ES2269330T3 - Dispositivo para medir la presion de la sangre en un circuito de sangre extracorporeo. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para medir la presión de la sangre en un conducto (44) de un circuito sanguíneo extracorpóreo (42), que comprende una sección para la medición de la presión (46) que tiene un compartimiento (58) que está delimitado por una pared principal (64) y por una pared secundaria (65) enfrentada a la misma, siendo las dos paredes (64, 65) sustancialmente rígidas y paralelas, teniendo la pared principal (64) un orificio (66) que está sellado por un elemento de cierre principal (68), la cara interna (70) del cual está en contacto con la sangre y la cara externa (72) del cual está en contacto con el aire ambiente, siendo posible deformar elásticamente o desplazar todo el elemento de cierre principal (68) a lo largo de un eje de deformación o desplazamiento (A-A), que es sustancialmente perpendicular a su plano general, bajo el efecto de la presión de la sangre, estando diseñado el elemento de cierre principal (68) para acoplarse a un detector de carga (56), de modo que una parte de la cara externa (72) del elemento de cierre principal (68), en su estado de reposo, está en contacto directo o indirecto con el detector de carga (56), que puede medir la fuerza aplicada axialmente a la cara interna (70) del elemento de cierre principal (68) por la presión de la sangre, a fin de calcular a partir de la misma el valor de dicha presión.
Description
Dispositivo para medir la presión de la sangre
en un circuito de sangre extracorpóreo.
La presente invención se refiere a un
dispositivo par medir la presión de la sangre.
Más particularmente, la presente invención se
refiere a un dispositivo para medir la presión de la sangre que se
utiliza en un dispositivo de tratamiento de la sangre extracorpóreo,
en el que la sangre se toma de un paciente a fin de tratarla y
reintroducirla posteriormente en el cuerpo del paciente
(especialmente con el propósito de llevar a cabo una diálisis),
mediante un circuito de sangre extracorpóreo que comprende conductos
y que incluye al menos una sección para medir la presión de la
sangre que circula por un conducto.
En el documento
WO-A-99/13926 se describe un
dispositivo para medir la presión de la sangre en un conducto tal y
como se define en el preámbulo de la reivindicación 1.
Un tipo de sección para la medición de la
presión conocido forma un compartimiento que está delimitado
especialmente por una pared principal y por una pared secundaria
enfrentada a la misma, siendo las dos paredes sustancialmente
rígidas y paralelas; comprendiendo la pared principal un orificio
que está sellado por un elemento de cierre principal, la cara
interna del cual está en contacto con la sangre, y la cara externa
del cual está en contacto con el aire ambiente, siendo posible
deformar elásticamente o desplazar todo el elemento de cierre
principal a lo largo de un eje de deformación o desplazamiento que
es sustancialmente perpendicular a su plano general, bajo el efecto
de la presión de la sangre; estando una parte de la cara externa del
elemento de cierre principal, en su estado de reposo, en contacto
directo o indirecto con el detector de carga, que puede medir la
fuerza aplicada axialmente a la cara interna del elemento de cierre
principal por la presión de la sangre, a fin de calcular a partir de
la misma el valor de dicha presión.
Generalmente, este tipo de dispositivo de
tratamiento de la sangre extracorpóreo comprende una parte de
circuito que está formada por una carcasa o caja, del tipo
"desechable", que incluye conductos que están conectados al
circuito de sangre extracorpóreo.
La sección de medición podrá ser un módulo
adjunto que esté montado en un alojamiento asociado a la
carca-
sa.
sa.
La carcasa está montada en un aparato de soporte
que comprende, por ejemplo, detectores, medios de visualización,
medios de bombeo, una interfaz de control, una unidad de control
electrónica, etc.
En este tipo de dispositivo de tratamiento de
sangre extracorpóreo, la presión debe medirse sin que exista
contacto entre el miembro de medición y la sangre.
Se conocen varios sistemas para llevar a cabo
esta medición de la presión.
En un primer sistema de medición de la presión,
que se muestra en la figura 1, una sección para la medición de la
presión 10 en un conducto 12 comprende una cámara de medición 14, en
la que una membrana 16 o diafragma separa la sangre que fluye por el
conducto 12 del aire contenido en un compartimiento 18.
La membrana 16 se puede deformar a lo largo de
un eje de deformación A-A perpendicular a su plano
general, de modo que se desplaza axialmente según la presión de la
sangre en el conducto 12.
Las posiciones de máxima deformación de la
membrana 16 se muestran en línea discontinua.
El compartimiento de aire 18 está sellado y
cerrado cuando la sección para la medición de la presión 10 está
montada en un aparato de soporte 20.
El aparato de soporte 20 comprende un detector
22 que mide directamente la presión en el compartimiento de aire
18.
Cuando la presión de la sangre cambia, la
membrana se desplaza axialmente hasta una posición de equilibrio, en
la que la presión es igual en cada cara de la membrana 16.
La presión medida por el detector 22 en el
compartimiento de aire 18 es por lo tanto igual a la presión de la
sangre en el conducto 12.
En virtud de una geometría adecuada, y en
particular en virtud de un volumen adecuado del compartimiento 18 y
de una superficie adecuada de la membrana 16, este primer sistema de
medición de la presión hace posible medir, por un lado, las
denominadas presiones de sangre "positivas", que son las
presiones de sangre que son mayores que una presión de referencia,
en este caso la presión atmosférica, y por otro lado, las
denominadas presiones "negativas", que son las presiones de
sangre que son menores que la presión de referencia.
Este sistema de medición funciona correctamente
siempre de que no haya fugas en el compartimiento de aire 18, ya que
de otro modo la membrana 16 se desplaza hacia su tope de extremo y
deja de llevar a cabo la función de transmitir la presión.
El sellado del compartimiento de aire 18 durante
el montaje de la sección para la medición de la presión 10 en el
aparato de soporte 20 es un punto débil del sistema de medición.
En particular, el sellado puede dañarse mientras
el sistema de medición se está utilizando.
En un segundo sistema de medición de la presión,
que se muestra en la figura 2, la sección para la medición de la
presión 10 forma un compartimiento 24 que contiene la sangre y una
pared 26 que incluye un orificio 28 que está sellado por una
membrana flexible 30.
Cuando la sección para la medición de la presión
10 está montada en el aparato de soporte 20, la cara externa de la
parte central de la membrana flexible 30 está en contacto con un
transmisor de carga 32 que está insertado entre la membrana 30 y un
detector de carga 34.
El detector de carga 34 hace posible medir las
fuerzas aplicadas en la cara interna de la membrana 30 debidas al
efecto de la presión de la sangre en el compartimiento 24, cuando la
presión de la sangre es mayor que la presión del aire ambiente.
La presión de la sangre se calcula a partir de
la ecuación:
(1)P =
\frac{F-F_{0}}{S_{a}}
En esta ecuación, F es la fuerza medida por el
detector de carga 34, F_{0} es la fuerza medida en estado de
reposo, es decir, es ausencia de un gradiente de temperatura entre
las dos caras (caras externa e interna) de la membrana 30, y S_{a}
es el área de la superficie activa de la membrana 30.
El área de la superficie activa S_{a} de la
membrana 30 tiene un valor entre el área total de la cara interna de
la membrana 30 en contacto con la sangre y el área de contacto entre
la membrana 30 y el transmisor de carga 32.
Para membranas 30 muy flexibles, la superficie
activa S_{a} es sustancialmente equivalente al área de contacto
entre la membrana 30 y el transmisor de carga 32.
Este sistema de medición hace posible medir una
presión positiva, pero no permite medir una presión negativa.
Esto se debe a que, para presiones negativas, la
membrana 30 tiende a alejarse del transmisor de carga 32. El
detector de carga 34 no puede de este modo seguir midiendo las
fuerzas aplicadas a la membrana 30.
Este sistema ha sido por tanto adaptado para
medir presiones negativas.
A fin de que el detector de carga 34 pueda
seguir midiendo las fuerzas aplicadas a la membrana 30, cuando la
presión de la sangre es negativa, la membrana 30 está fijada en su
desplazamiento axial al transmisor de carga 32.
Por lo tanto, según una realización mejorada del
segundo sistema de medición de presión, que se muestra en la figura
3, la membrana incluye un disco de metal 36 en su cara externa, y el
transmisor de carga 32 incluye un imán 38 en su extremo axial
enfrentado a la membrana 30.
La atracción magnética ejercida por el imán 38
sobre el disco de metal 36 hace posible fijar la membrana 30 en su
desplazamiento axial al transmisor de carga 32.
Cuando la presión es positiva, la membrana 30
ejerce una fuerza axial que empuja contra el transmisor de carga
32.
Cuando la presión es negativa, la membrana 30
ejerce una fuerza axial que estira del transmisor de carga 32.
Este dispositivo para fijar la membrana 30 al
transmisor de carga 32 es caro, ya que requiere de una membrana
especial 30 encajada a un disco de metal 36, y de un transmisor de
carga especial 32 encajado a un imán 38.
El disco de metal 36 debe tener una gran área a
fin de permitir un acoplamiento magnético eficaz.
Además, la membrana 30 experimenta una sacudida
significativa cuando el disco de metal36 "se engancha" al imán
38 del transmisor de carga 32, lo que podría dañar sus
características mecánicas.
El objetivo de la invención es remediar estos
inconvenientes.
Con este propósito, la invención propone un
dispositivo para medir la presión de la sangre en un conducto de un
circuito sanguíneo extracorpóreo, que comprende una sección para la
medición de la presión que tiene un compartimiento que está
delimitado por una pared principal y por una pared secundaria
enfrentada a la misma, siendo las dos paredes sustancialmente
rígidas y paralelas, teniendo la pared principal un orificio que
está sellado por un elemento de cierre principal, la cara interna
del cual está en contacto con la sangre y la cara externa del cual
está en contacto con el aire ambiente, siendo posible deformar
elásticamente o desplazar todo el elemento de cierre principal a lo
largo de un eje de deformación o desplazamiento, que es
sustancialmente perpendicular a su plano general, bajo el efecto de
la presión de la sangre, estando diseñado el elemento de cierre
principal para acoplarse a un detector de carga (56), de modo que
una parte de la cara externa del elemento de cierre principal, en su
estado de reposo, está en contacto directo o indirecto con el
detector de carga, que puede medir la fuerza aplicada axialmente a
la cara interna del elemento de cierre principal por la presión de
la sangre, a fin de calcular a partir de la misma el valor de dicha
presión, caracterizado por el hecho de que la sección para la
medición de la presión comprende:
- -
- en su pared secundaria , enfrentado al orificio de la pared principal, un orificio secundario que está sellado por un elemento de cierre secundario similar al elemento de cierre principal, cuyo eje de deformación o desplazamiento es sustancialmente coincidente con el del elemento de cierre principal, siendo el área de la cara interna del elemento de cierre secundario mayor que el área de la cara interna del elemento de cierre principal, de modo que cuando la presión de la sangre es menor que la presión del aire ambiente el desplazamiento axial del elemento de cierre secundario hacia el elemento de cierre principal es mayor que el desplazamiento axial del elemento de cierre principal hacia el elemento de cierre secundario;
- -
- y comprende, en el compartimiento, un separador de transmisión que, cuando la presión de la sangre y la presión del aire ambiente son sustancialmente iguales, ocupa una posición de reposo en la que está en contacto mediante un primer extremo axial con la cara interna del elemento de cierre principal y, mediante un segundo extremo axial, con la cara interna del elemento de cierre secundario;
de modo que cuando la presión de la
sangre es menor que la presión del aire ambiente, el separador
transmite el desplazamiento axial, en la dirección del detector de
carga, desde el elemento de cierre secundario al elemento de cierre
principal, de modo que el detector de carga puede medir la fuerza
axial resultante a fin de calcular a partir de la misma el valor de
la presión de la
sangre.
Según otras características de la invención:
- -
- la sección para la medición de la presión comprende medios de guía de desplazamiento axial para el separador de transmisión;
- -
- el separador tiene una barra axial provista, al menos en uno de sus extremos axiales, de una placa de soporte axial, cuya cara exterior es adyacente y sustancialmente paralela a la cara interna del elemento de cierre asociado, cuando el separador ocupa su posición de reposo;
- -
- la barra comprende una placa de soporte en cada uno de sus extremos axiales;
- -
- el área de la cara externa de cada placa de soporte es sustancialmente igual al área de la cara interna del elemento de cierre asociado;
- -
- cada uno de los elementos de cierre y cada una de las placas de soporte tienen sustancialmente la forma de un disco;
- -
- la cara interna de la pared principal y la cara interna de la pared secundaria comprenden cada una un reborde, alrededor del elemento de cierre asociado, que se extiende axialmente hacia el interior y que delimita una sección de tubo de guía con un diámetro sustancialmente igual al diámetro de la placa de soporte asociada, a fin de guiar axialmente el separador de transmisión;
- -
- el separador de transmisión está acoplado a uno de los elementos de cierre;
- -
- al menos un elemento de cierre está hecho en una sola pieza con la pared rígida asociada, y el separador de transmisión está hecho en una sola pieza con uno de los elementos de cierre que está hecho en una sola pieza con la pared rígida asociada;
- -
- el separador de transmisión está hecho por moldeado con un elemento de cierre que a su vez está hecho por moldeado con la pared rígida asociada;
- -
- el separador de transmisión está fijado en desplazamiento axial al elemento de cierre secundario;
- -
- el área del elemento de cierre secundario es sustancialmente dos veces el área del elemento de cierre principal;
- -
- la sección para la medición de la presión comprende un detector que identifica la dirección del desplazamiento axial del elemento de cierre secundario, a fin de determinar si la fuerza axial medida por el detector de carga corresponde a una medición de la presión de la sangre que es superior o inferior a la presión del aire ambiente.
Otras características y ventajas de la invención
se expondrán en la siguiente descripción detallada, donde podrá
hacerse referencia para la comprensión de la misma a los dibujos
adjuntos, en los que:
- la figura 1 es una vista esquemática en
sección transversal que muestra un primer tipo de sistema de
medición de presión según el estado de la técnica;
- la figura 2 es una vista, similar a la de la
figura 1, que muestra un segundo tipo de sistema de medición de
presión según el estado de la técnica;
- la figura 3 es una vista, similar a la de la
figura 1, que muestra una mejora en el sistema de medición de
presión de la figura 2, según el estado de la técnica;
- la figura 4 es una vista en perspectiva que
muestra esquemáticamente un dispositivo de tratamiento de sangre
extracorpóreo según lo descrito en la presente invención;
- la figura 5 es una vista superior que muestra
esquemáticamente la caja del dispositivo de la figura 4;
- la figura 6 es una vista, similar a la de la
figura 1, que muestra una sección para la medición de la presión del
dispositivo de la figura 4, según lo descrito en la invención;
- la figura 7 es una vista en perspectiva
esquemática que muestra el separador de transmisión de la sección
para la medición de la presión de la figura 6;
- la figura 8 es una vista, similar a la de la
figura 1, que muestra una variante de la sección para la medición de
la presión de la figura 6, que comprende elementos de cierre
moldeados en sus paredes rígidas asociadas.
En la siguiente descripción se utilizarán las
mismas referencias para indicar los mismos o similares
elementos.
La figura 4 muestra un dispositivo de
tratamiento de sangre extracorpóreo 40 con el propósito de llevar a
cabo una diálisis.
Este dispositivo 40 está diseñado para tomar
sangre de un paciente, para tratarla con el propósito de llevar a
cabo una diálisis, y luego introducirla de nuevo en el cuerpo del
paciente.
Dicho dispositivo 40 comprende un circuito de
sangre extracorpóreo 42 (mostrado aquí solamente en parte) que tiene
conductos 44, y que comprende al menos una sección 46 para medir la
presión de la sangre que fluye por un conducto 44.
En este caso, parte del circuito de sangre
extracorpóreo 42 está formado por una carcasa 48 sustancialmente
paralelepipédica, también llamada caja, que contiene en su grosor
conductos 44 para el flujo de la sangre, que están conectados a
otros conductos 44 del circuito de sangre extracorpóreo 42.
En este caso, la caja 48 comprende dos secciones
de medición de la presión 46 similares, que están incluidas en el
mismo.
La caja 48 está diseñado para montarse en una
placa de soporte 50 de un aparato de diálisis 52 que comprende, en
particular, medios de bombeo 4 para hacer que la sangre fluya por el
circuito 42, y medios para controlar ciertos parámetros del circuito
42, particularmente detectores de carga 56, que se acoplan a las
secciones 46 a fin de controlar la presión en los conductos 44 del
circuito.
La caja 48 está hecho, por ejemplo, mediante el
moldeado de un policarbonato o de otro material adecuado.
En el resto de la descripción, solamente se
describirá una única sección 46.
La sección para la medición de la presión 46,
que se muestra esquemáticamente en la figura 6, forma en este caso
un compartimiento 58 sustancialmente paralelepipédico, que está
insertado entre dos ramificaciones 60, 62 de un conducto 44 y que,
por ejemplo, está moldeado con la caja 48.
Según una realización alternativa (no mostrada)
de la sección para la medición de la presión 46, ésta podrá ser un
módulo fijado a la caja.
El compartimiento 58 está delimitado
especialmente por una pared principal 64 y por una pared secundaria
65, que son sustancialmente rígidas y paralelas.
La pared principal 64 incluye un orificio 66 que
está sellado por un elemento de cierre principal 68, estando la cara
interna 70 del mismo en contacto con la sangre, y estando la cara
externa 72 del mismo en contacto con el aire ambiente.
En el resto de la descripción, se definirá una
orientación axial de manera que siga un eje A-A que
es sustancialmente perpendicular al plano general de la pared
principal 64, y que pasa a través del centro del orificio 66.
Cuando la caja 48 está montada en su placa de
soporte 50, la pared principal 64 de la sección para la medición de
la presión 46 está diseñada quedar ubicada enfrentada a la placa de
soporte 50, de modo que el elemento de cierre principal 68 quede
enfrentado a un detector de carga 56.
La figura 5 muestra la caja 48 vista desde el
lado de la pared principal 64.
En este caso, el elemento de cierre principal 68
es una membrana flexible que tiene una forma sustancialmente de
disco.
En la figura 6, la membrana principal 68 tiene
una moldura 74 perimetral con forma de toro, para su montaje en una
ranura anular 76 complementaria practicada en la cara externa 78 de
la pared principal 64, cerca del orificio 66.
Un anillo de retención 80 está fijado, por
ejemplo, mediante una unión adhesiva, a la cara externa 78 de la
pared principal 64, sobre la moldura 74 con forma de toro, a fin de
retener axialmente la membrana principal 68.
Se puede deformar toda la membrana principal 68
a lo largo de un eje de deformación A-A que es
sustancialmente perpendicular a su plano general, bajo el efecto de
la presión de la sangre.
Cuando la membrana 68 está en su estado de
reposo, es decir, cuando no está deformada, dado que la presión de
la sangre es sustancialmente igual a la presión del aire ambiente,
la parte central de su cara externa 72 está en contacto con un
transmisor de carga 82, que a su vez está unido a un detector de
carga 56.
El detector de carga 58 mide la fuerza aplicada
axialmente a la cara interna 70 de la membrana principal 68 por la
presión de la sangre, a fin de calcular a partir de la misma el
valor de dicha presión.
Ventajosamente, el detector de carga 56 es del
tipo de galga extensiométrica.
Cabe destacar que cuando el sistema está en
estado de reposo, la membrana principal 68 está ligeramente tensada,
es decir, deformada elásticamente, por el transmisor de fuerza 82,
mediante una fuerza de presión axial inicial F_{0}, a fin de
garantizar el contacto entre la membrana principal 68 y el
transmisor de fuerza 82.
Según lo descrito en la invención, el
compartimiento 58 comprende, en su pared secundaria 65, enfrentado
al orificio 66 de la pared principal 64, un orificio secundario 84
que está sellado por un elemento de cierre secundario 86 similar al
elemento de cierre principal 68, en este caso, por una membrana
flexible secundaria.
La membrana secundaria 86 está unida a la cara
externa 88 de la pared secundaria 65 de manera similar a la membrana
principal 68, mediante un anillo de retención secundario 90.
Ventajosamente, el anillo secundario 90 está
casi cerrado, lo que hace posible proteger la membrana secundaria
86, y por lo tanto incluye un orificio central 91 de diámetro
reducido.
El orificio central 91 hace posible poner en
contacto la cara externa 93 de la membrana secundaria 86 con el aire
ambiente.
El eje de deformación A-A de la
membrana secundaria 86 coincide sustancialmente con el de la
membrana principal 68.
El área de la cara interna 92 de la membrana
secundaria 86 es mayor que el área de la cara interna 70 de la
membrana principal 68, de modo que, cuando la presión de la sangre
es menor que la presión del aire ambiente, la deformación axial de
la membrana secundaria 86 en la dirección de la membrana principal
68 es mayor que la deformación axial de la membrana principal 68 en
la dirección de la membrana secundaria 86.
El compartimiento 58 también comprende un
separador de transmisión 94 que está insertado axialmente entre las
dos membranas 68, 86.
Cuando la presión de la sangre y la presión del
aire ambiente son sustancialmente iguales, el separador 94 ocupa una
posición de reposo en la que está en contacto, mediante un extremo
axial principal 96, con la cara interna 70 de la membrana principal
68 y, mediante un extremo axial secundario 98, con la cara interna
92 de la membrana secundaria 86.
En este caso, el separador 94 tiene una forma
general de "carrete", tal y como se muestra en la figura 7.
El separador comprende una barra axial 100 que
está encajada, en cada uno de sus extremos axiales, a una placa de
soporte axial 96, 98 o placa de extremo, la cara externa 102, 104 de
la cual es adyacente y sustancialmente paralela a la cara interna
70, 92 de la membrana asociada 68, 86 cuando el separador 94 está en
su posición de reposo.
Cada placa de soporte 96, 98 tiene en este caso
la forma general de un disco, cuyo diámetro es sustancialmente igual
al diámetro de la cara interna 70, 92 de la membrana asociada 68,
86.
Ventajosamente, la cara interna 106 de la pared
principal 64 y la cara interna 108 de la pared secundaria 65 tienen
cada una un reborde 110, 112, alrededor del orificio asociado 66,
84, que se extiende axialmente hacia el interior y que delimita una
sección de tubo de guía con un diámetro sustancialmente igual al
diámetro de la placa de soporte asociada 96, 98 del separador 94, a
fin de guiar axialmente el separador de transmisión 94.
El guiado axial del separador 94 permite evitar
que quede desviado transversalmente, o alrededor de un eje de
rotación que es sustancialmente transversal respecto a un eje de
deformación A-A de las membranas 68, 86.
Cabe destacar que el separador 94 está hecho,
preferiblemente mediante el moldeado de un material ligero, por
ejemplo de policarbonato o polipropileno.
Cuando la presión de la sangre en el
compartimiento 58 es mayor que la presión del aire ambiente, es
decir, cuando la presión se denomina "positiva", el separador
94 no afecta al funcionamiento de las membranas 68, 86, ya que las
dos membranas 68, 86 se deforman axialmente hacia el exterior,
separándose del separador 94, aplicando la membrana principal 68 una
fuerza de presión axial principal F_{p} contra el transmisor de
fuerza 82.
De este modo, el valor absoluto de la fuerza
principal F_{p} puede expresarse tal como sigue:
(2)F_{p} =
F_{0} + p \cdot
S_{p}
En esta ecuación (2), F_{0} es la fuerza de
presión axial inicial medida mediante el detector de carga en la
posición de reposo del sistema de medición de presión, p es la
diferencia entre la presión de la sangre y la presión del aire
ambiente que se aplican a las membranas 68, 86, y S_{p} es el área
de la superficie activa de la membrana principal 68.
Cuando la presión de la sangre en el
compartimiento 58 es menor que la presión del aire ambiente, es
decir, cuando la presión se denomina "negativa", las dos
membranas 68, 86 tienden a deformarse axialmente hacia el interior
del compartimiento 58.
La membrana principal 68 ejerce de este modo una
fuerza de presión axial principal F_{p} en la cara externa 102 de
la placa principal 96, dirigida hacia la membrana secundaria 86, y a
continuación la membrana secundaria 86 ejerce una fuerza de presión
axial principal F_{s} en la cara externa 104 de la placa
secundaria 98, dirigida hacia la membrana principal 68.
Las dos fuerzas F_{p}, F_{s} son por lo
tanto de dirección opuesta.
El valor absoluto de la fuerza principal F_{p}
puede expresarse tal como sigue:
(3)F_{p} = p
\cdot
S_{p}
En esta ecuación (3), p es la diferencia entre
la presión de la sangre y la presión del aire ambiente que se
aplican a las membranas 68, 86, y S_{p} es el área de la
superficie activa de la membrana principal 68.
El valor absoluto de la fuerza secundaria
F_{s} puede expresarse de manera similar a la ecuación (3) tal
como
sigue:
sigue:
(4)F_{s} = p
\cdot S_{s}
En esta ecuación (4), S_{s} es el área de la
superficie activa de la membrana secundaria 86.
Por diseño, el área S_{s} de la superficie
activa de la membrana secundaria 86 es mayor que el área S_{p} de
la superficie activa de la membrana principal 68.
La fuerza secundaria F_{s} es por lo tanto
mayor que la fuerza principal F_{p}.
Ventajosamente, se escoge una superficie activa
secundaria S_{s} cuya área es igual a dos veces el área de la
superficie activa principal S_{p}.
\newpage
El valor absoluto de la fuerza secundaria
F_{s} puede expresarse por lo tanto tal como sigue:
(5)F_{s} = 2p
\cdot
S_{p}
El valor absoluto de la fuerza axial resultante
F_{r}, que se aplica al transmisor de carga 82, y que se dirige
desde la membrana principal 68 hacia el detector de carga 56, se
expresa por tanto tal como sigue:
(6)F_{r} =
F_{0} + F_{s} - F_{p} = F_{0} + p \cdot
S_{p}
En esta ecuación, F_{0} es la fuerza de
presión axial inicial, o fuerza de tensión previa, que se mide
mediante el detector de carga en el estado de reposo del sistema de
medición de presión.
En consecuencia, para la misma diferencia de
presión p, la fuerza resultante F_{r} de la ecuación (6) y la
fuerza principal F_{p} de la ecuación (2) son iguales.
Para la misma diferencia de presión p, sea cual
sea la dirección de la variación de la presión, el detector de carga
56 medirá un valor idéntico de la fuerza F_{r}, y por lo tanto
calculará a partir de la misma un mismo valor de la presión de la
sangre.
Cabe destacar que el separador 94 permite
transmitir la fuerza resultante F_{r} a la membrana principal 68,
y por lo tanto al transmisor de carga 82.
También cabe destacar que el detector de carga
56 no es capaz de determinar si la fuerza de presión axial que mide
corresponde a una presión de la sangre negativa o positiva.
Según una realización alternativa de la
invención (no mostrada), hay un detector adicional ubicado cerca de
la parte central de la pared externa 93 de la membrana secundaria
86, a fin de detectar, por ejemplo, una posible deformación axial de
la membrana secundaria 86 hacia el exterior.
Si el detector adicional detecta dicha
deformación axial, se puede deducir que la fuerza medida por el
detector de carga 56 corresponde a una presión positiva, asimismo,
también puede deducirse que la fuerza medida por el detector de
carga 56 corresponde a una presión negativa.
Se ha comprobado que cuanto mayor es la
diferencia entre el área de la cara interna 70 de la membrana
principal 68 y el área de la cara interna 92 de la membrana
secundaria 86, más aumenta la sensibilidad y la eficacia de la
medición de la presión negativa.
Sin embargo, el área de la cara interna 70 de la
membrana principal 68 no debería ser demasiado pequeña, ya que de
otro modo la capacidad mecánica de deformación axial de la membrana
principal 68 disminuye, y la sensibilidad de la membrana principal
68 a la fuerza resultante F_{r} transmitida por el separador 94
disminuye.
Según una realización alternativa de la
invención (no mostrada), una de las placas de soporte 96, 98 del
separador de transmisión 94 está unida mediante medios conocidos a
la membrana asociada 68, 86, por ejemplo, mediante una unión por
adhesivo.
Cabe destacar que el separador de transmisión 94
no debería estar unido a las dos membranas 68, 86, ya que de otro
modo, en el caso de una presión positiva, la membrana secundaria 86
haría que la membrana 68 se desplazase axialmente hacia el exterior,
en el lado opuesto al transmisor de carga 82, lo que distorsionaría
las mediciones llevadas a cabo por el detector de carga 56.
La figura 8 muestra una realización alternativa
de la invención, en la que los elementos de cierre 68, 86 de los
orificios 66, 84 de la pared principal 64 y la pared secundaria 65,
respectivamente, están hechos cada uno en una sola pieza con la
pared asociada 64, 65.
En este caso, cada elemento de cierre 68, 86
comprende una pastilla central rígida 114, 116, que está delimitada
por una zona anular periférica fina 118, 120 con un grosor axial
menor que el grosor axial de la pared rígida 64, 65 asociada, a fin
de formar una zona deformable elásticamente.
Por lo tanto, bajo el efecto de la presión de la
sangre en el compartimiento 58, y en virtud de la deformación
elástica de su zona fina 117, 120, cada pastilla central 114, 116 se
puede desplazar a lo largo de un eje de desplazamiento que es
sustancialmente perpendicular al plano general de la pastilla 114,
116, y que se corresponde con el eje de deformación
A-A de las membranas 68, 86 de la realización
mostrada en la figura 6.
En su estado de reposo, la cara externa 72 de la
pastilla central 114 del elemento de cierre principal 68, o pastilla
principal 114, está en contacto con el transmisor de carga 82.
\newpage
Ventajosamente, el separador de transmisión 94
está hecho en una sola pieza, en este caso mediante moldeado, con la
pastilla central 116 del elemento de cierre secundario 86 o pastilla
secundaria 116.
En la realización aquí mostrada, el separador de
transmisión 94 tiene la forma de un dedo troncocónico, cuya base 98
está moldeada en una cara interna 92 de la pastilla secundaria 116,
y cuyo extremo axial libre 96 se soporta axialmente contra la cara
interna 70 de la pastilla principal 114, cuando el sistema está en
su estado de reposo.
Por supuesto, las diferentes características que
se han descrito anteriormente pueden combinarse sin apartarse del
ámbito de la presente invención.
Claims (13)
1. Dispositivo para medir la presión de la
sangre en un conducto (44) de un circuito sanguíneo extracorpóreo
(42), que comprende una sección para la medición de la presión (46)
que tiene un compartimiento (58) que está delimitado por una pared
principal (64) y por una pared secundaria (65) enfrentada a la
misma, siendo las dos paredes (64, 65) sustancialmente rígidas y
paralelas, teniendo la pared principal (64) un orificio (66) que
está sellado por un elemento de cierre principal (68), la cara
interna (70) del cual está en contacto con la sangre y la cara
externa (72) del cual está en contacto con el aire ambiente, siendo
posible deformar elásticamente o desplazar todo el elemento de
cierre principal (68) a lo largo de un eje de deformación o
desplazamiento (A-A), que es sustancialmente
perpendicular a su plano general, bajo el efecto de la presión de la
sangre, estando diseñado el elemento de cierre principal (68) para
acoplarse a un detector de carga (56), de modo que una parte de la
cara externa (72) del elemento de cierre principal (68), en su
estado de reposo, está en contacto directo o indirecto con el
detector de carga (56), que puede medir la fuerza aplicada
axialmente a la cara interna (70) del elemento de cierre principal
(68) por la presión de la sangre, a fin de calcular a partir de la
misma el valor de dicha presión,
caracterizado por el hecho de que la
sección para la medición de la presión (46) comprende:
- -
- en su pared secundaria (65), enfrentado al orificio (66) de la pared principal (64), un orificio secundario (84) que está sellado por un elemento de cierre secundario (86) similar al elemento de cierre principal (68), cuyo eje de deformación o desplazamiento (A-A) es sustancialmente coincidente con el del elemento de cierre principal (68), siendo el área de la cara interna (92) del elemento de cierre secundario (86) mayor que el área de la cara interna (70) del elemento de cierre principal (68), de modo que cuando la presión de la sangre es menor que la presión del aire ambiente el desplazamiento axial del elemento de cierre secundario (86) hacia el elemento de cierre principal (68) es mayor que el desplazamiento axial del elemento de cierre principal (68) hacia el elemento de cierre secundario (86);
- -
- y comprende, en el compartimiento (58), un separador de transmisión (94) que, cuando la presión de la sangre y la presión del aire ambiente son sustancialmente iguales, ocupa una posición de reposo en la que está en contacto mediante un primer extremo axial (96) con la cara interna (70) del elemento de cierre principal (68) y, mediante un segundo extremo axial (98), con la cara interna (92) del elemento de cierre secundario (86);
de modo que cuando la presión de la
sangre es menor que la presión del aire ambiente, el separador (94)
transmite el desplazamiento axial, en la dirección del detector de
carga (56), desde el elemento de cierre secundario (86) al elemento
de cierre principal (68), de modo que el detector de carga (56)
puede medir la fuerza axial resultante a fin de calcular a partir de
la misma el valor de la presión de la
sangre.
2. Dispositivo, según la reivindicación
anterior, caracterizado por el hecho de que la sección para
la medición de la presión (46) comprende medios de guía de
desplazamiento axial (110, 112) para el separador de transmisión
(94).
3. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que el separador (94) tiene una barra axial (100) provista, al menos
en uno de sus extremos axiales, de una placa de soporte axial (96,
98), cuya cara exterior (102, 104) es adyacente y sustancialmente
paralela a la cara interna (70, 92) del elemento de cierre asociado
(68, 86), cuando el separador (94) ocupa su posición de reposo.
4. Dispositivo, según la reivindicación
anterior, caracterizado por el hecho de que la barra (100)
comprende una placa de soporte (96, 98) en cada uno de sus extremos
axiales.
5. Dispositivo, según las reivindicaciones
3 o 4, caracterizado por el hecho de que el área de la cara
externa (102, 104) de cada placa de soporte (96, 98) es
sustancialmente igual al área de la cara interna (70, 92) del
elemento de cierre asociado (68, 86).
6. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 5, caracterizado por el hecho de que
cada uno de los elementos de cierre (68, 86) y cada una de las
placas de soporte (96, 98) tienen sustancialmente la forma de
un
disco.
disco.
7. Dispositivo, según la reivindicación
anterior, tomada en combinación con la reivindicación 2,
caracterizado por el hecho de que la cara interna (106) de la
pared principal (64) y la cara interna (108) de la pared secundaria
(65) comprenden cada una un reborde (110, 112), alrededor del
elemento de cierre asociado (68, 86), que se extiende axialmente
hacia el interior y que delimita una sección de tubo de guía con un
diámetro sustancialmente igual al diámetro de la placa de soporte
asociada (96, 98), a fin de guiar axialmente el separador de
transmisión
(94).
(94).
8. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que el separador de transmisión (94) está acoplado a uno de los
elementos de cierre (68, 86).
\newpage
9. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que al
menos un elemento de cierre (68, 86) está hecho en una sola pieza
con la pared rígida asociada (64, 65), y por el hecho de que el
separador de transmisión (94) está hecho en una sola pieza con uno
de los elementos de cierre (68, 86) que está hecho en una sola pieza
con la pared rígida asociada (64, 65).
10. Dispositivo, según la reivindicación
anterior, caracterizado por el hecho de que el separador de
transmisión (94) está hecho por moldeado con un elemento de cierre
(86) que a su vez está hecho por moldeado con la pared rígida
asociada (65).
11. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 10, caracterizado por el hecho de que el
separador de transmisión (94) está fijado en desplazamiento axial al
elemento de cierre secundario (86).
12. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que el área del elemento de cierre secundario (86) es
sustancialmente dos veces el área del elemento de cierre principal
(68).
13. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que la sección para la medición de la presión (46) comprende un
detector que identifica la dirección del desplazamiento axial del
elemento de cierre secundario (86), a fin de determinar si la fuerza
axial medida por el detector de carga (56) corresponde a una
medición de la presión de la sangre que es superior o inferior a la
presión del aire ambiente.
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