ES2598282T3 - Bomba de infusión con válvulas controlables de forma independiente para infusión por gravedad opcional y su operación a baja potencia - Google Patents
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Abstract
Una bomba de infusión (100), que comprende: un microprocesador programado especialmente (102); una cámara de goteo (104) para su conexión a una fuente (106) de fluido y a una tubería de salida (108); una sección de bombeo (112) que incluye una pluralidad de dedos (114) y un primer accionador (126), controlable usando el microprocesador, para desplazar secuencialmente la pluralidad de dedos para comprimir secuencialmente una primera porción (121) de la tubería de salida para desplazar el fluido desde la cámara de goteo por la tubería de salida; una válvula de entrada (124) dispuesta entre la cámara de goteo y la sección de bombeo y dispuesta para comprimir la tubería de salida para restringir o bloquear el flujo por la tubería de salida; y un segundo accionador (118), controlable usando el microprocesador, para al menos uno de: abrir o cerrar la válvula de entrada independiente del desplazamiento de la pluralidad de dedos; y operar la válvula de entrada para controlar un índice de flujo de fluido desde la cámara de goteo hasta la primera porción de la tubería de salida.
Description
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DESCRIPCION
Bomba de infusion con valvulas controlables de forma independiente para infusion por gravedad opcional y su operacion a baja potencia
Campo tecnico
La presente divulgacion se refiere a una bomba de infusion con una valvula de entrada controlable de forma independiente. La presente divulgacion se refiere tambien a una bomba de infusion con una valvula de entrada para controlar el flujo desde una camara de goteo. La presente divulgacion se refiere ademas a una bomba de infusion conmutable entre la operacion de alimentacion por gravedad y operacion de bombeo activo.
Antecedentes
La figura 9 es una representacion esquematica de la bomba peristaltica 10 de la tecnica anterior. La bomba incluye una camara de goteo 12 conectada a la fuente de fluido 14, una tubena 16 conectada a la camara de goteo, una valvula corriente arriba 18 para bloquear o permitir el flujo de fluido desde la camara de goteo hasta la tubena y una pluralidad de dedos 20 para crear una zona movil de oclusion a lo largo de la tubena y para empujar el fluido corriente abajo mas alla de la valvula corriente abajo 22. La valvula corriente abajo se usa para bloquear o permitir la salida de fluido, por ejemplo, bloqueando la salida de fluido cuando se abra la valvula corriente arriba. La valvula corriente arriba, los dedos y las valvulas corriente abajo se acoplan tipicamente con los lobulos de leva 24 en el arbol de leva 26 y se hacen rotar mediante el motor y los engranajes asociados 28. Las formas diferentes de los lobulos de leva determinan el momento de apertura y cierre de las valvulas corriente arriba y corriente abajo y la funcion peristaltica de los dedos. En general, un ciclo de bombeo para la bomba es de la forma siguiente: un primer lobulo de leva hace funcionar la valvula corriente arriba para abrir completamente la valvula corriente arriba para admitir un volumen de fluido mientras que un segundo lobulo de leva hace funcionar la valvula de salida para cerrar la valvula corriente abajo; el primer lobulo de leva funciona para cerrar la valvula de entrada y el segundo lobulo de leva funciona para abrir completamente la valvula corriente abajo; un conjunto de lobulos de leva funciona en los dedos de tal manera que los dedos expulsan fluido mas alla de la valvula corriente abajo; el segundo lobulo de leva funciona sobre la valvula corriente abajo para cerrar la valvula corriente abajo; y se repite la secuencia anterior.
Un volumen maximo tfpico para la tubena entre las valvulas corriente arriba y corriente abajo es de 0,160 mililitros. A menudo, el volumen maximo se reduce debido a que los dedos comprimen parcialmente la tubena, por ejemplo, el volumen maximo se reduce a 0,080 mililitros. Como las valvulas corriente arriba y corriente abajo y los dedos se montan todos en un unico arbol de leva, no es posible controlar la cantidad de fluido que entra en la tubena de forma independiente a partir los movimientos de los dedos. La cantidad de fluido que entra en la tubena de la camara de goteo se controla mediante la apertura y el cierre de la valvula corriente arriba; por lo tanto, no es posible controlar la cantidad de fluido que entra en la camara, de forma independiente de los movimientos de los dedos. Es decir, durante cada ciclo de la bomba, la valvula corriente arriba se abre completamente y una cantidad de fluido igual al volumen maximo fluye hasta la tubena desde la camara de goteo. Por lo tanto, la cantidad minima de fluido que entra en la camara de bombeo en cada ciclo de bombeo es de 0,080 mililitros en este caso.
Ciertos regfmenes de infusion requieren caudales muy bajos, por ejemplo, de 0,1 microlitros/hora. La bomba 10 tiene dificultades para mantener la continuidad de flujo en dichos caudales bajos.
El arbol de leva 26 se soporta proximo a cada extremo por rodamientos 30 respectivos. Los rodamientos sostienen el arbol en una posicion que esta fija a excepcion para la rotacion del arbol. La posicion fija es de tal manera que los lobulos de leva 24 son capaces de operar los dedos 14 y de abrir y cerrar las valvulas corriente arriba y corriente abajo. En general, los lobulos de leva se colocan de tal manera que una de las valvulas corriente arriba y corriente abajo esta cerrada en todo momento. Un modo posible de fallo de la bomba 10 es el fallo de algunos o de todos los rodamientos 30. Por ejemplo, los rodamientos pueden fallar de tal manera que el arbol ya no se sostiene en la posicion fija indicada anteriormente y uno o ambos extremos del arbol estan mas lejos del cuerpo. En este caso, los lobulos de leva pueden estar suficientemente lejos de los dedos y/o de las valvulas corriente arriba y corriente abajo de tal manera que los lobulos de leva ya no son capaces de cerrar las valvulas corriente arriba y/o corriente abajo. Por lo tanto, por el fallo de algunos o de todos los rodamientos, la bomba 10 es incapaz de controlar el flujo desde la camara de goteo. Por ejemplo, en la secuencia indicada anteriormente, cuando se abre la valvula corriente arriba, se presume que se cierra la valvula corriente abajo. Sin embargo, si el fallo de los rodamientos da como resultado que el arbol de leva es incapaz de cerrar la valvula corriente abajo, se produce un flujo incontrolado desde la camara de goteo cuando se abre la valvula corriente arriba. Una condicion de flujo incontrolado puede ser extremadamente
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peligrosa para un paciente que reciba una infusion a traves de una bomba 10, por ejemplo, dando como resultado que este infundiendose una dosis peligrosamente alta de un farmaco con la bomba 10.
La Figura 10 es una representacion esquematica de una disposicion de infusion de alimentacion por gravedad de la tecnica anterior. En algunas aplicaciones clmicas, es aceptable el suministro de fluido por gravedad, como se muestra en la figura 10. Para el suministro por gravedad, la fuerza de gravedad es suficientemente fuerte para causar que el fluido fluya desde el contenedor 32 colgado en el poste 34 por la tubena 36 hasta el paciente. Sin embargo, el caudal desde el contenedor 32 no puede controlarse de forma automatica y es diffcil controlar el caudal con precision. Por ejemplo, la abrazadera de rodillo 38 se usa para controlar manualmente el flujo. La abrazadera esta equipada con un rodillo 40 que puede enrollarse a mano para contraer la tubena 14 para comprimir el tubo para controlar el flujo por la tubena desde el contenedor 32. Dicho control manual no es preciso y es muy susceptible a errores humanos.
El documento US 4.838.856 se refiere generalmente a una invencion que controla el flujo de fluidos, tales como fluidos por via intravenosa infundidos en los pacientes medicos. Se induce flujo de fluido desde depositos primarios y secundarios a lo largo de trayectorias de flujo paralelas hasta un dispositivo de infusion comun bajo modos de induccion de bomba por gravedad o con rodillo. El fluido suministrado al dispositivo de infusion se monitoriza por un medidor de flujo para medir su caudal real y ajustar el flujo a lo largo de las trayectorias de flujo paralelas para mantener un caudal seleccionado sustancialmente constante por medio de un sistema de control programado por el que puede efectuarse la seleccion del modo de induccion de flujo y del deposito.
Sumario
La invencion comprende una bomba de infusion como se define en la reivindicacion 1.
De acuerdo con aspectos ilustrados en el presente documento, se proporciona una bomba de infusion, que incluye: un microprocesador programado especialmente; una camara de goteo para su conexion a una fuente de fluido y a una tubena de salida; una seccion de bombeo que incluye una pluralidad de dedos y un primer accionador, controlable usando el microprocesador, para desplazar secuencialmente la pluralidad de dedos para comprimir una primera porcion de la tubena de salida para desplazar el fluido desde la camara de goteo por la tubena de salida; una valvula de entrada dispuesta entre la camara de goteo y la seccion de bombeo y dispuesta para comprimir la tubena de salida para restringir o bloquear el flujo por la tubena de salida; y un segundo accionador, controlable usando el microprocesador, para abrir o cerrar la valvula de entrada independiente del desplazamiento de la pluralidad de dedos; o para operar la valvula de entrada para controlar un mdice de flujo de fluido desde la camara de goteo hasta la porcion de la tubena de salida.
De acuerdo con aspectos ilustrados en el presente documento, se proporciona una bomba de infusion, que incluye: un microprocesador programado especialmente; una camara de goteo para su conexion a una fuente de fluido y a una tubena de salida; un sensor de flujo para medir el flujo; una seccion de bombeo que incluye una pluralidad de dedos, una valvula de salida y un primer accionador para desplazar secuencialmente la pluralidad de dedos para desplazar el fluido por la tubena de salida; una valvula de entrada dispuesta entre la seccion de bombeo y la camara de goteo; y un segundo accionador. Para la deteccion de flujo, por el sensor de flujo, por encima de un nivel predeterminado, el microprocesador es para cerrar la valvula de salida de forma independiente de la valvula de entrada usando el primer accionador y para cerrar la valvula de entrada de forma independiente de la valvula de salida usando el segundo accionador.
De acuerdo con aspectos ilustrados en el presente documento, se proporciona una bomba de infusion, que incluye: un microprocesador programado especialmente; una camara de goteo para su conexion a una fuente de fluido y a una tubena de salida; un sensor de flujo; una seccion de bombeo que incluye una pluralidad de dedos, una valvula de salida y un primer accionador para controlar el funcionamiento de la pluralidad de dedos y de la valvula de salida; una valvula de entrada dispuesta entre la seccion de bombeo y la camara de goteo; y un segundo accionador para operar la valvula de entrada. En un modo de alimentacion por gravedad, el microprocesador: controla el primer accionador para mantener la pluralidad de dedos en posiciones fijas respectivas y para abrir al menos parcialmente la valvula de salida de tal manera que se forma un conducto en la tubena de salida desde la camara de goteo mas alla de la valvula de salida; y controla el segundo accionador, usando los datos del sensor de flujo que incluyen el flujo medido por el sensor de flujo, para operar la valvula de entrada para establecer el flujo desde la camara de goteo hasta la tubena de salida a un caudal deseado. En un modo de bombeo activo, el microprocesador: controla el segundo accionador para abrir y cerrar la valvula de entrada; y controla el primer accionador para operar la pluralidad de dedos para desplazar el fluido por la tubena de salida al caudal deseado.
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De acuerdo con aspectos ilustrados en el presente documento, se proporciona una bomba de infusion, que incluye: un microprocesador programado especialmente; una camara de goteo para su conexion a una fuente de fluido y a una tubena de salida; un sensor de flujo para medir el flujo por la camara de goteo desde la fuente de fluido; una valvula de entrada dispuesta despues de la camara de goteo; y un accionador para operar la valvula de entrada. En un modo de alimentacion por gravedad, el microprocesador: controla el accionador, usando los datos del sensor de flujo que incluyen el flujo medido por el sensor de flujo, para operar la valvula de entrada para establecer el flujo desde la camara de goteo hasta la tubena de salida a un caudal deseado.
De acuerdo con aspectos ilustrados en el presente documento, se proporciona una bomba de infusion, que incluye: un microprocesador programado especialmente; una camara de goteo para su conexion a una fuente de fluido y a una tubena de salida; un sensor de flujo para medir el flujo por la camara de goteo desde la fuente de fluido; un elemento para forzar el fluido hacia fuera de la fuente de fluido; una valvula de entrada dispuesta despues de la camara de goteo; y un accionador para operar la valvula de entrada. En un modo de alimentacion por gravedad, el microprocesador: controla el accionador, usando los datos del sensor de flujo que incluyen el flujo medido por el sensor de flujo, para operar la valvula de entrada para establecer el flujo desde la camara de goteo hasta la tubena de salida a un caudal deseado.
De acuerdo con aspectos ilustrados en el presente documento, se proporciona un procedimiento para infundir un fluido usando una bomba de infusion que incluye un microprocesador programado especialmente; una camara de goteo para su conexion a una fuente de fluido y a una tubena de salida; una seccion de bombeo que incluye una pluralidad de dedos y un primer accionador; una valvula de entrada dispuesta entre la camara de goteo y la seccion de bombeo; y un segundo accionador, controlable usando el microprocesador, que incluye: controlar el primer accionador, usando el microprocesador, para desplazar secuencialmente la pluralidad de dedos para comprimir una primera porcion de la tubena de salida para desplazar el fluido desde la camara de goteo por la tubena de salida; y controlar el segundo accionador, usando el microprocesador, para abrir o cerrar la valvula de entrada independiente del desplazamiento de la pluralidad de dedos o para operar la valvula de entrada para controlar un mdice de flujo de fluido desde la camara de goteo hasta la primera porcion de la tubena de salida.
De acuerdo con aspectos ilustrados en el presente documento, se proporciona un procedimiento para infundir un fluido usando una bomba de infusion que incluye un microprocesador programado especialmente; una camara de goteo para su conexion a una fuente de fluido y a una tubena de salida; un sensor de flujo; una seccion de bombeo que incluye una pluralidad de dedos, una valvula de salida y un primer accionador; una valvula de entrada dispuesta entre la camara de goteo y la seccion de bombeo; y un segundo accionador, controlable usando el microprocesador, que incluye: medir el flujo, usando el sensor de flujo, por la camara de goteo desde la fuente de fluido; desplazar secuencialmente, usando el microprocesador programado especialmente y el primer accionador, la pluralidad de dedos para desplazar el fluido por la tubena de salida; y para la deteccion de flujo, por el sensor de flujo, por encima de un nivel predeterminado: cerrar, usando el microprocesador programado especialmente y el primer accionador, la valvula de salida de forma independiente de la valvula de entrada; o cerrar, usando el microprocesador programado especialmente y el segundo accionador, la valvula de entrada de forma independiente de la valvula de salida.
De acuerdo con aspectos ilustrados en el presente documento, se proporciona un procedimiento para infundir un fluido usando una bomba de infusion que incluye un microprocesador programado especialmente; una camara de goteo para su conexion a una fuente de fluido y a una tubena de salida; un sensor de flujo; una seccion de bombeo que incluye una pluralidad de dedos, una valvula de salida y un primer accionador para controlar el funcionamiento de la pluralidad de dedos; una valvula de entrada dispuesta corriente arriba de la seccion de bombeo; y un segundo accionador para operar la valvula de entrada, que incluye: medir el flujo por la camara de goteo de la fuente de fluido usando el sensor de flujo. En un modo de alimentacion por gravedad, el procedimiento incluye: controlar, usando el microprocesador programado especialmente, el primer accionador para mantener la pluralidad de dedos en posiciones fijas respectivas y para abrir al menos parcialmente la valvula de salida de tal manera que se forma un conducto en la tubena de salida desde la camara de goteo mas alla de la valvula de salida; y controlar, usando el microprocesador programado especialmente y los datos del sensor de flujo, que incluyen el flujo medido por el sensor de flujo, el segundo accionador para operar la valvula de entrada para establecer el flujo desde la camara de goteo hasta la tubena de salida a un caudal deseado. En un modo de bombeo activo, el procedimiento incluye: controlar, usando el microprocesador programado especialmente, el segundo accionador para abrir y cerrar la valvula de entrada; y controlar, usando el microprocesador especialmente programado, el primer accionador para operar la pluralidad de dedos para desplazar el fluido por la tubena de salida al caudal deseado.
De acuerdo con aspectos ilustrados en el presente documento, se proporciona un procedimiento para infundir un fluido usando una bomba de infusion que incluye un microprocesador programado especialmente; una camara de
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goteo para su conexion a una fuente de fluido y a una tubena de salida; un sensor de flujo para medir el flujo; una valvula de entrada dispuesta despues de la camara de goteo; y un accionador para el funcionamiento de la valvula de entrada. El procedimiento incluye: aceptar, usando el microprocesador, los datos del sensor de flujo que incluyen el flujo medido por el sensor de flujo; y, en un modo de alimentacion por gravedad, controlar, usando el microprocesador y los datos, el accionador para operar la valvula de entrada para establecer el flujo desde la camara de goteo hasta la tubena de salida a un caudal deseado.
De acuerdo con aspectos ilustrados en el presente documento, se proporciona un procedimiento para infundir un fluido usando una bomba de infusion que incluye un microprocesador programado especialmente; una camara de goteo para su conexion a una fuente de fluido y a una tubena de salida; un sensor de flujo para medir el flujo de la fuente de fluido; un elemento para forzar el fluido desde la fuente de fluido; una valvula de entrada dispuesta despues de la camara de goteo; y un accionador para operar la valvula de entrada. El procedimiento incluye: aceptar, usando el microprocesador, los datos del sensor de flujo que incluyen el flujo medido por el sensor de flujo; y, en un modo de alimentacion por gravedad, controlar el microprocesador y los datos, el accionador y el sensor de flujo para operar la valvula de entrada para establecer el flujo desde la camara de goteo hasta la tubena de salida a un caudal deseado.
Breve descripcion de los dibujos
Se divulgan diversos modos de realizacion de la invencion, solo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos esquematicos adjuntos en los que sfmbolos de referencia correspondientes indican piezas correspondientes, y en los que:
la figura 1 es una representacion esquematica de una bomba de infusion con control independiente de las valvulas de entrada y de salida;
las figuras 2A a 2G son diagramas esquematicos que ilustran un ciclo de bombeo para la bomba mostrada en la figura 1;
la figura 3 es un grafico que muestra pulsos de flujo para la bomba mostrada en la figura 1;
la figura 4 es una tabla que muestra ejemplos de pulsos de flujo y de volumenes de fluido a un caudal de 0,1 microlitros/hora;
la figura 5 es una representacion pictorica de una porcion de la bomba mostrada en la figura 1 que muestra un rodamiento de arbol de leva;
la figura 6 es una vista en perspectiva de un modo de realizacion ejemplar de una bomba de infusion con control independiente de las valvulas de entrada y de salida y del funcionamiento de baja potencia;
la figura 7 es un detalle de una porcion de la bomba mostrada en la figura 6;
la figura 8 es una representacion esquematica de una bomba de infusion para su uso en el modo de alimentacion por gravedad;
la figura 9 es una representacion esquematica de la bomba peristaltica de la tecnica anterior; y
la figura 10 es una representacion esquematica de una disposicion de infusion de alimentacion por gravedad de la tecnica anterior.
Descripcion detallada
Al principio, debena apreciarse que numeros de dibujos similares en vistas de dibujos diferentes identifican elementos estructurales identicos, o funcionalmente similares, de la divulgacion. Ha de entenderse que la divulgacion como se reivindica no se limita a los aspectos divulgados.
Ademas, se entiende que esta divulgacion no se limita a la metodologfa, a los materiales y a las modificaciones particulares descritos y, como tales, pueden variar por supuesto. Se entiende tambien que la terminologfa usada en el presente documento es para el proposito de describir solo aspectos particulares y que no esta destinada a limitar el alcance de la invencion.
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A menos que se defina de otra manera, todos los terminos tecnicos y cientificos usados en el presente documento tienen el mismo significado como se entiende comunmente por uno de los expertos ordinarios en la tecnica a la que pertenece esta divulgacion. Debena entenderse que cualquier procedimiento, dispositivo o material similar o equivalente a los descritos en el presente documento puede usarse en la practica o en el ensayo de la divulgacion.
La figura 1 es una representacion esquematica de la bomba de infusion 100 con control independiente de las valvulas de entrada y de salida. La bomba 100 incluye un microprocesador programado especialmente 102 y una camara de goteo 104 para su conexion a la fuente 106 de fluido y a la tubena de salida 108. La bomba incluye un sensor de flujo, o medidor de flujo, 110 para medir el flujo por la camara de goteo y una seccion de bombeo 112 que incluye una pluralidad de dedos 114, una valvula de salida, o valvula corriente abajo, 116 y un accionador 118. La seccion de bombeo no se limita a un numero particular de dedos 114. El accionador 118 es controlable usando el microprocesador, para hacer rotar el arbol de leva 119 y los lobulos de leva 120 de tal manera que los lobulos de leva contactan con la pluralidad de dedos para desplazar secuencialmente la pluralidad de dedos para comprimir la porcion 121 de la tubena de salida contra una estructura de soporte, tal como la platina de soporte 122, para desplazar el fluido desde la camara de goteo por la tubena de salida y mas alla de la valvula de salida. La porcion 121 puede considerarse tambien la porcion de la tubena entre las valvulas de entrada y de salida. El arbol 119 y los lobulos de leva 120 pueden desplazar los dedos de cualquier manera conocida en la tecnica. La rotacion del arbol 119 y de los lobulos de leva 120 controla tambien la apertura y el cierre de la valvula 116.
La bomba incluye tambien una valvula de entrada, o valvula corriente arriba, 124 dispuesta entre la camara de goteo y la seccion de bombeo, y el accionador 126, controlable usando el microprocesador. El accionador 126 se dispone para operar la valvula de entrada, por ejemplo, para abrir o cerrar la valvula de entrada, o colocar la valvula de entrada entre las posiciones abierta y cerrada, independiente del desplazamiento de la pluralidad de dedos; o para operar la valvula de entrada, por ejemplo, para colocar la valvula de entrada entre una posicion abierta o cerrada, para controlar un mdice de flujo de fluido desde la camara de goteo hasta la tubena de salida, como se describe con mas detalle a continuacion.
Las figuras 2A a 2G son diagramas esquematicos que ilustran un ciclo de bombeo para la bomba 100 mostrada en la figura 1. Lo siguiente debena verse segun las figuras 1 a 2G. La bomba 100 permite la ejecucion de caudales continuos extremadamente bajos. Por ejemplo, la bomba 100 es compatible con la clasificacion de Excelente del Instituto ECRI para la continuidad de flujo a caudales bajos, que requiere que un penodo de ausencia de flujo en un regimen de infusion sea menor que 20 segundos. En un ejemplo de modo de realizacion, el microprocesador programado especialmente es para implementar el siguiente ejemplo de esquema de infusion, que puede ser un regimen de caudal bajo. Como se muestra en la figura 2A, en el inicio de un ciclo de bomba para el regimen de infusion, el microprocesador controla el accionador 126 para cerrar la valvula de entrada y controla el accionador 118 para cerrar la valvula de salida y para mover los dedos para la compresion maxima de la tubena por los dedos. Como se muestra en la figura 2B, el accionador 118 retrae los dedos, mientras que las valvulas permanecen cerradas, para crear un vacfo en la porcion 121 de la tubena de salida, es decir, en el conducto formado por la porcion 121.
Como se muestra en la figura 2C, el microprocesador controla el accionador 126 para desplazar la valvula de entrada para hacer fluir un volumen espedfico de fluido, como se mide por el sensor 110, desde la camara de goteo hasta la porcion 121 de la tubena de salida. Por volumen especificado entendemos un volumen particular que se introduce en el microprocesador, se almacena en la memoria 128 del microprocesador o se calcula por el microprocesador. En general, el volumen especificado se asocia con un flujo de fluido deseado para lograr el resultado deseado del sistema de infusion. El sensor 110 monitoriza el flujo por la camara de goteo hasta la porcion 121 de la tubena. En un ejemplo de modo de realizacion, la valvula de entrada es colocable continuamente entre una posicion completamente cerrada y una posicion completamente abierta. Por ejemplo, una posicion de la valvula de entrada no se limita a una serie de posiciones paso a paso, lo que sena el caso si el accionador 126 fuera un motor paso a paso. Dicha colocacion continua aumenta en gran medida la precision y el intervalo de caudales, desde la camara de goteo hasta la porcion 121, ejecutable usando la valvula de entrada.
Como se muestra en la figura 2D, despues de que el volumen especificado de fluido ha fluido por la camara de goteo hasta la porcion 121 de la tubena, por ejemplo, como se mide por el sensor 110, el microprocesador controla el accionador 126 para cerrar la valvula de entrada. Como se muestra en la figura 2E, el microprocesador controla entonces el accionador 118 para operar la valvula de salida, por ejemplo, para abrir completamente la valvula de salida. Como se muestra en la figura 2F, el microprocesador controla el accionador 118 para desplazar la pluralidad de dedos para expulsar el volumen especificado de fluido mas alla de la valvula de salida dentro de un primer penodo de tiempo especificado. Por penodo de tiempo especificado entendemos un penodo de tiempo particular
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que se introduce en el microprocesador, se almacena en la memoria por el microprocesador o se calcula por el microprocesador. En general, el penodo de tiempo especificado se asocia con un resultado deseado del esquema de infusion o del funcionamiento requerido de la bomba. Por ejemplo, el penodo de tiempo especificado puede asociarse con la clasificacion de Excelente del Instituto ECRI para la continuidad de flujo a caudales bajos. Como se entiende en la tecnica, un penodo de tiempo para infundir el volumen especificado se asocia usualmente con el volumen especificado y este penodo de tiempo puede ser el primer periodo de tiempo especificado indicado anteriormente. Al final del primer penodo de tiempo especificado, como se muestra en la figura 2G, el microprocesador controla el accionador 118 para cerrar la valvula de salida, completando el ciclo de bombeo.
Como se indica a continuacion, el ciclo descrito anteriormente se repite tfpicamente a una frecuencia particular para alcanzar un caudal deseado durante un periodo de tiempo mas largo.
En un ejemplo de modo de realizacion, la tubena 108 se comprime entre los dedos y la platina de soporte de modo que la tubena se comprime parcialmente, reduciendo la cantidad maxima indicada anteriormente, que, a su vez, reduce el volumen de la porcion de entrada de fluido 121 cada vez que se abre la valvula de entrada. En un ejemplo de modo de realizacion, la tubena 108 tiene un diametro interno de aproximadamente una longitud L de 0,1'' para la porcion 122 de la tubena (entre las valvulas de entrada y de salida) que es de alrededor de 1,25." Esta configuracion da como resultado un volumen maximo de aproximadamente 0,160 mililitros para la porcion 121. En el ejemplo siguiente, el volumen maximo se reduce a aproximadamente 0,080 mililitros.
La figura 3 es un grafico que muestra ejemplos de pulsos de flujo para la bomba 100 mostrada en la figura 1.
La figura 4 es una tabla que muestra ejemplos de los pulsos de flujo y de volumenes de fluido a un caudal de 0,1 microlitros/hora.
Lo siguiente debena verse segun las figuras 1 a 4. La unidad de medida para el eje x de la grafica es el segundo y la unidad de medida para el eje y es el microlitro de fluido desde la fuente 106. La clasificacion de Excelente del ECRI para la continuidad de flujo a un caudal bajo requiere que el penodo de ausencia de flujo sea inferior a 20 segundos. Por ejemplo, el penodo de tiempo entre las figuras 2A y 2F debe ser inferior a 20 segundos. El microprocesador controla el accionador 126 para desplazar la valvula de entrada para generar los pulsos de flujo 130, es decir, para hacer fluir un volumen especificado de fluido desde la camara de goteo hasta la porcion 121 de la tubena de salida. Los pulsos de flujo 130A y B se muestran en la figura 3. Como ejemplo, dichos pulsos se generan en la porcion de un ciclo de bombeo mostrada en la figura 2C. En la figura 3, los pulsos estan dimensionados y se separan para implementar un flujo de 0,1 microlitros/h. Debena entenderse que son posibles otros pulsos de flujo, por ejemplo, como se muestra en la figura 4.
Como se muestra en las figuras 3 y 4, una variedad de pulsos 130 puede generarse para implementar el ciclo de bombeo mostrado en las figuras 2A a 2G. Por ejemplo, el pulso 130A es aproximadamente de dos segundos de duracion y la expulsion posterior de fluido de la porcion 121 se hace en aproximadamente 18 segundos. Como el otro ejemplo, el pulso 130B es aproximadamente de 10 segundos de duracion y la expulsion posterior de fluido de la porcion 121 se hace en aproximadamente 10 segundos. Por lo tanto, para generar un mdice de 0,1 microlitros/h con los pulsos 130A, la bomba 100 suministra los pulsos 130A (figuras 2F y 2G) aproximadamente 164 veces por hora y cada pulso suministra aproximadamente 0,61 microlitros de fluido. Para generar un mdice de 0,1 microlitros/h con los pulsos 130B, la bomba 100 suministra los pulsos 130B (figuras 2F y 2G) aproximadamente 120 veces por hora y cada pulso suministra aproximadamente 0,83 microlitros de fluido. Debena entenderse que las combinaciones de anchos de pulso diferentes, por ejemplo, las combinaciones de pulsos mostradas en la figura 4, pueden usarse durante un regimen de infusion. Otras combinaciones de numero de pulsos y de pulsos de flujo son tambien posibles para lograr el caudal deseable y un penodo de ausencia de flujo de menos de 20 segundos. Por ejemplo, para el caudal de 0,1 mililitros/h o de 100 microlitros/h, es posible tener 10 pulsos de flujo por hora, cada uno de los cuales tiene 10 microlitros de fluido y se suministra a la seccion 121 en menos de 20 segundos. El fluido puede expulsarse entonces en 5 minutos y 40 segundos.
Para proporcionar mejor la continuidad de flujo a caudales bajos, la cantidad de la porcion de entrada de fluido 121 de la tubena se hace mas pequena que el volumen total disponible en la porcion 121. Por ejemplo, cuando el volumen total disponible es de 0,080 mililitros, la cantidad de la porcion de entrada de fluido 121, por ejemplo, los pulsos 130, es mucho menor que el volumen disponible, como se muestra en la figura 4. Hacer fluir dicha cantidad relativamente pequena de fluido solo puede hacerse si el flujo dentro de la porcion 121 se controla por separado del movimiento de los dedos en la camara de bombeo, como se ha descrito y mostrado anteriormente en las figuras 2A a 2G. El arbol 119 gira una vez durante el ciclo de bombeo mostrado en las figuras 2A-2G. Por ejemplo, para
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implementar un regimen de infusion de 0,1 microlitros/hora, el arbol 119 gira una vez a cada aproximadamente 6 minutes.
Al usar los pulsos 130A y con un volumen maximo disponible para la porcion 121 igual a 0,80 mililitros, la cantidad de porcion de entrada de fluido 121 en cada ciclo de bombeo no es mas que el 0,7 por ciento del volumen maximo para la porcion 121. Al usar los pulsos 130A y con un volumen maximo disponible para la porcion 121 igual a 0,80 mililitros, el pertedo de ausencia de flujo para los pulsos 128A es de aproximadamente 2 segundos o de aproximadamente el 10 por ciento del periodo maximo de ausencia de flujo de menos de 20 segundos necesarios para el cumplimiento de la clasificacion de Excelente de la ECRI para la continuidad de flujo a un caudal bajo. Debena entenderse que la bomba 100 no se limita a esta proporcion de la porcion de entrada de fluido 121 y del volumen maximo de porcion 121 y que son posibles otras proporciones, por ejemplo, como se muestra en la figura 4
En contraste, como se indico supra, como, para una bomba peristaltica tfpica de la tecnica anterior, las valvulas y los dedos se montan todos en un unico arbol de leva, no es posible controlar la cantidad de fluido que entra en la camara de forma independiente de los movimientos de los dedos. Por lo tanto, con un volumen reducido de 0,080 mililitros para la tubena de salida, para generar 0,1 microlitros/h, la tubena de salida de la bomba de la tecnica anterior ha de bombearse en un ciclo durante un periodo de 48 min con los problemas consiguientes indicados anteriormente.
Una secuencia de bombeo para un esquema de infusion, tal como el mostrado en las figuras 2A a 2G, puede implementarse en una secuencia periodica, por ejemplo, repitiendo la secuencia de bombeo mostrada en las figuras 2A a 2G, para controlar el flujo por la camara de goteo. Por ejemplo, un caudal particular, tal como 0,1 microlitros/hora, puede ejecutarse repitiendo la secuencia de bombeo mostrada en las figuras 2A a 2G.
El sensor de flujo 110 conjuntamente con los accionadores 118 y 126 permiten el corte redundante del flujo desde la camara de goteo, por ejemplo, en el caso de un caso de flujo alto. En un modo de realizacion, el valor umbral 132 para el flujo detectado por el sensor 110 se almacena en el elemento de memoria 128. Este valor puede estar fijo o puede ser dependiente del caudal para un regimen de infusion particular que este ejecutandose por la bomba, por ejemplo, el valor 132 podna ser un porcentaje del caudal. El microprocesador usa el valor 132 para determinar si se esta produciendo un caso de flujo alto y si responde en consecuencia. Por ejemplo, para la deteccion de flujo, por el sensor de flujo, por encima de un nivel predeterminado, tal como el valor 132, el microprocesador es para usar el accionador 118 para cerrar la valvula de salida de forma independiente de la valvula de entrada y/o usar el accionador 126 para cerrar la valvula de entrada de forma independiente de la valvula de salida. Por tanto, incluso si falla uno o el otro de los accionadores 118 o 126, puede bloquearse el flujo desde la camara de goteo y la porcion 121. El valor 132 puede recibirse por el microprocesador como entrada o puede calcularse mediante el microprocesador.
La figura 5 es una representacion pictorica de la bomba 100 mostrada en la figura 1 que muestra el rodamiento de arbol de leva 134. Lo siguiente debena verse segun las figuras 1 y 5. El arbol de leva 119 se soporta proximo a cada extremo por los rodamientos respectivos, por ejemplo, el rodamiento 134 en el extremo corriente abajo del arbol. Los rodamientos sostienen el arbol en una posicion que esta fija a excepcion para la rotacion del arbol. Es decir, el rodamiento fija el arbol mientras permite la rotacion del arbol, por ejemplo, para colocar los lobulos de leva 120A y 120B para operar la valvula de salida 116 y los dedos 114, respectivamente.
Como se ha indicado supra, un modo posible de error para una bomba con un arbol de leva es el fallo de los rodamientos para el arbol de leva. Por ejemplo, como se muestra en la figura 5, si falla el rodamiento 134, el extremo 136 puede desplazarse en el sentido D, lejos de la porcion principal de la bomba. Un resultado del desplazamiento del extremo 136 es que los lobulos de leva 120 pueden desplazarse suficientemente lejos de los dedos y de la valvula de salida de tal manera que los lobulos de leva ya no son capaces de cerrar la valvula de salida o que los dedos ya no son capaces de comprimir completamente la porcion 121 de la tubena. Sin embargo, como la valvula 124 se controla por separado del arbol de leva 119 a traves del accionador 126, la valvula 124 puede accionarse para bloquear la tubena independientemente del estado del arbol de leva. Por lo tanto, aunque el fallo de uno o ambos rodamientos pueden volver a los dedos 114 y a la valvula 116 incapaces de controlar o bloquear el flujo por la tubena, de forma independiente la valvula 124 accionada es todavfa capaz de proporcionar un bloqueo de flujo para evitar una peligrosa condicion de flujo no controlada.
La bomba 100 proporciona tambien un ahorro de energfa. En un ejemplo de modo de realizacion, la bomba 100 es conmutable entre un modo de alimentacion por gravedad y un modo de bombeo activo. Por ejemplo, el modo por defecto de funcionamiento es el modo de alimentacion por gravedad y la bomba 100 funciona de este modo a
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menos que se detecte un flujo inadecuado tal como se describe a continuacion. El microprocesador hace funcionar el accionador 118 para mantener la pluralidad de dedos en posiciones fijas respectivas y para abrir la valvula de salida de tal manera que se forma un conducto en la tubena de salida entre las valvulas de entrada y de salida. Por ejemplo, los dedos se desplazan para comprimir la tubena hasta cierto punto especificado (cerrando parcialmente el conducto por la porcion 121) o se desplazan de tal manera que se abre el conducto completamente. La ubicacion real de los dedos y el volumen resultante para el conducto pueden determinarse de acuerdo al regimen de infusion que se implementa por la bomba 100.
El microprocesador controla el accionador 126, usando, por ejemplo, una retroalimentacion desde el sensor de flujo, para operar la valvula de entrada para establecer el flujo desde la camara de goteo hasta la tubena de salida a un caudal deseado. Por caudal deseado entendemos un caudal particular que se introduce en el microprocesador, se almacena en la memoria 128 del microprocesador o se calcula mediante el microprocesador. En general, el caudal deseado se asocia con un resultado deseado del esquema de infusion. Como ejemplo, para que se infunda un medicamento particular a traves del sistema de infusion, se necesita un caudal particular para alcanzar un efecto terapeutico deseado.
En un ejemplo de modo de realizacion, siempre y cuando la fuerza de gravedad sea suficiente para proporcionar el caudal de flujo deseado, se usa el modo de alimentacion por gravedad. Por ejemplo, siempre y cuando el funcionamiento de la valvula de entrada sea capaz de proporcionar el caudal deseado, la bomba funciona en el modo de alimentacion por gravedad. Si el funcionamiento en el modo de alimentacion por gravedad no es capaz de proporcionar el caudal deseado, la bomba conmuta de forma automatica al modo de bombeo activo. Por ejemplo, si la valvula de entrada se abre completamente y el sensor de flujo mide el flujo menor que un umbral relativo al caudal deseado, por ejemplo, un porcentaje especificado del caudal, el microprocesador conmuta al modo de bombeo activo. En general, el modo de bombeo activo incluye un funcionamiento coordinado de las valvulas de entrada y de salida y de los dedos para introducir el fluido en la porcion 121 y expulsar el fluido mas alla de la valvula de salida. El ciclo de bombeo mostrado en las figuras 2A a 2G es un ejemplo del funcionamiento en el modo de bombeo activo. Debena entenderse que el modo de bombeo activo no se limita al ciclo de bombeo mostrado en las figuras 2A a 2G.
La figura 6 es una vista en perspectiva de un modo de realizacion ejemplar de la bomba de infusion 100 con control independiente de las valvulas de entrada y de salida y del funcionamiento de baja potencia.
La figura 7 es un detalle de una porcion de bomba 100 mostrada en la figura 6. Lo siguiente debena verse segun las figuras 6 y 7. Las figuras 6 y 7 muestran una construccion ejemplar de al menos porciones de una bomba con control independiente de las valvulas de entrada y de salida y otras funciones descritas supra. Debena entenderse que una bomba con control independiente de las valvulas de entrada y de salida y de otras funciones descritas supra no se limita a la configuracion mostrada en las figuras 6 y 7.
La figura 8 es una representacion esquematica de la bomba de infusion 200 para su uso en el modo de alimentacion por gravedad. La bomba 200 incluye el microprocesador programado especialmente 102 y la camara de goteo 104 para su conexion a la fuente 106 de fluido y a la tubena de salida 108. En un modo de realizacion, la fuente de fluido es una bolsa de medicacion. En un modo de realizacion, el elemento 107 se usa para forzar el fluido desde la fuente 106, por ejemplo, para exprimir una bolsa de medicacion, para forzar el fluido desde la fuente 106 y hasta la camara de goteo. Por ejemplo, en el caso de que la fuerza gravitacional sobre el fluido en la fuente 106 no sea suficiente para superar la contrapresion en la tubena 108, por ejemplo, debido a un paciente al que se conecta la tubena, el elemento 107 puede usarse para proporcionar la fuerza adicional necesaria para superar la contrapresion. Cualquier dispositivo conocido en la tecnica puede usarse para el elemento 107.
La bomba incluye el sensor de flujo, o medidor de flujo, 110 para medir el flujo por la camara de goteo y la valvula de entrada 124 dispuesta corriente abajo de la camara de goteo. El accionador 126 es controlable usando el microprocesador para regular el flujo por la tubena 108. El accionador 126 se dispone para operar la valvula de entrada, por ejemplo, para abrir o cerrar la valvula de entrada o para colocar la valvula de entrada entre las posiciones abierta y cerrada, para controlar un mdice de flujo de fluido desde la camara de goteo hasta la tubena de salida. Por lo tanto, la bomba 200 se configura para funcionar en modo de alimentacion por gravedad, por ejemplo, la bomba 200 no incluye una seccion de bombeo, tal como la seccion de bombeo 112 para la bomba 100 en la figura 1, para transportar activamente el fluido desde la fuente 106 por la tubena 108. En el modo de alimentacion por gravedad, el flujo puede ser a traves de la fuerza de gravitacion sola o puede ser a traves de una combinacion de fuerza de gravitacion y de fuerza aplicada por el elemento 107.
En el modo de alimentacion por gravedad, el microprocesador se dispone para controlar el accionador, usando los datos del sensor de flujo, que incluyen el flujo medido por el sensor de flujo, para operar la valvula de entrada para establecer el flujo desde la camara de goteo hasta la tubena de salida a un caudal deseado. Es decir, el microprocesador acepta los datos 202 del sensor de flujo que incluyen el flujo medido por el sensor de flujo y 5 controla, usando los datos, el accionador para operar la valvula de entrada para establecer el flujo de la camara de goteo por la tubena de salida a un caudal deseado. La discusion para la bomba 100 con respecto a un caudal deseado es aplicable a la figura 8 y a la bomba 200. La bomba 200 se dispone para ocluir la tubena, a traves de la valvula 124, en respuesta a condiciones de emergencia o de alarma.
Aunque las bombas 100 y 200 se han mostrado con una configuracion particular de los componentes, debena 10 entenderse que las bombas de 100 y 200 no se limitan a la configuracion particular de los componentes mostrados y que son posibles otras configuraciones de componentes.
Claims (12)
- 51015202530354045REIVINDICACIONES1. Una bomba de infusion (100), que comprende:un microprocesador programado especialmente (102); una camara de goteo (104) para su conexion a una fuente (106) de fluido y a una tubena de salida (108); una seccion de bombeo (112) que incluye una pluralidad de dedos (114) y un primer accionador (126), controlable usando el microprocesador, para desplazar secuencialmente la pluralidad de dedos para comprimir secuencialmente una primera porcion (121) de la tubena de salida para desplazar el fluido desde la camara de goteo por la tubena de salida; una valvula de entrada (124) dispuesta entre la camara de goteo y la seccion de bombeo y dispuesta para comprimir la tubena de salida para restringir o bloquear el flujo por la tubena de salida; y un segundo accionador (118), controlable usando el microprocesador, para al menos uno de:abrir o cerrar la valvula de entrada independiente del desplazamiento de la pluralidad de dedos; y operar la valvula de entrada para controlar un mdice de flujo de fluido desde la camara de goteo hasta la primera porcion de la tubena de salida.
- 2. La bomba de infusion (100) de la reivindicacion 1, en la que:la seccion de bombeo (112) incluye una valvula de salida (116); la tubena de salida incluye una segunda porcion (121) entre las valvulas de entrada (124) y de salida; y el microprocesador programado especialmente (102) es para:controlar el segundo accionador (118) para: operar la valvula de entrada para permitir el flujo de un volumen especificado de fluido desde la camara de goteo (104) hasta la segunda porcion de la tubena de salida mientras que se controla el primer accionador (126) para cerrar la valvula de salida y mantener la pluralidad de dedos (114) en posiciones fijas respectivas; y cerrar la valvula de entrada despues de que el volumen de fluido especificado haya fluido hasta la segunda porcion de la tubena de salida; ycontrolar el primer accionador para:abrir completamente la valvula de salida y desplazar la pluralidad de dedos para expulsar el volumen de fluido especificado mas alla de la valvula de salida dentro de un primer penodo de tiempo especificado; y cerrar la valvula de salida al final del primer penodo de tiempo especificado.
- 3. La bomba de infusion (100) de la reivindicacion 1, que comprende ademas un sensor de flujo (110) para medir el flujo de la fuente (106) de fluido, en la que:la seccion de bombeo (112) incluye una valvula de salida (116); y el microprocesador (102) es para:almacenar o calcular un caudal deseado; recibir los datos del sensor de flujo que incluyen la medicion de flujo desde la fuente de fluido; y operar la valvula de entrada (124) de tal manera que la medicion de flujo coincide con el caudal deseado.
- 4. La bomba de infusion (100) de la reivindicacion 1, que comprende ademas un sensor de flujo (110) para medir el flujo de la fuente (106) de fluido, en la que:la seccion de bombeo (112) incluye una valvula de salida (116); y, para la deteccion, por el sensor de flujo, del flujo por encima de un nivel predeterminado, el microprocesador (102) es para:cerrar la valvula de salida de forma independiente de la valvula de entrada (124) usando el primer accionador (126); o cerrar la valvula de entrada de forma independiente de la valvula de salida usando el segundo accionador (118).
- 5. La bomba de infusion (100) de la reivindicacion 1, que comprende ademas un sensor de flujo (110) para medir el flujo de la fuente (106) de fluido, en la que:la seccion de bombeo (112) incluye una valvula de salida (116); en un modo de alimentacion por gravedad, el microprocesador (102):controla el primer accionador (126) para mantener la pluralidad de dedos (114) en posiciones fijas respectivas y para abrir al menos parcialmente la valvula de salida de tal manera que se forma un conducto510152025303540en la tubena de salida (108) entre las valvulas de entrada (124) y de salida; y controla el segundo accionador (118), usando los datos del sensor de flujo que incluyen el flujo medido por el sensor de flujo, para operar la valvula de entrada para establecer el flujo desde la camara de goteo (104) hasta la tubena de salida a un caudal deseado; y,en un modo de bombeo activo, el microprocesador:controla el segundo accionador para abrir y cerrar la valvula de entrada; y controla el primer accionador para operar la pluralidad de dedos para desplazar el fluido por la tubena de salida al caudal deseado.
- 6. La bomba de infusion (100) de la reivindicacion 1, en la que, para la deteccion de flujo, por el sensor de flujo (110), por encima de un nivel predeterminado, el microprocesador (102) es para:cerrar la valvula de salida (116) de forma independiente de la valvula de entrada (124) usando el primer accionador (126); o,cerrar la valvula de entrada de forma independiente de la valvula de salida usando el segundo accionador (118).
- 7. La bomba de infusion (100) de la reivindicacion 6, que comprende ademas:un arbol de leva (119) en una posicion fija excepto para la rotacion; y un lobulo de leva (120) dispuesto en el arbol de leva y acoplable con la valvula de salida (116) para cerrar la valvula de salida, en la que:el arbol de leva es rotatorio por el primer accionador (126); yel flujo por encima del nivel predeterminado se origina por el desplazamiento del arbol de leva desde la posicion de tal manera que el lobulo de leva no puede cerrar la valvula de salida.
- 8. La bomba de infusion (100) de la reivindicacion 1, en la que:en un modo de alimentacion por gravedad, el microprocesador (102):controla el primer accionador (126) para mantener la pluralidad de dedos (114) en posiciones fijas respectivas y para abrir al menos parcialmente la valvula de salida (116) de tal manera que se forma un conducto en la tubena de salida (108) desde la camara de goteo (104) mas alla de la valvula de salida; y,controla el segundo accionador (118), usando los datos del sensor de flujo (110) que incluyen el flujo medido por el sensor de flujo, para operar la valvula de entrada (124) para establecer el flujo desde la camara de goteo hasta la tubena de salida a un caudal deseado; y, en un modo de bombeo activo, el microprocesador:controla el segundo accionador para abrir y cerrar la valvula de entrada; y controla el primer accionador para operar la pluralidad de dedos para desplazar el fluido por la tubena de salida al caudal deseado.
- 9. La bomba de infusion (100) de la reivindicacion 8 en la que el segundo accionador (118) es para operar la valvula de entrada (124), de tal manera que la valvula de entrada es posicionable continuamente entre una posicion completamente abierta y una posicion completamente cerrada.
- 10. La bomba de infusion (100) de la reivindicacion 8, en la que:en el modo de alimentacion por gravedad:la valvula de entrada (124) se abre completamente o se abre dentro de una porcion especificada de una posicion completamente abierta para la valvula de entrada; y el flujo medido por la camara de goteo (104) de la fuente (106) de fluido es menor que el caudal deseado;el microprocesador (102) conmuta automaticamente l aoperacion de la bomba de infusion al modo de bombeo activo.
- 11. La bomba de infusion (100) de la reivindicacion 8, en la que:el microprocesador programado especialmente (102) incluye un elemento de memoria (128) para almacenar el caudal deseado; oel microprocesador especialmente programado es para recibir la entrada que incluye el caudal deseado; o el microprocesador especialmente programado es para calcular el caudal deseado.
- 12. La bomba de infusion (100) de la reivindicacion 1, caracterizada ademas porque: la seccion de bombeo (112) incluye una valvula de salida (116); y5 la seccion de bombeo con la pluralidad de dedos (114) se configura para actuar sobre la primera porcion(121) de la tubena de salida ubicada entre la valvula de entrada (124) y la valvula de salida.
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