa de contacto y que está conectado a la unidad de
control. En este caso el microprocesador también está programado
para suministrar corriente eléctrica a las segundas unidades de
células Peltier en función de la diferencia entre una temperatura
nominal preestablecida y la temperatura detectada por el sensor de
temperatura. En esta realización de la invención, el
microprocesador preferentemente puede estar programado para
controlar la polaridad de la corriente eléctrica suministrada a las
primeras y segundas unidades de células Peltier para calentar o
enfriar los respectivos primeros lados de las unidades de células
Peltier.
En la realización del dispositivo con dos
unidades generadoras de energía térmica, la carcasa puede
comprender un compartimento plano delimitado entre la primera y la
segunda placa de contacto para alojar la unidad receptora. A su
vez, el compartimento puede comprender una abertura de acceso para
la inserción de la unidad de receptora. Asimismo, en esta
realización la entrada y la salida de fluido de la unidad receptora
están dispuestas en un mismo lateral de la unidad receptora de tal
forma que, cuando la unidad receptora está insertada en el
compartimento, la entrada y la salida de fluido son accesibles por
la boca de acceso. De esta forma, la unidad receptora queda
insertada a modo de "cartucho" en el mencionado
compartimento.
Preferentemente, no sólo la o las superficies
mayores de la unidad receptora de energía térmica sino todo el
cuerpo plano de esta unidad está fabricado de un material
termoconductor. Un material especialmente adecuado es el aluminio
ya que, por una parte, es un buen termoconductor que se calienta y
enfría rápidamente y, por otra, es un material económico que puede
estamparse y mecanizarse fácilmente. Estas últimas características
son relevantes a la vista de que, en el uso hospitalario, la unidad
receptora será un fungible que se desecha después de su
utilización.
De acuerdo con lo más arriba indicado, la unidad
receptora de energía térmica está comprendida por un cuerpo plano
por cuyo interior fluye el fluido fisiológico desde la entrada
hasta la salida. Este paso preferentemente comprende un serpentín
entre la entrada y la salida del fluido fisiológico, lo cual
permite una transmisión especialmente eficaz de la energía térmica
al fluido fisiológico.
La o las superficies mayores del cuerpo plano de
la unidad receptora son preferentemente planas, al igual que la
superficie de contacto de cada placa de contacto, de manera que se
establece un contacto en unión de forma con la respectiva
superficie mayor de la unidad receptora. Ello facilita una
transmisión de energía térmica eficaz a la unidad receptora, además
de, cuando la superficie de contacto está en contacto con un lado
caliente de las unidades de células Peltier, contribuir a la
disipación del calor generado en dicho lado caliente.
Las placas de contacto de material
termoconductor como por ejemplo de aluminio, son preferentemente
placas macizas que no sólo permiten una correcta transmisión de la
energía térmica despedida por las unidades de células Peltier sino
también una disipación correcta de la energía térmica. Ello es
especialmente conveniente a la vista de la conocida sensibilidad de
las células Peltier al sobrecalentamiento por acumulación de calor
en su lado caliente.
A continuación se describirán algunas
realizaciones del dispositivo de la presente invención y de sus
elementos sobre la base de unos dibujos que forman parte integrante
de la presente memoria descriptiva. En estos dibujos
la figura 1 es una vista esquemática en alzado
frontal del dispositivo según una primera realización de la
invención, en la que está dispuesta una unidad generadora de
energía térmica según una primera realización;
la figura 2 es una vista esquemática en sección
lateral del dispositivo mostrado en la figura 1;
la figura 3 es una vista esquemática más
detallada de la unidad generadora de energía térmica mostrada en la
figura 2;
la figura 4 es una vista esquemática en planta
frontal de la unidad receptora mostrada en las figuras 1 a 4;
la figura 5 es una vista esquemática en planta
frontal parcialmente seccionada de la unidad receptora mostrada en
la figura 4;
la figura 6 es un diagrama de bloques
esquemático que muestra un ejemplo de una interconexión de los
elementos que pueden formar parte el dispositivo;
la figura 7 es una vista esquemática en alzado
frontal del dispositivo según una segunda realización de la
invención, con una unidad generadora de energía térmica según una
segunda realización;
la figura 8 es una vista esquemática en sección
lateral del dispositivo mostrado en la figura 7;
la figura 9 es una vista esquemática más
detallada de la unidad generadora de energía térmica mostrada en la
figura 8;
la figura 10 es una vista esquemática en planta
inferior de la unidad receptora mostrada en las figuras 6 a 9;
la figura 11 es una vista esquemática más
detallada de la unidad generadora de energía térmica según una
tercera realización;
la figura 12 es una vista en planta superior de
la unidad generadora mostrada en la figura 11; y
la figura 13 es una vista en planta inferior de
la unidad generadora mostrada en la figura 11.
Las referencias que aparecen en estas figuras
denotan los siguientes elementos:
| 1 | carcasa |
| 2 | primera unidad generadora de energía térmica |
| 3 | unidad receptora de energía térmica |
| 3a | entrada de fluido |
| 3b | salida de fluido |
| 3c | canal |
| 3d | cuerpo plano |
| 3e | primera superficie mayor de material termoconductor |
| 3f | segunda superficie mayor de material termoconductor |
| 4 | unidad de control |
| 4a | tarjeta de conexión |
| 4b | microprocesador |
| 5 | primeras unidades de células Peltier |
| 5a | segundo lado de las primeras unidades de células Peltier |
| 5b | primer lado de las primeras unidades de células Peltier |
| 6 | primera placa de contacto de material termoconductor |
| 6a | extensiones de la primera placa de contacto |
| 7 | segunda unidad generadora de energía térmica |
| 8 | segundas unidades de células Peltier |
| 8a | segundo lado de las segundas unidades de células Peltier |
| 8b | primer lado de las segundas unidades de células Peltier |
| 8c | aberturas pasantes en la segunda placa de contacto |
| 9 | segunda placa de contacto de material termoconductor |
| 9a | extensiones de la segunda placa de contacto |
| 10 | portón de acceso al interior de la carcasa |
| 11 | espacio definido entre el portón y la primera unidad generadora |
| 12a | primer conector hueco, |
| 12b | segundo conector hueco, |
| 13a | primer orificio pasante para el primer conector |
| 13b | segundo orificio pasante para el segundo conector |
| 14 | compartimento para alojar la unidad receptora |
| 14a | abertura de acceso del compartimento |
| 15 | disipador |
| 15a | nervios axiales |
| 15b | nervios transversales |
| 15c | segundo disipador |
| 16 | ventilador |
| 17 | sensor de temperatura |
| 17a | segundo sensor de temperatura |
| 18 | sensor portón |
| 19 | sensor de temperatura de seguridad |
| 20 | cuadro de mandos |
| 21 | pantalla indicadora |
| 22 | conjunto de mandos |
| 22a | interruptor de conexión |
| 22b | mando para la regulación de la temperatura del fluido fisiológico |
| 22c | mando de volumen de la alarma acústica |
| 23 | sensor de presencia de la unidad receptora |
| 24 | filtro de red |
| 25 | primera fuente de alimentación |
| 26 | segunda fuente de alimentación |
| A | Conexión del sensor de temperatura a la tarjeta de conexión |
| B | Conexión de los ventiladores a la tarjeta de conexión |
| C | Conexión de las unidades de células Peltier a la tarjeta de conexión |
| D | Conexión del sensor de temperatura de seguridad a la tarjeta de conexión |
| E | Conexión del sensor de presencia de la unidad receptora a la tarjeta de conexión |
| F | Conexión de la pantalla y al cuadro de mandos de la tarjeta de conexión |
| G | Conexión de la alimentación eléctrica a la tarjeta de conexión |
| H | Conexión al microprocesador |
Las figuras 1 a 6 ilustran esquemáticamente una
primera realización del dispositivo según la presente
invención.
De acuerdo con lo que puede apreciarse en las
figuras 1 y 2, en esta primera realización el dispositivo comprende
una carcasa 1 provista de un portón 10 de acceso al interior de la
carcasa 1. Cuando está cerrado, el portón 10 queda enfrentado a una
primera unidad generadora 2 de energía térmica, de manera que entre
el portón 10 y la primera unidad generadora 2 queda definido un
espacio 11 en el que se aloja la unidad receptora extraíble 3. En
la parte frontal lateral también está dispuesto un sensor 18 que
detecta si el portón 10 está abierto o cerrado.
La entrada de fluido 3a de la unidad receptora 3
comprende un primer conector hueco 12a acoplable a una línea (no
mostrada en las figuras) por la que entra el fluido fisiológico,
mientras que la salida de fluido 3b de la unidad receptora 3
comprende un segundo conector hueco 12b acoplable a una línea de
salida (no mostrada en las figuras) del fluido hacia el paciente.
Lo conectores 12a,12b sobresalen de la superficie de la unidad
receptora 3d opuesta a su primera superficie mayor 3e.
El portón 10 incluye un primer orificio pasante
13a para el primer conector 12a y un segundo orificio pasante 13b
para el segundo conector 12b. Los orificios pasantes 13a,13b se
extienden lateralmente hacia el borde libre del portón 10 formando
sendos entrantes. La finalidad de estos entrantes es la de dejar un
espacio para las líneas de entrada y salida cuando éstas están
conectadas a los respectivos conectores 12a,12b. De esta forma, la
unidad receptora 3 puede acoplarse en el espacio 11 con las líneas
ya conectadas y el portón 10 puede cerrarse después.
En la parte frontal superior de la carcasa 1, se
encuentra un cuadro de mandos 20 y una pantalla indicadora 21. En
el cuadro de mandos se encuentran un interruptor de conexión 22a
para el encendido/apagado del dispositivo, un mando 22b para la
regulación de la temperatura del fluido fisiológico que se infunde,
y un mando 22c para regular el volumen de una alarma acústica de
alerta. A su vez, la pantalla indicadora 21 que puede ser por
ejemplo un LCD en sí convencional, es susceptible de indicar la
temperatura ajustada, el estado de encendido/apagado del
dispositivo, y una alarma óptica acoplada a la alarma acústica, que
se activa en el caso de un funcionamiento inadecuado del
dispositivo. Evidentemente, la pantalla indicadora también puede
utilizarse para mostrar otras indicaciones, como por ejemplo, el
volumen de la alarma acústica que ha sido ajustado, una indicación
correspondiente a la correcta inserción de la unidad receptora, el
estado del portón (abierto/cerrado) etc.
En el interior de la carcasa 1 y concretamente
detrás de la unidad generadora 2, están dispuestos unos
ventiladores 16 destinados a disipar la energía térmica despedida
por la unidad generadora 2 en el lado opuesto al que está en
contacto con la unidad receptora 3.
En el interior de la carcasa 1 también se
encuentra la unidad de control 4 mediante la que se controlan las
diversas funciones del dispositivo. Las conexiones entre la unidad
de control y los diversos elementos no se muestran en estas figuras
sino en las figuras 3 y 6 a las que se hará referencia más
abajo.
La figura 3 muestra que la unidad generadora 2
de energía térmica comprende dos unidades de células Peltier 5 y
una primera placa de contacto 6 de un material termoconductor, como
por ejemplo de aluminio, dispuesta en contacto con un primer lado
5b de las unidades de células Peltier 5 las cuales están conectadas
a la tarjeta de conexión 4a por la conexión C. En el lado opuesto
5a de las unidades de células Peltier 5 está prevista una placa
disipadora 15 provista en su parte posterior de nervios axiales
15a. De esta manera, las unidades de células Peltier 5 están
dispuestas a modo de "sandwich" entre la placa de contacto 6 y
la placa disipadora 15.
En la parte superior frontal de la placa de
contacto 6 está previsto un sensor de presencia 23 que detecta
cuando la unidad receptora 3 está acoplada en el dispositivo con su
primera superficie mayor 3e adosada a la superficie de la placa de
contacto 6. El sensor 23 está conectado a la tarjeta 4a por la
conexión E.
Asimismo, la placa de contacto 6 cuenta en su
parte superior con un sensor de temperatura 17 que detecta la
temperatura real de la placa de contacto 6, y que está conectado a
la tarjeta 4a por la conexión A.
En la parte inferior de la placa de contacto 6,
está previsto un sensor de temperatura de seguridad 19 que cuenta
con un microinterruptor que, cuando la temperatura de la placa de
contacto 6 supera una temperatura máxima (o mínima) predeterminada,
automáticamente desconecta la alimentación eléctrica de las
unidades de células Peltier 5, para lo cual el sensor 19 está
conectado a la tarjeta 4a por la conexión D.
La tarjeta comprende además sendas conexiones B,
C para los dos ventiladores 16, una conexión F para la pantalla
indicadora y al cuadro de mandos, una conexión G a la fuente de
alimentación eléctrica, y una conexión H para la conexión con un
microprocesador 4b en el que están programadas las funciones del
dispositivo.
Las figuras 4 y 5 muestran que la unidad
receptora comprende un cuerpo plano 3d en cuyo interior está
previsto un canal interior 3c en forma de serpentín por el que el
fluido fisiológico fluye desde la entrada 3a hacia la salida 3b de
fluido. La forma en serpentín del canal 3c permite un intercambio
muy eficiente entre el material termoconductor del cuerpo receptor
3.
En figura 6 puede apreciarse esquemáticamente la
conexión de varios de los elementos del dispositivo a la unidad de
control 4. Así, en la realización mostrada en la figura 6, la
unidad de control 4 recibe corriente eléctrica de la red eléctrica
a través de un filtro de red 24 al que están conectados dos fuentes
de alimentación 25, 26 que transforman la corriente eléctrica de la
red de 100 o 240 V en una corriente de trabajo continua de 12V. La
unidad de control 4 alimenta la corriente eléctrica de trabajo a
las unidades de células Peltier 5, a los ventiladores 16, al sensor
de presencia 23,y a la pantalla indicadora 21. A su vez, la unidad
de control 4 está conectada al sensor de temperatura de seguridad
19, al sensor de temperatura 17, al sensor del portón 17 y al
conjunto de mandos 22 es decir, al interruptor de conexión 22a, al
mandao para la regulación de la temperatura 22b y al mando de
volumen que pueden apreciarse en el cuadro de mandos 20 ilustrado
en la figura 1.
En la realización mostrada en las figuras 1 a 6,
el dispositivo puede funcionar en un modo de calentamiento y en un
modo de refrigeración del fluido fisiológico. Después de encenderse
el dispositivo accionando el interruptor 22a, para el
funcionamiento en el modo de calentamiento, primero se ajusta con
el mando de temperatura 22b en el cuadro de mandos 20, la
temperatura deseada a la que debe calentarse el fluido. Cuando el
sensor de presencia 23 y el sensor del portón 18 han detectado
respectivamente que la unidad receptora 3 está presente y el portón
10 está cerrado, la unidad de control 4 emite la señal
correspondiente a la pantalla indicadora 21 que, por lo tanto,
muestra la temperatura ajustada. Simultáneamente, la unidad de
control 4 transmite corriente eléctrica a las unidades de células
Peltier 5 con una polaridad tal que sus primeros lados 5b operen
como lados calientes y sus segundos lados 5a como lados fríos, de
manera que los lados calientes 5b comienzan a calentar la placa de
contacto 6 y, con ello, el fluido fisiológico que se encuentra en
la unidad receptora 3. Asimismo, la unidad de control 4 suministra
corriente eléctrica a los ventiladores 16 a fin de que la acción de
los ventiladores 16 extraiga el aire frío generado en los lados
fríos 5a de las unidades de células Peltier 5 y transmitido por
dichas unidades 5 a la placa disipadora 15.
Cuando el sensor de temperatura 17 ha detectado
que la placa de contacto 6 ha alcanzado su temperatura de trabajo,
la unidad de control 4 emite una señal a la pantalla indicadora a
fin de que señale que el dispositivo está listo para comenzar la
infusión del fluido fisiológico a la temperatura preestablecida.
Cuando el fluido fisiológico fluye a través del paso 3c de la
unidad receptora 3, el sensor de temperatura 17 detecta las
variaciones de la temperatura en la placa de contacto 6 y transmite
las señales correspondientes a la unidad de control 4 que, en
función de la desviación de la temperatura que haya sido detectada
por el sensor 17 de la temperatura predeterminada, proporciona más
o menos energía eléctrica a las unidades de células Peltier 5. De
esta forma puede mantenerse estable la temperatura del fluido
fisiológico que se infunde la paciente.
En el modo de refrigeración del dispositivo, el
funcionamiento de los elementos más arriba descritos es análogo al
que realizan en su modo de calentamiento. En este caso, la señal de
temperatura recibida del sensor de temperatura 17 en la unidad de
control 4, hace que ésta suministre corriente eléctrica con una
polaridad tal que transmite corriente eléctrica a las unidades de
células Peltier 5, con una polaridad tal que sus primeros lados 5b
operen como lados fríos y sus segundos lados 5a como lados
calientes, de manera que los lados fríos 5b refrigeran la placa de
contacto 6 y, con ello, el fluido fisiológico que se encuentra en
la unidad receptora 3.
El microprocesador 4b de la unidad de control 4
también puede estar programado de tal forma que, en dependencia de
la magnitud de cada desviación producida, mediante el control de la
polaridad de la corriente eléctrica suministrada a las unidades de
células Peltier 5, haga que los primeros lados 5b operen como lados
fríos o calientes según sea necesario aumentar o reducir la
temperatura real, pudiéndose conseguir así una muy rápida
corrección de las desviaciones de temperatura real de la
temperatura nominal predeterminada.
Por otra parte, cuando el sensor de temperatura
de seguridad 19 detecta una desviación excesiva de la temperatura
real con respecto a la temperatura nominal, el interruptor de
seguridad desconecta automáticamente la alimentación eléctrica a
las unidades de células Peltier 5, y la unidad de control 4 emite
una señal que activa la alarma visual y/o la alarma acústica (no
mostradas en las figuras) del dispositivo.
Las figuras 7 a 13 muestran otras realizaciones
del dispositivo de la presente invención que tienen en común que,
además de una primera unidad generadora 2 de energía térmica,
también comprenden una segunda unidad generadora 7 de energía
térmica. Estas unidades generadoras están dispuestas de tal forma
que forman entre sí un compartimento 14 al que se inserta la unidad
receptora 3 de energía térmica a modo de cartucho, por una abertura
de acceso 14a en el frontal de la carcasa 1. En estas
realizaciones, la segunda unidad generadora 7 de energía térmica
comprende dos segundas unidades de células Peltier 8, una segunda
placa de contacto 9 también de un material termoconductor como por
ejemplo de aluminio y dispuesta en contacto con un primer lado 8b
de las unidades de células Peltier 8, y una segunda placa
disipadora 15c dispuesta en el segunda lado 8a de las segundas
unidades de células Peltier 8. Detrás de la segunda placa
disipadora 15c también están dispuestos dos ventiladores 16
destinados a extraer la energía térmica despedida por dichas placas
15c.
A su vez, la unidad receptora 3 comprende una
segunda superficie mayor 3f de un material termoconductor, opuesta
a la primera superficie mayor 3e, y está dispuesta de forma
extraíble en contacto con la primera y con la segunda placa de
contacto 6,9. En la realización mostrada en las figuras 7 a 13, los
conectores 12a, 12b para la entrada y la salida de fluido de la
unidad receptora 3 están dispuestos en un mismo lateral de la
unidad receptora 3, de tal forma que, cuando la unidad receptora 3
está insertada en el compartimento 1, estos conectores 12a,12b son
accesibles desde la abertura de acceso 14a.
La segunda unidad generadora 7 comprende un
segundo sensor de temperatura 17a dispuesto en la segunda placa de
contacto 9 que, en adición al primer sensor de temperatura 17 mide
la temperatura de dicha segunda placa de contacto 9. La unidad de
control 4 también controla la segunda unidad generadora 7, de forma
análoga a como controla a la primera unidad generadora 2, y de
forma coordinada con el control de la primera unidad generadora
2.
Análogamente al caso de la primera unidad
generadora 2, la segunda unidad generadora 7 de energía térmica
puede estar diseñada para operar sólo en modo de calentamiento,
sólo en modo de refrigeración, o en ambos modos de funcionamiento,
para lo cual el microprocesador 4b de la unidad de control 4 debe
programarse para que la corriente eléctrica suministrada a las
segundas unidades de células Peltier 8 tenga la polaridad necesaria
para el modo de funcionamiento correspondiente. De esta forma,
cuando la segunda unidad generadora 7 opera como unidad
calentadora, el primer lado 8b de las segundas unidades de células
Peltier 8 que están en contacto con la segunda placa de contacto 9,
es el lado caliente de las unidades de células Peltier 8, mientras
que cuando la segunda unidad generadora 8 opera en modo de
refrigeración, el primer lado 8b de las segundas unidades de
células Peltier 8 que está en contacto con la segunda placa de
contacto 9, es el lado frío de las unidades de células Peltier 8.
En estas realizaciones, puede preverse que la segunda unidad
generadora 7 opere siempre en el mismo modo de calentamiento o
refrigeración que la primera unidad generadora, o que la segunda
unidad generadora 7 opere en un modo opuesto al de la primera
unidad generadora 2, en cuyo caso las dos unidades 2,7 no funcionan
a la vez sino que una de las mismas produce el calentamiento y se
apaga cuando la temperatura real medida por los sensores de
temperatura 17,17a supera la temperatura predeterminada, mientras
que la otra produce el enfriamiento y se apaga cuando la
temperatura real medida por los sensores de temperatura 17,17a
queda por debajo de la temperatura predeterminada.
Con respecto a las realizaciones del dispositivo
con dos unidades generadoras 2,7 de energía térmica mostradas en
las figuras 7 a 13, puede observarse que las figuras 8 y 9
muestran una realización en la que la configuración de dichas
unidades 2,7 es básicamente análoga a la de la primera unidad
generadora 2 mostrada en las figuras 2 y 3. Sin embargo, las
unidades generadoras mostradas en las figuras 11 a 13 presentan una
configuración distinta en cuanto a las placas de contacto 6, 9 y y
en cuanto a las unidades disipadoras 15 que presentan nervios
transversales 15b en vez de axiales.
Así, puede observarse que las placas de contacto
6,9 presentan respectivas extensiones 6a,9a de sección curvoconvexa
de las superficies opuestas a las superficies que contactan la
unidad receptora 3. Cada una de las superficies emergentes de estas
extensiones 6a,9a tiene las mismas dimensiones que cada una de las
superficies de las unidades de células Peltier 5,8 con la que
contacta. La sección curvoconvexa de las extensiones 6a,9a permite
distribuir más uniformemente la energía térmica despedida por los
primeros lados de las unidades de células Peltier 5,8 en el
interior de las placas de contacto 6,9, evitándose así la formación
de "focos" de energía térmica en las superficies que contactan
con la unidad receptora 3.
En el dispositivo de la presente invención, las
unidades de células Peltier 5,8 pueden ser en sí convencionales.
Así, para la generación de energía térmica para calentar y/o
refrigerar fluidos fisiológicos a temperaturas entre 35°C y 40°C
pueden emplearse células Peltier de 12V y 3,50 A con una capacidad
de generar temperaturas entre 5°C y 80°C. Operando a media
capacidad, dos de tales unidades de células Peltier son suficientes
para transmitir energía térmica suficiente para mantener dichas
temperaturas del fluido fisiológico a través de placas de contacto
2,7 de aluminio con un grosor entre 10 y 20 mm, una profundidad de
70 a 120 mm y un ancho de 180 a 250 mm.
Claims (13)
1. Un dispositivo para regular la temperatura de
un fluido fisiológico con
una carcasa (1),
una primera unidad generadora (2) de energía
térmica,
una unidad receptora (3) de energía térmica por
cuyo interior fluye el fluido por un paso (5c) desde una entrada de
fluido (3a) hacia una salida de fluido (3b), y que comprende un
cuerpo plano (3d) con al menos una primera superficie mayor (3e) de
un material termoconductor,
una unidad de control (4) para controlar al
menos dicha, primera unidad generadora (2) de energía térmica, y
que comprende un microprocesador (4a),
caracterizado porque
la primera unidad generadora (2) de energía
térmica comprende una pluralidad de primeras unidades de células
Peltier (5) y al menos una primera placa de contacto (6) de un
material termoconductor dispuesta en contacto con un primer lado
(5b,8b) de las unidades de células Peltier (5),
la unidad receptora (3) está dispuesta de forma
extraíble en la primera unidad generadora (2) de energía térmica,
en contacto con la primera placa de contacto (6).
2. Un dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque
comprende además una segunda unidad generadora
(7) de energía térmica con una pluralidad de segundas unidades de
células Peltier (8) y con al menos una segunda placa de contacto
(9) de un material termoconductor dispuesta en contacto con un
primer lado (8b) de las unidades de células Peltier (8),
controlando dicha unidad de control (4) también
dicha segunda unidad generadora (7),
la unidad receptora (3) comprendiendo una
segunda superficie mayor (3f) de un material termoconductor,
opuesta a
la primera superficie mayor (3e), y estando dispuesta en contacto con la primera y con segunda placa de contacto (6,9),
la primera superficie mayor (3e), y estando dispuesta en contacto con la primera y con segunda placa de contacto (6,9),
estando la unidad receptora (3) dispuesta de
forma extraíble entre dicha primera (2) y dicha segunda unidad (7)
generadora de energía térmica.
3. Un dispositivo según la reivindicación 1 o 2,
caracterizado porque comprende al menos un primer sensor de
temperatura (17) que detecta la temperatura en dicha primera placa
de contacto (6) y que está conectado a la unidad de control (4), y
porque el microprocesador (4b) está programado para suministrar
energía eléctrica a dichas primeras unidades de células Peltier (5)
en función de la diferencia entre una temperatura nominal
preestablecida y la temperatura detectada por el sensor de
temperatura (17).
4. Un dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado porque comprende al menos un segundo sensor de
temperatura (17) que detecta la temperatura en dicha segunda placa
de contacto (9) y que está conectado a la unidad de control (4), y
porque el microprocesador (4b) está programado para suministrar
corriente eléctrica a dichas segundas unidades de células Peltier
(8) en función de la diferencia entre una temperatura nominal
preestablecida y la temperatura detectada por el sensor de
temperatura (17).
5. Un dispositivo según la reivindicación 1, 2,
3 o 4, caracterizado porque el microprocesador (4b) está
programado para controlar la polaridad de la corriente eléctrica
suministrada a las unidades de células Peltier (5,8) para calentar
o enfriar el primer lado (5b,8b) de las unidades de células Peltier
(5,8).
6. Un dispositivo según la reivindicación 1, 2 o
3, caracterizado porque
la primera unidad generadora (2) de energía
térmica es una unidad calentadora,
el primer lado (5b) de la primera pluralidad de
unidades de células Peltier (5) que está en contacto con la primera
placa de contacto (6) es el lado caliente de la primera pluralidad
de unidades de células Peltier (5).
7. Un dispositivo según la reivindicación 1, 2
o 4, caracterizado porque
la primera unidad generadora (2) de energía
térmica es una unidad refrigeradora,
el primer lado (5b) de la primera pluralidad de
unidades de células Peltier (5) que está en contacto con la primera
placa de contacto (6) es el lado frío de la primera pluralidad de
unidades de células Peltier (5).
8. Un dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado porque
la segunda unidad generadora (7) de energía
térmica es una unidad calentadora,
el primer lado (8b) de la segunda pluralidad de
unidades de células Peltier (8) que está en contacto con la segunda
placa de contacto (9) es el lado caliente de la segunda pluralidad
de unidades de células Peltier (8).
9. Un dispositivo según la reivindicación 1 o
2, caracterizado porque
la segunda unidad generadora (7) de energía
térmica es una unidad refrigeradora,
el primer lado (8b) de la segunda pluralidad de
unidades de células Peltier (8) que está en contacto con la segunda
placa de contacto (9) es el lado frío de la segunda pluralidad de
unidades de células Peltier (8).
10. Un dispositivo según la reivindicación 1 o
2, caracterizado porque el paso (3c) de la unidad receptora
(3) comprende un serpentín entre la entrada (3a) y la salida del
fluido (3b).
11. Un dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque
la carcasa (1) comprende
un portón de acceso (10) al interior de la
carcasa (1), enfrentado a dicha primera unidad generadora (2) de
energía térmica,
un espacio (11) definido entre dicho portón (10)
y dicha primera unidad generadora (2) en el que se aloja la unidad
receptora extraíble (3),
y porque
la entrada de fluido (3a) de la unidad receptora
(3) comprende un primer conector hueco (12a),
la salida de fluido (3b) de la unidad receptora
(3) comprende un segundo conector hueco (12b),
sobresaliendo dicho primer y dicho segundo
conector hueco (12a,12b) de la superficie de la unidad receptora
(3) opuesta a dicha primera superficie mayor (3e),
presentando el portón (10) un primer orificio
pasante (13a) para el primer conector (12a) y un segundo orificio
pasante (13b) para el segundo conector (12b).
12. Un dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque
la carcasa (1) comprende un compartimento plano
(13) para alojar la unidad receptora (3), comprendiendo dicho
compartimento (13) una abertura de acceso (13a) para la inserción
de la unidad de receptora (3) y estando al menos una pared de dicho
compartimento (3) comprendida por dicha primera placa de contacto
(6); y
la entrada y la salida de fluido (3a,3b) de la
unidad receptora (3) están dispuestas en un mismo lateral de la
unidad receptora (3), de tal forma que, cuando la unidad receptora
(3) está insertada en el compartimento (13), la entrada y la salida
de fluido (3a,3b) son accesibles por dicha boca de acceso (13a).
13. Un dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado porque
la carcasa (1) comprende un compartimento plano
(13) delimitado entre dicha primera (6) y dicha segunda placa de
contacto (9) para alojar la unidad receptora (3), comprendiendo
dicho compartimento (13) una abertura de acceso (13a) para la
inserción de la unidad de receptora (3); y
la entrada y la salida de fluido (3a,3b) de la
unidad receptora (3) están dispuestas en un mismo lateral de la
unidad receptora (3), de tal forma que, cuando la unidad receptora
(3) está insertada en dicho compartimento (13), la entrada y la
salida de fluido (3a,3b) son accesibles por dicha abertura de
acceso (13a).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200402354A ES2264347B1 (es) | 2004-10-04 | 2004-10-04 | Dispositivo para regular la temperatura de un fluido fisiologico. |
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|---|---|---|---|
| ES200402354A ES2264347B1 (es) | 2004-10-04 | 2004-10-04 | Dispositivo para regular la temperatura de un fluido fisiologico. |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2264347A1 true ES2264347A1 (es) | 2006-12-16 |
| ES2264347B1 ES2264347B1 (es) | 2007-11-16 |
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| ES200402354A Expired - Fee Related ES2264347B1 (es) | 2004-10-04 | 2004-10-04 | Dispositivo para regular la temperatura de un fluido fisiologico. |
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Citations (4)
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-
2004
- 2004-10-04 ES ES200402354A patent/ES2264347B1/es not_active Expired - Fee Related
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| ES2264347B1 (es) | 2007-11-16 |
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