ES2321101T3 - Valvulas de suministro de gas hiperpolarizadas compatibles mri/nmr para ventiladores y procedimientos de suministro de gas asociados. - Google Patents
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Abstract
Una válvula (10) de suministro de gas para un ventilador configurada para suministrar gas hiperpolarizado a un sujeto, comprendiendo la válvula (10) de suministro de gas: un cuerpo (10b) de válvula que tiene al menos un trayecto (10f) de flujo de gas que se extiende entre al menos una lumbrera (31, 33) de entrada de gas y al menos una lumbrera (35) de salida de gas y al menos un receptáculo (10r) de carrete, estando una de las al menos una lumbrera (31, 33) en comunicación de fluido con una fuente de gas hiperpolarizado; estando dispuesto al menos un miembro (20) de carrete (20) en un receptáculo respectivo del al menos un receptáculo (10r) de carrete del citado cuerpo (10b) de válvula, estando configurado y dimensionado el citado miembro (20) de carrete para cooperar con el citado cuerpo (10b) de válvula para abrir y cerrar selectivamente el al menos un trayecto (10f) de flujo de gas; y al menos una lumbrera de fluido piloto en comunicación de fluido con el citado receptáculo (10r) de carrete, en el que, durante la operación, una señal de impulsión de mando que tiene una presión y una duración asociadas se transmite a la citada lumbrera de fluido piloto para forzar de esta manera a que el citado carrete (20) se traslade una distancia de actuación en una dirección predeterminada en el citado receptáculo (10r) del cuerpo de válvula para abrir/cerrar el al menos un trayecto (10f) de flujo de gas.
Description
Válvulas de suministro de gas hiperpolarizadas
compatibles MRI/NMR para ventiladores y procedimientos de suministro
de gas asociados.
\global\parskip0.900000\baselineskip
La presente invención se refiere al suministro a
sujetos de gases nobles polarizados para realizar evaluaciones
utilizando espectroscopia por NMR y/o formación de imágenes por
resonancia magnética ("MRI").
Los gases nobles inertes polarizados pueden
producir imágenes por MRI mejoradas de ciertas áreas y regiones del
cuerpo en las que hasta la presente se han producido imágenes no
satisfactorias en esta modalidad. Se ha encontrado que el helio 3
("^{3}He") y el xenón 129 ("^{129}Xe") polarizados son
particularmente adecuados para este propósito. Desgraciadamente, el
estado polarizado de los gases es sensible al manejo y a las
condiciones ambientales y por lo tanto pueden decaer,
indeseablemente, desde el estado polarizado con relativa
velocidad.
Se utilizan hiperpolarizadores para producir y
acumular gases nobles polarizados. Los hiperpolarizadores mejoran
artificialmente la polarización de ciertos núcleos de gases nobles
(tales como ^{129}Xe ó ^{3}He) respecto a los niveles natural o
de equilibrio, es decir, la polarización Boltzmann. Un
incremento tal es deseable debido a que mejora e incrementa la
intensidad de la señal MRI, permitiendo que los médicos obtengan
mejores imágenes de la sustancia en el cuerpo. Véanse los
documentos de patentes norteamericanas números 5.545.396;
5.642.625; 5.809.801; 6.079.213, y 6.295.834.
Con el fin de producir el gas hiperpolarizado,
el gas noble es mezclado típicamente con vapores metálicos
alcalinos bombeados ópticamente, tal como el rubidio ("Rb").
Estos vapores metálicos bombeados ópticamente chocan con los
núcleos de los gases nobles e hiperpolarizan el gas noble por medio
de un fenómeno conocido como "intercambio de espín". El
"bombeo óptico" del vapor metálico alcalino es producido
irradiando el vapor metálico alcalino con luz polarizada
circularmente en la longitud de onda de la primera resonancia
principal del metal alcalino (por ejemplo, 795 nm para el Rb).
Establecido de una manera general, los átomos en estado básico son
excitados, a continuación posteriormente decaen al estado básico.
Bajo un campo magnético modesto de 1 mT (10 Gauss), el ciclo de los
átomos entre los estados básico y excitado puede producir casi el
100% de polarización de los átomos en unos pocos microsegundos. La
polarización generalmente es efectuada por las características del
electrón de valencia único del metal alcalino. En presencia de gases
nobles de espín nuclear no cero, los átomos del vapor metálico
alcalino pueden chocar con los átomos del gas noble de una manera en
la cual la polarización de los electrones de valencia es
transferida a los núcleos del gas noble por medio de un
"intercambio de espín" por salto de espín mutuo. Después de que
el intercambio de espín haya sido completado, el gas
hiperpolarizado típicamente se separa del metal alcalino antes de la
administración a un paciente (para formar un producto no tóxico
aceptable farmacéuticamente). Desgraciadamente, durante la
producción y/o durante y después de la recogida, el gas
hiperpolarizado puede deteriorarse o decaer relativa rápidamente
(pierde su estado hiperpolarizado) y por lo tanto debe ser
manejado, recogido, transportado y almacenado cuidadosamente.
En el pasado, varios investigadores han
utilizado ventiladores compatibles con un gas hiperpolarizado para
suministrar gas polarizado a sujetos para la formación de imágenes
con gases nobles hiperpolarizados tales como el helio y el xenón.
Por ejemplo, Hedlund et al., en un ventilador compatible con
la MRI para animales pequeños; ventilación controlada por
ordenador para la formación de imágenes con protones y con un gas
noble, en el documento "18 Formaciones de Imágenes por Resonancia
Magnética", páginas. 753-759 (2000), establece
que los ventiladores han sido utilizados rutinariamente en sus
laboratorios durante un cierto número de años. Véase también el
documento de Hedlund et al., en la Reunión Internacional de
la American Thoracic Society 1998 (Chicago, 1998), "Microscopia
tridimensional por MR de las dinámicas pulmonares", Sociedad de
Resonancia Magnética (Nueva York, NY, 1996); y un póster presentado
por Hedlund et al. en la Reunión Internacional de 1998 de la
American Thoracic Society 1998 (Chicago, 1998), titulado "MRI
de vías respiratorias pulmonares con helio hiperpolarizado; un
ventilador controlado por ordenador para la formación de imágenes
con suministro de gas sincronizado en estudios de animales"
(que describe la tecnología de los ventiladores). Además, Black y
sus colaboradores han utilizado un ventilador compatible con un gas
hiperpolarizado para generar lo que se cree que son las primeras
imágenes por RM in vivo con ^{3}He hiperpolarizado en
pulmones de cobayas. Véase. Black et al., Imágenes por MR de
He-3 In vivo de pulmones de cobayas,
Radiology, 199 (3), páginas 867-870 (1996).
Desgraciadamente, las válvulas utilizadas para controlar el
suministro de gases polarizados en el pasado han estado limitadas
por uno o más de lo que sigue: tiempos de respuesta lentos, caudales
relativamente limitados, y/o velocidades de respiración limitadas
(aproximadamente 120 respiraciones por minuto (BPM)).
A pesar de lo que antecede, sigue existiendo la
necesidad de proporcionar configuraciones de válvulas mejoradas para
el suministro de ventilación de un gas hiperpolarizado.
La presente invención proporciona válvulas
mejoradas de suministro de gas hiperpolarizado compatible con MRI,
que utilizan configuraciones de carrete.
\global\parskip1.000000\baselineskip
En realizaciones particulares, la configuración
de válvula utiliza carretes múltiples para suministrar
secuencialmente de manera controlable a un sujeto, para la
inhalación, una pluralidad de gases, tales como un gas
hiperpolarizado y un gas no polarizado. La válvula de carretes
múltiples puede estar configurada para seleccionar controlablemente
entre tres o más trayectos de flujo que permiten trayectos de flujo
para la inhalación, exhalación y contención de la respiración, así
como el suministro de diferentes formulaciones de gases.
En operación, la configuración de válvula del
carrete puede utilizar una señal de gas piloto de mando con una
presión comprendida entre aproximadamente 200-400
Pa. Además, las válvulas del carrete pueden estar configuradas para
reaccionar a la presión piloto con un tiempo de respuesta
relativamente corto, tal como inferior a aproximadamente 50 ms, y
típicamente en aproximadamente 40 ms (que es menor de
aproximadamente la mitad del tiempo de respuesta de las válvulas de
tipo diafragma) para alterar el trayecto de flujo de la válvula y
transmitir el gas deseado al sujeto. En ciertas realizaciones, la
válvula está configurada para operar con una respiración o
velocidad de respiración (respiraciones por minuto o "BPM") de
al menos 150 BPM, típicamente hasta al menos 180 BPM, y en
ciertas realizaciones, aproximadamente 200 BPM o más. De esta
manera, en ciertas realizaciones, la válvula de suministro de gas
puede proporcionar un tiempo de respuesta rápido para una BPM
elevada con una relación de inhalación/exhalación baja.
Las válvulas de suministro de gas que utilizan
al menos un carrete para actuar al menos un trayecto de gas en un
cuerpo de válvula pueden estar adecuadas particularmente para
ventiladores para pequeños animales utilizados durante la
espectroscopia NMR y/o sesiones de formación de imágenes por MRI.
Las válvulas de suministro de gas pueden proporcionar tiempos de
respuesta rápidos, lo cual puede ser particularmente adecuado para
su utilización en situaciones en las que el sujeto está ventilado a
una velocidad de respiración BPM elevada con una relación baja de
inhalación/exhalación (I/E). La relación I/E es el tiempo de
inspiración respecto al tiempo de expiración, inspiración es el
tiempo en el cual el gas es proporcionado al animal (u otro sujeto)
mientras que la expiración es el tiempo durante el cual el animal
(u otros sujeto) está exhalando. Por lo tanto, una elevada BPM, tal
como aproximadamente 180 BPM, significa que cada respiración dura
333 mm. Una I/E de 20/80 significa que el dispositivo tiene 67 ms
para suministrar el volumen deseado al animal (u otro sujeto). La
velocidad a la cual se abre la válvula puede ser importante, cuanto
más rápido será la BPM, menor tiempo tiene la válvula para abrir y
suministrar la cantidad deseada de gas al animal (u otro
sujeto).
La relación I/E típicamente se encuentra
aproximadamente de 30/70 a 60/40, pero puede variar fuera de este
intervalo, dependiendo del resultado deseado. La relación I/E y la
BPM puede estar fijadas sustancialmente durante la respiración
"normal" (de no formación de imágenes). La BPM y la relación
I/E se pueden ajustar para que sean diferentes para las
respiraciones de formación de imágenes (gas hiperpolarizado), pero
una vez que la toma de imágenes ha terminado, estos parámetros de
operación pueden volver a los parámetros de respiración
"normal".
También se hace notar que 180 BPM puede ser un
rango superior para muchas especies de animales pequeños y en
ciertas realizaciones, el ventilador puede operar a una velocidad
inferior. Los parámetros operativos se basan en las especies/peso
de los animales. Por ejemplo, los ratones utilizan una BPM más
rápida que los conejos. La relación I/E puede cambiar entre
animales pero típicamente se mantendrá en el rango que se ha
mencionado más arriba.
La válvula de suministro de gas para un
ventilador está configurada para suministrar gas hiperpolarizado a
un sujeto e incluye: (a) un cuerpo de válvula que tiene al menos un
trayecto de gas que se extiende entre al menos una lumbrera de
entrada de gas y al menos una lumbrera de salida de gas y al menos
un receptáculo de carrete (o orificio), estando una de las al menos
una lumbrera de entrada de gas en comunicación de fluido con una
fuente de gas hiperpolarizado; (b) al menos un miembro de carrete
dispuesto en un receptáculo respectivo de los citados al menos un
receptáculo de carrete del citado cuerpo de válvula, estando
configurado y dimensionado el citado miembro de carrete para
cooperar con el citado cuerpo de válvula para abrir y cerrar
selectivamente el al menos un trayecto de gas; y (c) al menos una
lumbrera de fluido piloto en comunicación de fluido con el citado
receptáculo de carrete. En operación, una señal de impulso de mando
de fluido piloto que tiene asociada una presión y una duración, es
transmitida a la citada lumbrera de fluido piloto forzando al citado
carrete para que se traslade una distancia de actuación en una
dirección predeterminada en el citado receptáculo de cuerpo de
válvula, para abrir y/o cerrar de esta manera el al menos un
trayecto de flujo de gas.
En ciertas realizaciones, la presente invención
puede proporcionar una actuación relativamente rápida de un carrete
de doble actuación utilizando un único impulso de aire piloto para
actuar el o los carretes en la válvula, permitiendo que la presión
piloto sobre los mismos sea liberada entre impulsos alternativos de
aire piloto para conmutar entre inhalar y exhalar. El carrete puede
ser actuado durante la elevación (porción inicial) del perfil o
curva de respuesta de presión.
Lo que antecede y otros objetos y aspectos de la
presente invención se explican en detalle en la presente memoria
descriptiva y a continuación.
La figura 1 es un diagrama de bloque de
operaciones que pueden ser realizadas de acuerdo con realizaciones
de la presente invención.
Las figuras 2A y 2B son vistas esquemáticas de
una válvula de carrete configurada para operar como respuesta al
gas piloto para definir un trayecto de flujo respectivo de los dos
seleccionables de acuerdo con realizaciones de la presente
invención.
La figura 3 es una vista recortada de una
válvula de suministro de gas con múltiples carretes de acuerdo con
realizaciones de la presente invención.
Las figuras 4A-4H son
ilustraciones esquemáticas de diferentes posiciones de una
configuración de válvula de tres carretes de acuerdo con
realizaciones de la presente invención.
La figura 5 muestra tres componentes del carrete
de la presente invención.
Las figuras 6A-6C son
ilustraciones esquemáticas de una válvula de suministro de gas de la
técnica anterior que utiliza una configuración de diafragma.
La figura 7 es un gráfico de la presión en
función del tiempo (ms) que ilustran la respuesta de una
configuración de diafragma de una válvula de suministro de gas de la
técnica anterior.
La figura 8 es un gráfico de presión respecto a
tiempo (ms) de la respuesta de una válvula del carrete de
conmutación de acuerdo con realizaciones de la presente
invención.
La presente invención se describirá más
completamente aquí y a continuación con referencia a las figuras que
se acompañan, en las cuales se muestran realizaciones preferentes
de la invención. Esta invención, definida en las reivindicaciones,
puede sin embargo ser realizada en muchas formas diferentes y no se
debe considerar como limitada a las realizaciones establecidas en
la presente memoria descriptiva. Los mismos números indican los
mismos elementos. En los dibujos, las capas, regiones o componentes
pueden ser representados exagerados por motivos de claridad. En las
figuras, las líneas discontinuas indican características opcionales,
a no ser que se describa de otra manera.
En la descripción de la presente invención que
sigue, ciertas expresiones pueden ser utilizadas para referirse a
la relación de posición de ciertas estructuras en relación con otras
estructuras. Como se utiliza la presente memoria descriptiva, la
expresión "hacia delante" y sus derivados se refieren a la
dirección general en la que el gas objetivo o la mezcla de gas
objetivo se desplaza cuando se mueve a través del sistema
hiperpolarizador; esta expresión pretende ser sinónimo de la
expresión "aguas abajo" que a menudo se utiliza en los
entornos de fabricación para indicar que ciertos materiales sobre
los que se está actuando se encuentran más allá a lo largo del
proceso de fabricación que otros materiales. De manera consecuente,
las expresiones "hacia atrás" y "aguas arriba" y sus
derivados se refieren a las direcciones opuestas, respectivamente,
respecto de las direcciones hacia adelante y aguas abajo.
También, como se describe en la presente memoria
descriptiva, los gases polarizados son producidos y recogidos y, en
realizaciones particulares, pueden ser solidificados, descongelados,
utilizados solos y/o combinados con otros constituyentes, para las
aplicaciones de espectroscopia por MRI y/o por NMR. Por facilidad de
descripción, la expresión "gas polarizado solidificado"
significa que el gas polarizado ha sido congelado al estado sólido.
La expresión "gas polarizado líquido" significa que el gas
polarizado ha sido o está siendo licuado a un estado líquido. Por
lo tanto, aunque cada expresión incluye la palabra "gas", ésta
palabras es utilizada para denominar y seguir descriptivamente el
gas que es producido por un hiperpolarizador para obtener un
producto de "gas" polarizado. Por lo tanto, como se utiliza la
presente memoria descriptiva, la expresión "gas" o "gas
objetivo" se han utilizado en ciertos lugares para indicar
descriptivamente un producto de gas noble hiperpolarizado y se
puede utilizar con modificadores tales como "sólido",
"solidificado", y "líquido" para describir el estado o la
fase de ese producto. Como también se usa en la presente memoria
descriptiva, la expresión "gas polarizado" incluye al menos un
gas polarizado de interés (tal como, pero no limitado a, ^{3}He
y/o ^{129}Xe) y puede incluir uno o más constituyentes tales como
otros gases portadores, de mezcla o tampones. Además, las
expresiones "polarizar", "polarizador", "polarizado",
y similares se utilizan de manera intercambiable con las
expresiones "hiperpolarizar", "hiperpolarizador",
"hiperpolarizado", y similares.
Las válvulas de suministro de gas contempladas
por la presente invención se pueden utilizar en cualquier sistema
ventilador para sujetos objetivo y son compatibles con gas
hiperpolarizado en los procedimientos por NMR y/o MRI. Estas
válvulas se han utilizado en sistemas de ventiladores compatibles
con gases no hiperpolarizados, tal como ha sido informado por
Rosenthal y Li (J. Appl. Physiol. 1993; 83(5):
1768-74), aunque no específicamente para el
suministro de gas. "Sujetos", de acuerdo con la presente
invención, pueden ser cualquier sujeto animal, y preferiblemente
son seres mamíferos (humanos, canes, felinos, bovinos, caprinos,
ovinos, equinos, roedores, porcinos y/o lagomorfos). La expresión.
"animales pequeños" incluyen ratones, ratas, cobayas, perros,
gatos, monos, cerdos y conejos.
Se han utilizado varias técnicas para acumular y
capturar gases polarizados. Por ejemplo, la patente norteamericana
5.642.625 a Cates et al., describe un hiperpolarizador de
alto volumen para un gas noble polarizado por intercambio de espín
y la patente norteamericana 5.809.801 a Cates et al.,
describe una acumulación criogénica de ^{129}Xe polarizado por
espín. Como se utiliza en la presente memoria descriptiva, las
expresiones "hiperpolarizar", "polarizar", y similares se
utilizan de manera intercambiable y significan mejorar
artificialmente la polarización de ciertos núcleos de gas noble
respecto a los niveles naturales o de equilibrio. Un incremento de
este tipo es deseable debido a que permite unas señales de
formación de imágenes más fuertes que corresponden a una mejor
espectroscopia por NMR y/o imágenes por MRI de la sustancia y a un
área objetivo del cuerpo. Como es conocido por los especialistas en
la técnica, la hiperpolarización puede ser inducida por intercambio
de espín con vapor metálico alcalino bombeado ópticamente o
alternativamente, por intercambio metaestable. Véase la patente
norteamericana 5.545.396 de Albert et al.
Volviendo a continuación a la figura 1, se
proporciona una válvula de suministro de gas hiperpolarizado que
tiene un cuerpo de válvula con una pluralidad de carretes y una
pluralidad de trayectos de flujo de gas seleccionables (bloque
100). Los carretes están dispuestos en el cuerpo de válvula para que
se encuentren en comunicación de fluido con los trayectos de flujo
de gas. Los carretes pueden ser operados individualmente para que se
muevan a posiciones abiertas respectivas en el cuerpo de válvula
como respuesta a una señal de gas de impulsión (típicamente aire),
para activar (y/o desactivar) selectivamente al menos uno de una
pluralidad de trayectos de flujo de gas. La pluralidad de trayectos
de flujo de gas puede ser actuada dirigiendo el gas piloto de
impulsión para hacer que un carrete respectivo se traslade entre las
posiciones abierta y cerrada, con lo cual abre y cierra los
trayectos de flujo de gas (bloque 110). El gas hiperpolarizado es
suministrado a un sujeto durante una sesión o procedimiento por NMR
y/o MRI por medio de los trayectos de flujo de gas definidos por
las posiciones del carrete en el cuerpo de válvula (bloque 120).
En ciertas realizaciones, la señal de gas piloto
puede tener una longitud de impulso entre aproximadamente
10-40 ms, y típicamente entre aproximadamente
20-30 ms (bloque 105). La señal de gas piloto puede
estar provista como una corriente de gas que tiene una presión de
entre aproximadamente 200-400 Pa. La válvula de
suministro de gas puede estar configurada para operar con unas
secuencias predeterminadas de inhalación, exhalación y contención
de respiración (bloque 112). La válvula de suministro de gas está
configurada para ventilar solamente gas hiperpolarizado, gas
hiperpolarizado combinado in situ con un gas no polarizado
seleccionado, y un gas no polarizado sólo. La combinación in
situ puede estar producida por las posiciones de los carretes
en el cuerpo de válvula. Los carretes pueden ser actuados por la
parte de curva creciente de fuerte inclinación de la curva de
presión piloto asociada con la señal de gas piloto de impulsión
(bloque 108). La válvula de suministro de gas puede estar adaptada
para acomodar o suministrar con una velocidad de respiración de al
menos150 BPM, típicamente hasta al menos aproximadamente 180 BPM
(bloque 122). En ciertas realizaciones, la válvula de suministro de
gas puede acomodar una velocidad de respiración de al menos
aproximadamente 200 BPM (inhalación pico).
Las figuras 2A y 2B ilustran una realización de
la válvula 10 de suministro de gas. La válvula 10 de suministro de
gas tiene un cuerpo 10b con pasajes que definen al menos un trayecto
de flujo de gas (el trayecto o trayectos de flujo de gas se
designan generalmente como característica 10f) y un receptáculo 10r
para un carrete 20. Aunque se muestran como un carrete y dos
lumbreras de entrada de gas diferentes (para el gas A y para el gas
B, respectivamente), se pueden utilizar carretes múltiples en serie
y/o en paralelo para conseguir diferentes opciones de trayectos de
flujo de gas. Además, el cuerpo de válvula y el carrete pueden estar
configurados para una operación "conexión - desconexión" de un
único gas para suministrar o retener un gas único (típicamente gas
hiperpolarizado) y/o para abrir y cerrar el trayecto de flujo de gas
único (no mostrado) para el suministro para la inhalación
controlada a un sujeto. Como se explicará más adelante, la válvula
10 de suministro de gas también puede estar configurada para
seleccionar entre las operaciones de ventilación de inhalación,
exhalación y/o contención de respiración.
Haciendo referencia de nuevo a la figura 2A,
como se muestra, el carrete 20 incluye un cabezal 20h. y un segmento
20s de vástago. El receptáculo 10r de cuerpo de válvula incluye
lumbreras 41, 43 de gas piloto, estando situada cada una de ellas
en lados opuestos de la porción 10c del cabezal del carrete en el
receptáculo 10r, de manera que estén orientadas a lados opuestos
del cabezal 20h_{1}, 20h_{2}, del carrete, respectivamente. Para
facilitar la explicación, la expresión "aire piloto" se
utilizará en lugar de "gas piloto" en la descripción que
sigue. Sin embargo, se hace notar que aunque el aire típicamente es
el gas piloto utilizado, se pueden utilizar otros gases para actuar
el carrete o los carretes, como se desee. Además, también se
pueden usar otros fluidos, incluyendo líquidos, para actuar los
carretes en ciertas aplicaciones, aunque las señales de gas
típicamente proporcionaran trasmisiones más rápidas.
En operación, el aire piloto es dirigido para
que se introduzca en cualquiera de las lumbreras 43 o 41 y aplique
presión a la cara respectiva del cabezal 20h del carrete. El
incremento y la disminución de la presión del aire piloto ajustará
la velocidad (más rápida y más lenta, respectivamente). La presión
del aire piloto contra el cabezal 20h del carrete fuerza al carrete
20 a que se traslade separándose de la lumbrera de entrada de aire
piloto. La traslación sitúa el vástago 20s del carrete en posiciones
operativas y/o inoperativas diferentes en el cuerpo 10b de válvula.
En operación, el carrete 20 se traslada (hacia delante y hacia
atrás) para abrir y cerrar trayectos de flujo de gas seleccionados
como respuesta al gas piloto trasmitido al interior de la cavidad
del cuerpo de válvula del cabezal del carrete. El receptáculo 10r
para el cabezal 20h del carrete está dimensionado y configurado de
manera que el cabezal del carrete 20h se pueda trasladar una
distancia "S" de carrera deseada para abrir y cerrar uno o más
trayectos de flujo de gas.
La figura 2A ilustra el aire piloto que está
siendo dirigido al interior de la lumbrera 43 en la cara exterior
del cabezal 20h_{2} del carrete para forzar al carrete 20 para que
recorra su longitud de carrera "S" para situar la cara
interior del cabezal 20h_{1} del carrete contra el perímetro 10p
del receptáculo. Las traslación de la carrera posiciona porciones
diferentes del vástago 20s en comunicación de fluido con la lumbrera
35 de salida de gas. Como se muestra, el vástago 20s incluye dos
segmentos 20s_{1} y 20s_{2} del trayecto de gas, estando
emparedado cada uno de ellos por las juntas 38. Las juntas 38 están
dimensionadas y configuradas para residir en los rebajes 38r
formados en el cuerpo de válvula en diferentes posiciones a lo largo
del trayecto de la carrera del carrete. Las juntas 38 puede ser
juntas tóricas u otros miembros de obturación adecuados, formados
de un material que impida la despolarización, para que puedan
encerrar porciones opuestas de los segmentos 20s_{1}, 20s_{2}
de vástago durante la aplicación del trayecto de flujo de gas
seleccionado. También se pueden utilizar otras disposiciones de
obturación, tales como configurar el cuerpo de válvula y el vástago
para que se apliquen de manera obturable en acoplamiento en las
posiciones deseadas, como podrá ser comprendido por un especialista
en la técnica. En la figura 2A, el carrete 20 se encuentra en una
posición en la cual el segmento 20s_{1} está situado de manera
que la lumbrera 33 de entrada del trayecto de gas se encuentre en
comunicación de fluido con la lumbrera 35 de salida para abrir el
trayecto "A" de gas para suministrar gas A a través de la
válvula 10 de suministro de gas. Los trayectos A ó B de gas
típicamente son para suministrar gas hiperpolarizado (tal como gas
noble hiperpolarizado que incluye, pero no está limitado a,
^{129}Xe o ^{3}He hiperpolarizados).
La figura 2B ilustra el aire piloto que está
siendo dirigido al interior de la lumbrera 41, trasladándose la
cara exterior del cabezal 20h_{2} del carrete para que se disponga
contra el perímetro 10p del receptáculo 10r del cuerpo de válvula.
Este movimiento sitúa el segmento 20s_{2} de vástago próximo a la
lumbrera 35 de salida para permitir que la lumbrera 31 se encuentre
en comunicación de fluido con la lumbrera 35 de salida de gas a
través del vástago 20s del carrete para abrir el trayecto B de gas y
cerrar el trayecto A de gas.
Se hace notar que, aunque en las figuras 2A y 2B
se muestra con solamente dos lumbreras (31, 33) de entrada de flujo
de gas, se puede utilizar otro número de lumbreras de gas del cuerpo
de válvula (una o tres, cuatro o más). Además, el vástago 20s
puede estar reconfigurado para liberar concurrentemente gas A y gas
B (combinados), o para suministrar otros gases. De esta manera, se
pueden añadir lumbreras de válvula adicionales para permitir una
configuración de lumbreras en serie o en paralelo. Además, el
cabezal 20h del carrete puede estar configurado para que tenga
otros patrones de carreras, tal como que no se requiera que las
superficies del cabezal 20h del carrete apoyen contra el perímetro
10p del receptáculo de cuerpo de válvula para actuar los trayectos
10f de flujo de gas deseados, como será entendido por los
especialistas en la técnica.
En ciertas realizaciones, los carretes son
carretes de actuación doble que permiten que un único impulso de
aire piloto actúe sobre la válvula para hacer que el carrete 20 se
mueva a la posición deseada y abra o cierre el trayecto de flujo de
gas seleccionado. La presión piloto puede ser liberada a la
atmósfera entre impulsos alternativos de aire piloto para
"conmutar" el carrete 20 desde "inhalación" a
"exhalación". La actuación del carrete (hacia atrás y hacia
adelante) abre y/o cierra uno o más trayectos de gas. La actuación
puede producirse durante la parte de curva creciente de fuerte
inclinación de la curva de presión piloto, como se muestra, por
ejemplo, en la figura 8. La operación de parte de curva creciente
es, contrasta con las configuraciones de válvula 66 de diafragma
convencional (véase, por ejemplo, las figuras 6A-6C)
que actúan típicamente sobre el diafragma para moverlo a su
posición operativa más tarde en la porción de parte de curva en
disminución de la curva de respuesta. Una curva de respuesta de
presión ejemplar de diafragma se muestra en la figura 7. De esta
manera, la presión de configuración del carrete en la cual el
carrete actúa y el trayecto de gas se abre y/o se cierra se produce
antes en el ciclo de respuesta de presión que con la válvula de
diafragma.
La figura 8 ilustra que en la longitud o
duración de impulso de la señal piloto es menor de típicamente
aproximadamente 30 ms, siendo el retardo de actuación del carrete
de aproximadamente 40 ms o menos. El retardo de respuesta puede ser
el mismo tanto para las señales piloto de inhalación como de
exhalación. Como se muestra, la presión piloto de inhalación y
exhalación pueden ser sustancialmente la misma. La respuesta de la
actuación del carrete es relativamente rápida (menos de
aproximadamente 50 ms, y típicamente menos de aproximadamente 40 ms)
y actúa con menos de la mitad del retardo asociado a las
configuraciones de válvulas de diafragma convencionales como se
muestra en la figura 7. El carrete puede ser actuado con una presión
de respuesta que se encuentra aproximadamente en
200-400 Pa.
El volumen del circuito de aire piloto se puede
dimensionar para una respuesta rápida optimizando el volumen,
diámetros de las lumbreras y similares para proporcionar un ciclo de
carrera de carrete reducido. En ciertas realizaciones, la carrera
de carrete puede ser de aproximadamente 4 mm, el volumen del
circuito piloto puede ser de aproximadamente 62 ml por cm de
tubería. Por ejemplo, para una longitud de tubería de 5 m, el
volumen del circuito piloto puede ser de aproximadamente 9 ml. Los
diámetros de las lumbreras piloto pueden ser de aproximadamente 1,5
mm. El tamaño del cabezal del carrete puede ser aproximadamente 15
mm (diámetro). En ciertas realizaciones, el cabezal del carrete
está dimensionado para tener un área de entre aproximadamente
0,3-3 cm^{2}. El carrete puede estar configurado
para pesar menos de aproximadamente 1 g.
Haciendo referencia de nuevo a la figura 2A, el
carrete está asociado operativamente a dos válvulas piloto "V"
(una en comunicación de fluido con la lumbrera piloto 41 y la otra
en comunicación de fluido con la lumbrera piloto 43). Las dos
válvulas piloto pueden ser válvulas de solenoide eléctricas, de tres
vías, normalmente cerradas. Después de que se haya trasmitido la
señal de impulso piloto de mando al carrete (o carretes)
deseado(s), típicamente con un impulso de entre
aproximadamente 20-30 ms, pero generalmente inferior
a aproximadamente 40 ms, la válvula piloto normalmente cerrada que
envía el impulso piloto de mando puede ser ventilada a la atmósfera
de manera que la presión piloto de mando no ofrezca resistencia al
aire piloto opuesto cuando es actuada para accionar el carrete para
que retorne a su posición anterior. La configuración del carrete de
actuación doble puede ser operada de manera que la presión piloto
siempre se encuentre conectada para proporcionar un mecanismo de
empuje para hacer que el carrete 20 retorne a una posición operativa
neutra o normal después de que la señal de impulso piloto sea
transmitida. El aire siempre está dirigido a un lado o al otro para
forzar la posición del carrete sin requerir la utilización de un
miembro de resorte. En otras realizaciones, un resorte amistoso de
polarización (formado por un metal o material elastomérico
resiliente no ferromagnético) puede ser utilizado para ayudar a
forzar el carrete para que retorne a una posición deseada después de
la transmisión de la señal piloto de mando (no mostrado).
El cuerpo de válvula y sus componentes internos
pueden estar formados de, y/o recubiertos con, un material o
materiales seleccionados por la capacidad para inhibir la
despolarización del gas hiperpolarizado (por ejemplo debida a la
relajación atribuida a la interacción de del gas con los mismos).
También se han propuesto recubrimientos, tales como recubrimientos
de sol - gel, recubrimientos de polímero deuterado, recubrimientos
de película metálica y otros recubrimientos y materiales no
magnéticos que inhiben la despolarización.. Véase la solicitud de
patente norteamericana número y la solicitud de patente
norteamericana número 09/485.476 y las patentes norteamericanas
números. 5.612.103 y 6.423.387
Por ejemplo, el cuerpo de válvula y/o los
componentes pueden estar formados de materiales tales, pero no
limitados a, aluminio, TEDLAR, TEFLON, PTFE, DELRIN (acetal) y
otros similares. Se debe tomar precaución para reducir las fuentes
de fricción proporcionando un acabado superficial suave y reduciendo
el número de juntas tóricas o seleccionando el material de las
juntas tóricas para reducir la fricción. Además, el cuerpo de
válvula puede estar fabricado con tolerancias que proporcionen
juntas suficientes y al mismo tiempo proporcionen una sección
reducida entre el carrete y el receptáculo de cuerpo de válvula. De
esta manera, las terminaciones del orificio del cuerpo de válvula,
compresión de la junta tónica y lubricantes puede ser todos
considerados para reducir las fuentes de fricción.
La figura 3 ilustra una válvula 10 que tiene un
cuerpo de válvula 10b que define tres receptáculos 10r de carrete,
cada uno de ellos para acomodar uno de los carretes 20A, 20B, 20C
respectivamente. El control de la entrada de gas al interior de la
válvula 10 está controlado por un primer carrete 20A que está
posicionado para controlar la lumbrera 133 de gas que se encuentra
en comunicación de fluido con la fuente externa de gas A. El cuerpo
10b de válvula define un trayecto de flujo de gas 135 que se
extiende en comunicación de fluido entre los receptáculos de
carrete de los carretes 20A y 20C mientras al mismo tiempo se
extiende alrededor del receptáculo de carrete del carrete 20B. El
carrete 20A tiene dos posiciones operativas A1 y A2. En la posición
A1 que se muestra (estando el cabezal 20h de carrete dispuesto
contra el perímetro 10p en la porción más exterior de la cavidad
10c del carrete), se permite que el Gas A se desplace desde el
receptáculo de carrete del carrete 20A, a través del trayecto de
flujo 135 al interior del receptáculo de carrete del carrete 20C, y
salga por la lumbrera 235de salida. El cuerpo de válvula 10b define
la lumbrera 235 de salida para conducir gas a un sujeto para la
inhalación y desde un sujeto en la exhalación. Conductos adecuados
de gas, no mostrados, se contemplan para transportar los gases a y
desde las lumbreras apropiadas de la válvula 10.
De manera similar, el flujo de Gas B desde la
fuente externa y a través de la lumbrera 31 de entrada a la
lumbrera 235 de salida de Gas B se controla posicionando el segundo
carrete 20B. El segundo carrete 20B también tiene dos posiciones
operativas, B1 y B2. El cuerpo 10b de válvula define un segundo
trayecto de flujo alargado 35 que se extiende en comunicación de
fluido entre el receptáculo de carrete del carrete 20B y una
abertura 37 que se abre dentro del receptáculo de carrete del
carrete 20C. La abertura 37 deseablemente está situada opuesta al
extremo abierto del trayecto de flujo 135 desde el receptáculo de
carrete del carrete 20A, aunque los mismos pueden estar dispuestos
de manera diferente, o incluso coextensivamente. El posicionamiento
de los segmentos 20s_{1}, 20s_{2} de carrete de los carretes
20A y 20B puede ser ajustado para permitir que el Gas B salga sólo
o en combinación con el Gas A, como se describirá más adelante en
las figuras 4A-4H en la presente memoria
descriptiva y a continuación. El segundo carrete 20B se muestra en
la posición B2 con la lumbrera 31 de entrada de Gas B aislada del
trayecto de flujo 35 y se permite que el Gas A pase a través de la
lumbrera 235 de salida. Cuando el carrete 20B se encuentra en la
posición B1, el Gas B podrá desplazarse a lo largo del trayecto de
flujo 35 y salir por la lumbrera 235 de salida.
El tercer carrete 20C está configurado para
controlar la configuración de inhalación y exhalación de la válvula
10. De esta manera, el tercer carrete 20C tiene una posición IN y
una posición EX. El cuerpo 10 de válvula define lumbreras 235 y 236
de salida en comunicación de fluido con el receptáculo 10r de
carrete del carrete 20C. La posición del tercer carrete 20C coopera
con el receptáculo 10r de válvula asociado ya sea para dirigir el
flujo desde alrededor del segmento 20s_{2} de carrete y salir por
la lumbrera 235 de salida cuando el carrete 20C se encuentra en la
posición IN (o de inhalación), o desde la lumbrera 235de salida,
alrededor del segmento 20s_{1}de carrete y salir por la lumbrera
236 de salida cuando el carrete 20C se encuentra en la posición EX
(o de exhalación), como se desee. El trayecto de flujo de gas que se
muestra en la figura 3 está ilustrado por el sombreado oscuro que
se extiende desde la lumbrera 133 de entrada Gas A a la lumbrera
135 de salida de inhalación de la válvula 10 que es actuada para
expulsar el Gas A (sólo) a través de la lumbrera 135 de ventilación
de inhalación.
Mientras que los trayectos de flujo 35 y 135 que
se consideran que se extienden fuera del plano de vista mostrado en
la figura 3, se muestran en la figura 3, la presente invención
contempla que el cuerpo 10b de válvula define, además, las
lumbreras de aire piloto (no mostradas) para dirigir el aire contra
cualquier lado de los cabezales de carrete de los carretes 20A, 20B
y 20C, que también están situados fuera el plano de la vista. Estas
lumbreras de aire piloto deberían estar configuradas para
incorporar las características de las lumbreras 41 y 43 que se
describen en las figuras 2A y 2B. Una pareja de lumbreras de aire
piloto opuestas proporcionan deseablemente aire piloto a las caras
opuestas de cada cabezal 20h de carrete. La valvulería para tales
lumbreras deseablemente está situada fuera del cuerpo 10b de
válvula, aunque tales válvulas también pueden estar incorporadas en
el cuerpo 10b de válvula. La presente invención contempla además
que cada carrete puede ser actuado por una única lumbrera de aire
piloto que dirige aire contra una cara de cada cabeza 20h de carrete
para mover el carrete en una primera dirección a su primera
posición y aspira el aire fuera del orificio 10C de cada carrete
para a que forzar el carrete se desplace en la dirección opuesta, a
su segunda posición. Alternativamente, las lumbreras de aire piloto
opuestas pueden actuar al unísono para forzar activamente aire
dentro, o fuera, del orificio 10C con el fin de forzar el carrete a
la posición deseada.
\newpage
La figura 5 muestra los tres carretes 20 de la
figura 3 específicamente, y de la presente invención en general. La
figura 5 ilustra además los segmentos 20s_{1}, 20s_{2} de
carrete de cada carrete 20, así como el cabezal 20h de carrete y
las juntas 38 que se aplican en obturación al cuerpo 10b de válvula
para dirigir el flujo a través de la misma.
Las figuras 4A-4H ilustran
ejemplos de diferentes posiciones de válvula en una configuración de
tres carretes que se puede utilizar para proporcionar la selección
de las salidas y/o entradas de respiración de ventilación de
acuerdo con las realizaciones de la presente invención. Con
propósitos de explicación, el Gas A será descrito como un gas
hiperpolarizado y el Gas B como un gas no polarizados. En operación,
se puede usar una configuración inversa. La expresión "contener
la respiración" significa que el gas o los gases se mantienen en
los pulmones durante un tiempo de contención de la respiración para
facilitar la bio - aceptación del gas y/o permitir una señal de gas
hiperpolarizado más fuerte que la de la respiración normal. La
duración de la contención de respiración puede estar comprendida
entre 5- 30 segundos.
Como se muestra y se describe adicionalmente más
adelante, la válvula 10 puede ser actuada para acomodar o
proporcionar (a) inhalación del Gas "A"; (b) inhalación del Gas
"B"; (c) inhalación de Gas "A" + Gas "B"; (d)
exhalación; (e) exhalación parcial y contención de respiración; (f)
inhalación de Gas "A" y contención de respiración; (g)
inhalación de Gas "B" y contención; y (h) inhalación de Gas
"A" + Gas "B" y contención de respiración. La
configuración de carrete de válvula se pueda ajustar para
proporcionar todas las entradas/salidas de respiración de
ventilación o las seleccionadas y puede utilizar menor o mayor
número de carretes y/o segmentos de carrete respectivos así como
diferentes configuraciones de lumbreras para proporcionar las
entradas/salidas deseadas de respiración.
La figura 4A ilustra la posición operativa de
tres carretes para proporcionar inhalación de Gas "A" + Gas
"B". La figura 4B ilustra la salida de Gas "A" en una
posición de inhalación y contención de respiración. La figura 4C
muestra la posiciones de los carretes para inhalación del Gas
"A". La figura 4D muestra los posiciones de los carretes para
la exhalación; la figura 4E muestra los carretes en posición para la
inhalación de Gas "B" y contención. La figura 4F muestra las
posiciones de los carretes para el Gas "A" bloqueado y la
figura 4G muestra una configuración de contención de expiración. La
figura 4H ilustra una configuración de contención de Gas "A" +
Gas "B".
Las posiciones de los carretes de válvula y las
secuencias de operación pueden ser automatizadas y controladas por
un programa de control por ordenador. La actuación o pilotaje de los
carretes 20A, 20B, 20C de válvula puede ser accionada por medio del
programa de control por ordenador por medio de seis (6) válvulas de
solenoide eléctricas de tres vías normalmente cerradas. Ejemplos de
válvulas de solenoide adecuadas incluyen Clippard
EC-#M-12V, Cincinnati, OH, y MAC
42A-AMP-000-GDDB-1BE,
Wixom, MI. En ciertas realizaciones, se proporciona una orden para
actuar un carrete individual a una posición deseada. La orden
dispara la transmisión de una señal de impulso de orden piloto de
20-30 ms al carrete individual. El impulso de orden
único conmuta el carrete a la posición deseada. Después del
impulso, la válvula de solenoide normalmente cerrada ventea a la
atmósfera de manera que la presión piloto para ese carrete no genera
una resistencia indebida al gas (aire) piloto opuesto cuando es
actuado para accionar el carrete hacia atrás a su posición
previa.
El gas hiperpolarizado puede ser un gas noble
hiperpolarizado tal como ^{3}He y/0 ^{129}Xe. Es gas no
polarizado puede ser una mezcla de gases no polarizados. El gas no
polarizado se puede seleccionar para inhibir la despolarización del
gas hiperpolarizado y puede ser seleccionado también en función de
la biocompatibilidad. Ejemplo de gases no polarizados adecuados
incluyen, pero sin limitación, el nitrógeno, xenón y helio.
El cuerpo 10b de válvula (figura 4) puede estar
configurado para mantener una pluralidad de carretes operativos
individualmente en proximidad cercana. Los carretes de válvula o
componentes de traslación pueden estar configurados de manera que
los ejes geométricos de los receptáculos adyacentes tengan menos de
10 componentes y pueden estar configurados para que los ejes
geométricos de los receptáculos adyacentes se encuentren separados
menos de 25 mm, y en ciertas realizaciones, están separados
aproximadamente 12 mm. Durante la operación, la válvula puede estar
configurada para reducir el número de ciclos de respiración que se
requieren para la conmutación entre la salida de gases a un sujeto.
Además, la configuración de carrete es tal que el volumen muerto de
los gases aspirados se pueda reducir. El volumen muerto es el
volumen en el interior de la válvula que necesita llenarse con gas
antes de que el gas alcance al sujeto. Cuanto menor sea el volumen,
menor menos cantidad de gas es "desperdiciado" en el interior
de la válvula. La reducción del volumen muerto es particularmente
deseable cuando se dispensa gas hiperpolarizado debido a que el gas
hiperpolarizado llena el volumen de trayecto de flujo desde la
fuente al sujeto y cualquier gas polarizado que permanezca en el
volumen muerto puede llegar a ser despolarizado o decaer a un nivel
de polarización indeseable y debe ser desplazado antes de que el gas
polarizado adecuadamente pueda alcanzar el sujeto en la siguiente
respiración polarizada. En ciertas realizaciones, el volumen muerto
de la válvula de suministro de gas puede ser aproximadamente 0,445
ml. En realizaciones particulares, el volumen muerto puede ser
incluso menos, tal como del orden de aproximadamente 0,223 ml.
Lo que antecede es ilustrativo de la presente
invención y no se debe considerar como limitativo de la misma.
Aunque se han descrito unas pocas realizaciones ejemplares de esta
invención, los expertos en la técnica apreciarán fácilmente que son
posibles muchas modificaciones en las realizaciones ejemplares sin
separarse materialmente de las enseñanzas noveles y de las ventajas
de esta invención. Como consecuencia, todas tales modificaciones
están limitadas por el alcance de esta invención como se define en
las reivindicaciones. En las reivindicaciones, las cláusulas medio
- más - función, cuando se utilizan, pretenden cubrir las
estructuras descritas en la presente memoria descriptiva ejecutando
la función indicada y no solamente los equivalentes estructurales,
sino también las estructuras equivalentes. Por lo tanto, se debe
entender que lo que antecede es ilustrativo de la presente
invención y la misma no se debe considerar como limitada a las
realizaciones específicas que se muestran, y a las modificaciones a
las realizaciones desveladas, así como otras realizaciones, siempre
que estén incluidas en el alcance del las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (16)
- 2. Una válvula (10) de suministro de gas para un ventilador configurada para suministrar gas hiperpolarizado a un sujeto, comprendiendo la válvula (10) de suministro de gas:
- un cuerpo (10b) de válvula que tiene al menos un trayecto (10f) de flujo de gas que se extiende entre al menos una lumbrera (31, 33) de entrada de gas y al menos una lumbrera (35) de salida de gas y al menos un receptáculo (10r) de carrete, estando una de las al menos una lumbrera (31, 33) en comunicación de fluido con una fuente de gas hiperpolarizado;
- estando dispuesto al menos un miembro (20) de carrete (20) en un receptáculo respectivo del al menos un receptáculo (10r) de carrete del citado cuerpo (10b) de válvula, estando configurado y dimensionado el citado miembro (20) de carrete para cooperar con el citado cuerpo (10b) de válvula para abrir y cerrar selectivamente el al menos un trayecto (10f) de flujo de gas; y
- al menos una lumbrera de fluido piloto en comunicación de fluido con el citado receptáculo (10r) de carrete,
- en el que, durante la operación, una señal de impulsión de mando que tiene una presión y una duración asociadas se transmite a la citada lumbrera de fluido piloto para forzar de esta manera a que el citado carrete (20) se traslade una distancia de actuación en una dirección predeterminada en el citado receptáculo (10r) del cuerpo de válvula para abrir/cerrar el al menos un trayecto (10f) de flujo de gas.
- 2. Una válvula (10) de suministro de gas de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el cuerpo (10b) de válvula tiene una pluralidad de trayectos (10f) de flujo de gas diferentes seleccionables de manera controlada en la misma, teniendo asociada cada uno de ellos una lumbrera (31, 33) de entrada de gas, estando una de las citadas lumbreras (31, 33) de entrada de gas en comunicación de fluido con una fuente de gas no polarizado, en el que el miembro (20) de carrete comprende una pluralidad de segmentos (20s) de vástago separados con un miembro (38) de junta dispuesto entre ellos, y en la que la posición del carrete (20) en el cuerpo (10b) de válvula alinea un segmento respectivo de los segmentos (20s) de vástago con una de las lumbreras (31, 33) de entrada de gas respectivas y con la lumbrera (35) de salida de gas para abrir un trayecto (10f) de flujo de gas respectivo para suministrar el gas hiperpolarizado o gas no polarizado proporcionado desde la lumbrera (31, 33) de entrada de gas alineada con la lumbrera (35) de salida de gas, a un sujeto.
- 3. Una válvula (10) de suministro de gas de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el carrete (20) comprende un cabezal (20h) de carrete y un vástago alargado (20s).
- 4. Una válvula (10) de suministro de gas de acuerdo con la reivindicación 3, en la que el receptáculo (10r) de carrete en el cuerpo (10b) de válvula incluye una porción (10c) de cabezal de carrete que tiene una longitud axial que es más larga que el cabezal (20h) de carrete y en la que la longitud de la porción (10c) del cabezal del receptáculo de carrete define la distancia (S) de traslación de actuación de la carrera del carrete (20).
- 5. Una válvula (10) de suministro de gas de acuerdo con la reivindicación 4, en la que la al menos una lumbrera de fluido piloto son dos lumbreras (41, 43) de fluido piloto, estando situada cada una de ellas en lados opuestos de la porción (10c) de receptáculo de carrete para que estén próximas a una superficie respectiva de las superficies principales (20h_{1}, 20h_{2}) del cabezal (20h) de carrete durante la operación.
- 6. Una válvula (10) de suministro de gas de acuerdo con la reivindicación 5, en la que las lumbreras (41, 43) de fluido piloto son lumbreras de gas piloto, comprendiendo además la citada válvula una fuente de gas piloto configurada para proporcionar una señal de impulso de mando piloto que tiene una duración que es menor de aproximadamente 40 ms.
- 7. Una válvula (10) de suministro de gas de acuerdo con la reivindicación 6, en la que la señal de impulso de mando piloto genera un perfil de respuesta de presión del carrete que tiene un retardo medido desde el inicio de la señal de impulso de mando piloto al máximo del perfil de respuesta de presión que es menor de aproximadamente 50 ms.
- 8. Una válvula (10) de suministro de gas de acuerdo con la reivindicación 7, en la que el perfil de respuesta de presión del carrete tiene una porción inicial creciente que se eleva hasta entre aproximadamente 200-400 Pa.
- 9. Una válvula (10) de suministro de gas de acuerdo con la reivindicación 8, en la que, en operación, el carrete (20) se desplaza la distancia (S) de actuación de carrera en el cuerpo (10b) de válvula como respuesta a la porción inicial creciente del perfil de respuesta de presión del carrete.
- 10. Una válvula (10) de suministro de gas de acuerdo con la reivindicación 1, en la que al menos un trayecto (10f) de flujo de gas del cuerpo (10b) de válvula es una pluralidad de diferentes trayectos (10f) de flujo de gas, en la que el cuerpo (10b) de válvula comprende una pluralidad de receptáculos (10r) de carrete separados y un número correspondiente de carretes (20), comprendiendo cada receptáculo (10r) de carrete dos lumbreras piloto en comunicación de fluido con una fuente de gas piloto y en la que los carretes respectivos (20) están configurados para abrir y cerrar selectivamente trayectos (10f) de flujo de gas en el cuerpo (10b) de válvula como respuesta a las señales de impulso de mando piloto transmitidas a la misma para producir como salida, en serie o concurrentemente, de manera controlable, una pluralidad de gases diferentes desde la válvula (10) de suministro de gas.
- 11. Una válvula (10) de suministro de gas de acuerdo con la reivindicación 10, en la que el cuerpo de válvula comprende una lumbrera de exhalación próxima a la lumbrera (35) de salida, en la que la pluralidad de receptáculos (10r) y carretes (20) incluye, un primer receptáculo (10r) y un primer carrete (20A) correspondiente dispuesto próximo a la lumbrera de exhalación y a la lumbrera (35) de salida, un segundo receptáculo (10r) y un segundo carrete (20B) separado de, y en comunicación de fluido con, el primer carrete (20A), teniendo el segundo receptáculo (10r) una lumbrera B (31) de entrada de gas para suministrar Gas B no polarizado durante la operación, y un tercer receptáculo (10r) y un tercer carrete (20C) separados de los carretes primero (20A) y segundo (20B), teniendo el tercer receptáculo (10r) una lumbrera A (33) de entrada de gas para suministrar Gas A hiperpolarizado durante la operación, y en la que la lumbrera de entrada de gas al primer receptáculo (10r) es una o ambas lumbreras (35, 235) de salida desde los receptáculos (10r) primero y segundo.
- 12. Una válvula (10) de suministro de gas de acuerdo con la reivindicación 10, en la que los trayectos (10F) de flujo de gas comprenden un primer trayecto de flujo de gas de inhalación, un segundo trayecto de flujo de gas de exhalación y un tercer trayecto de flujo de gas de contención de respiración, siendo cada uno de ellos trayectos de flujo de gas seleccionables en remoto.
- 13. Una válvula (10) de suministro de gas de acuerdo con la reivindicación 10, en la que los carretes (20) y cuerpo (10b) de válvula están dispuestos para permitir que el gas hiperpolarizado, gas no polarizado o una combinación de gas hiperpolarizado y gas no polarizado se produzcan como salida desde los trayectos (10f) de flujo de gas de inhalación y/o de contención de la respiración.
- 14. Una válvula (10) de suministro de gas de acuerdo con la reivindicación 6, en la que el carrete (20) se mueve con movimiento alternativo entre posiciones operativas primera y segunda (A1, A2), comprendiendo la citada válvula, además, dos válvula de solenoide (V) normalmente cerradas, una asociada operativamente a cada una de las lumbreras (41, 43) de fluido piloto y a la fuente de gas piloto, estando configuradas las válvula de solenoide para controlar la actuación del carrete (20) entre las posiciones primera y segunda, con lo que, durante la operación, después de que se haya transmitido una señal de impulso de mando piloto a un cabezal del carrete por medio de una de las lumbreras piloto (41, 43) seleccionada para forzar a que el carrete (20) se traslade a la segunda posición (A2) desde la primera posición (A1), la válvula piloto (V) normalmente cerrada asociada a la lumbrera piloto seleccionada ventea a la atmósfera, de manera que la presión piloto en la porción (10c) del receptáculo del cabezal del carrete se reduzca para inhibir la interferencia con la señal de gas piloto opuesta desde la otra lumbrera piloto cuando el carrete de la válvula es actuado para accionar el carrete (20) para que vuelva a su primera posición (A1).
- 15. Una válvula (10) de suministro de gas de acuerdo con la reivindicación 14, que comprende además un módulo de ordenador con un código de programa de ordenador que controla en remoto la secuencia de las señales de mando piloto a los carretes (20) respectivos para actuar los carretes (20) y abrir y cerrar automáticamente los trayectos (10f) de flujo de gas deseados en el cuerpo (10b) de válvula para ventilar con la secuencia deseada el gas hiperpolarizado y el gas no polarizado.
- 16. Una válvula (10) de suministro de gas de acuerdo con la reivindicación 11, que comprende además una pluralidad de conductos que se extienden hacia fuera desde el cuerpo (10b) de válvula para definir una pluralidad de trayectos (10f) de flujo de gas, incluyendo la pluralidad de conductos dos conductos de trayecto de flujo de gas piloto para cada una de las porciones de receptáculo (10c) de cabezal de carrete en el cuerpo (10b) de válvula, extendiéndose al menos un conducto de gas hiperpolarizado desde la fuente de gas hiperpolarizado a una lumbrera (33) de entrada de gas correspondiente en el cuerpo (10b) de válvula, y extendiéndose al menos un conducto de gas no polarizado desde la fuente de gas no polarizado a una lumbrera (31) de entrada de gas correspondiente en el cuerpo (10b) de válvula.
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