ES2957387T3 - Tubos médicos que comprenden filamentos conductores y métodos de fabricación - Google Patents
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Abstract
La divulgación se refiere a tubos médicos y métodos de fabricación de tubos médicos. El tubo puede ser una estructura compuesta hecha de dos o más componentes distintos que están enrollados en espiral para formar un tubo alargado. Por ejemplo, uno de los componentes puede ser un cuerpo hueco alargado enrollado en espiral, y el otro componente puede ser un componente estructural alargado también enrollado en espiral entre vueltas del cuerpo hueco enrollado en espiral. Sin embargo, no es necesario que el tubo esté fabricado a partir de componentes distintos. Por ejemplo, un cuerpo hueco alargado formado (por ejemplo, extruido) a partir de un único material puede enrollarse en espiral para formar un tubo alargado. El propio cuerpo hueco alargado puede tener en sección transversal una porción de pared delgada y una porción de refuerzo relativamente más gruesa o más rígida. Los tubos pueden incorporarse a una variedad de circuitos médicos o pueden emplearse para otros usos médicos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Tubos médicos que comprenden filamentos conductores y métodos de fabricación
Antecedentes
Campo
La presente divulgación se refiere en general a tubos adecuados para uso médico y en particular a tubos para su uso en circuitos médicos adecuados para proporcionar gases a y/o retirar gases de un paciente, tal como en presión positiva en las vías respiratorias (PAP), respirador, anestesia, ventilador y sistemas de insuflación.
Descripción de la técnica relacionada
En los circuitos médicos, diversos componentes transportan gases templados y/o humidificados a y desde los pacientes. Por ejemplo, en algunos circuitos de respiración tales como PAP o circuitos de respiración asistida, los gases inhalados por un paciente se administran desde un calentador-humidificador a través de un tubo inspiratorio. Como otro ejemplo, los tubos pueden suministrar gas humidificado (comúnmente CO<2>) en la cavidad abdominal en los circuitos de insuflación. Esto puede ayudar a prevenir el "secado" de los órganos internos del paciente, y puede disminuir la cantidad de tiempo necesaria para la recuperación de la cirugía. Los tubos no calentados permiten una pérdida de calor significativa al enfriamiento ambiente. Este enfriamiento puede dar como resultado la condensación no deseada o "lluvia" a lo largo de la longitud del tubo que transporta el aire humidificado templado. Sigue existiendo la necesidad de tubos que aíslen contra la pérdida de calor y, por ejemplo, permitan el control mejorado de la temperatura y/o humedad en los circuitos médicos. El documento US2004/0244858A1 divulga una manguera en espiral formada a partir de un miembro en espiral duro, que puede tener una sección transfersal hueca, y un miembro en espiral blando delgado, extendiéndose el miembro en espiral blando delgado entre y unido a bobinas adyacentes del miembro en espiral duro.
Sumario
Los aspectos de la invención se establecen en las reivindicaciones independientes y las realizaciones preferidas se exponen en las reivindicaciones dependientes. Se divulgan en el presente documento tubos médicos y métodos de fabricación de tubos médicos en diversas realizaciones. En algunas realizaciones, el tubo puede ser una estructura compuesta fabricada de dos o más componentes distintos que se enrollan en espiral para formar un tubo alargado. Por ejemplo, uno de los componentes puede ser un cuerpo hueco alargado enrollado en espiral, y el otro componente puede ser un componente estructural alargado también enrollado en espiral entre las espiras del cuerpo hueco enrollado en espiral. En otras realizaciones, no se necesita que el tubo se fabrique de distintos componentes. Por ejemplo, un cuerpo hueco alargado formado (por ejemplo, extruido) a partir de un único material se puede enrollar en espiral para formar un tubo alargado. El cuerpo hueco alargado en sí puede tener en sección transversal una porción de pared delgada y una porción de refuerzo relativamente más gruesa o más rígida. Los tubos se pueden incorporar en varios circuitos médicos o se pueden emplear para otros usos médicos.
En al menos una realización, un tubo compuesto puede comprender un primer miembro alargado que comprende un cuerpo hueco enrollado en espiral para formar al menos en parte un tubo alargado que tiene un eje longitudinal, una luz que se extiende a lo largo del eje longitudinal y una pared hueca que rodea la luz. Un segundo miembro alargado puede estar enrollado en espiral y unido entre espiras adyacentes del primer miembro alargado, formando el segundo miembro alargado al menos una porción de la luz del tubo alargado. El nombre "primer miembro alargado" y "segundo miembro alargado" no connotan necesariamente un orden, tal como el orden en que se ensamblan los componentes. Como se describe en el presente documento, el primer miembro alargado y el segundo miembro alargado también pueden ser porciones de un único elemento con forma de tubo.
En diversas realizaciones, el componente anterior tiene una, algunas, o todas de las siguientes propiedades, así como las propiedades descritas en cualquier parte en la presente divulgación.
El primer miembro alargado puede ser un tubo. El primer miembro alargado puede formar en sección transversal longitudinal una pluralidad de burbujas con una superficie aplanada en la luz. Las burbujas adyacentes se pueden separar por un hueco por encima del segundo miembro alargado, o pueden no estar directamente conectadas entre sí. Las burbujas pueden tener perforaciones. El segundo miembro alargado puede tener una sección longitudinal transversal que es más ancha proximal a la luz y más estrecha a una distancia radial de la luz. Específicamente, el segundo miembro alargado puede tener una sección transversal longitudinal que, en general, es triangular, en general, con forma de T, o, en general, con forma de Y. Se pueden incorporar o encapsular uno o más filamentos conductores en el segundo miembro alargado. El uno o más filamentos conductores pueden ser filamentos de calentamiento (o más específicamente, filamentos de calentamiento por resistencia) y/o filamentos detectores. El tubo puede comprender pares de filamentos conductores, tales como dos o cuatro filamentos conductores. Se pueden formar pares de filamentos conductores en un bucle de conexión en un extremo del tubo compuesto. El uno o más filamentos conductores pueden estar separados de la pared de la luz. En al menos una realización, el segundo miembro alargado puede tener una sección transversal longitudinal que, en general, es triangular, en general, con forma de T, o, en general, con forma de Y, y uno o más filamentos conductores se pueden incorporar o encapsular en el segundo miembro alargado en lados opuestos del triángulo, de la forma de T o de la forma de Y.
El componente anterior según cualquiera o todas de las realizaciones anteriores se puede incorporar en un componente de circuito médico, un tubo inspiratorio, un tubo espiratorio, un componente de PAP, un circuito de insuflación, un componente exploratorio o un componente quirúrgico, entre otras aplicaciones.
También se divulga un método de fabricación de un tubo compuesto. El tubo resultante puede tener una, alguna o todas de las propiedades descritas anteriormente o en cualquier parte en la presente divulgación. En al menos una realización, el método comprende proporcionar un primer miembro alargado que comprende un cuerpo hueco y un segundo miembro alargado configurado para proporcionar soporte estructural para el primer miembro alargado. El segundo miembro alargado se enrolla en espiral alrededor de un mandril con porciones de borde lateral opuestas del segundo miembro alargado que están separadas en envolturas adyacentes, formando así una espiral del segundo miembro alargado. El primer miembro alargado se enrolla en espiral alrededor de la espiral del segundo miembro alargado, de forma que porciones del primer miembro alargado se superpongan a envolturas adyacentes de la espiral del segundo miembro alargado y una porción del primer miembro alargado se disponga adyacente al mandril en el espacio entre las envolturas de la espiral del segundo miembro alargado, formando así una espiral del primer miembro alargado.
En diversas realizaciones, el método anterior puede comprender una, algunas o todas de los siguientes. El método puede comprender suministrar aire a una presión superior a la presión atmosférica a un extremo del primer miembro alargado. El método puede comprender enfriar la espiral del segundo miembro alargado y la primera espiral del miembro alargado, formando así un tubo compuesto que tiene una luz que se extiende a lo largo de un eje longitudinal y un espacio hueco que rodea la luz. El método puede comprender formar el primer miembro alargado. El método puede comprender extruir el primer miembro alargado con una primera prensa extrusora. El método puede comprender formar el segundo miembro alargado. El método puede comprender extruir el segundo miembro alargado con una segunda prensa extrusora. La segunda prensa extrusora se puede configurar para encapsular uno o más filamentos conductores en el segundo miembro alargado. La formación del segundo miembro alargado puede comprender incorporar filamentos conductores en el segundo miembro alargado. Los filamentos conductores pueden ser no reactivos con el segundo miembro alargado. Los filamentos conductores pueden comprender aleaciones de aluminio o cobre u otros materiales conductores. El método puede comprender formar pares de filamentos conductores en un bucle de conexión en un extremo del tubo compuesto. La primera prensa extrusora puede ser distinta de la segunda prensa extrusora.
También se divulga un tubo médico. En al menos una realización, el tubo comprende un cuerpo hueco alargado enrollado en espiral para formar un tubo alargado que tiene un eje longitudinal, una luz que se extiende a lo largo del eje longitudinal y una pared hueca que rodea la luz, en donde el cuerpo hueco alargado tiene en sección transversal una pared que define al menos una porción del cuerpo hueco. El tubo puede comprender además una porción de refuerzo que se extiende a lo largo de una longitud del cuerpo hueco alargado que está situada en espiral entre espiras adyacentes del cuerpo hueco alargado, en donde la porción de refuerzo forma una porción de la luz del tubo alargado. La porción de refuerzo puede ser relativamente más gruesa o más rígida que la pared del cuerpo hueco alargado.
En diversas realizaciones, el tubo anterior tiene una, algunas o todas de las siguientes propiedades, así como las propiedades descritas en cualquier parte en la presente divulgación. La porción de refuerzo se puede formar de la misma pieza de material que el cuerpo hueco alargado. El cuerpo hueco alargado en sección transversal puede comprender dos porciones de refuerzo en lados opuestos del cuerpo hueco alargado, en donde el bobinado en espiral del cuerpo hueco alargado une porciones de refuerzo adyacentes entre sí de forma que bordes opuestos de las porciones de refuerzo toquen espiras adyacentes del cuerpo hueco alargado. Los bordes laterales opuestos de las porciones de refuerzo pueden superponerse sobre espiras adyacentes del cuerpo hueco alargado. La porción de refuerzo se puede fabricar de una pieza separada de material distinto del cuerpo hueco alargado. El cuerpo hueco puede formar en sección transversal longitudinal una pluralidad de burbujas con una superficie aplanada en la luz. Las burbujas pueden tener perforaciones. El tubo médico también puede comprender uno o más filamentos conductores incorporados o encapsulados dentro de la porción de refuerzo. El filamento conductor puede ser un filamento de calentamiento y/o filamento detector. El tubo médico puede comprender dos filamentos conductores, en donde un filamento conductor se incorpora o encapsula en cada una de las porciones de refuerzo. El tubo médico puede comprender dos filamentos conductores situados en solo un lado del cuerpo hueco alargado. Se pueden formar pares de filamentos conductores en un bucle de conexión en un extremo del tubo alargado. El uno o más filamentos pueden estar separados de la pared de la luz.
El tubo anterior según cualquiera o todas de las realizaciones anteriores se puede incorporar en un componente de circuito médico, un tubo inspiratorio, un tubo espiratorio, un componente de PAP, un circuito de insuflación, un componente exploratorio o un componente quirúrgico, entre otras aplicaciones.
También se divulga un método de fabricación de un tubo médico. En al menos una realización, el método comprende enrollar en espiral un cuerpo hueco alargado alrededor de un mandril para formar un tubo alargado que tiene un eje longitudinal, una luz que se extiende a lo largo del eje longitudinal y una pared hueca que rodea la luz, en donde el cuerpo hueco alargado tiene en sección transversal una pared que define al menos una porción del cuerpo hueco y dos porciones de refuerzo en lados opuestos del cuerpo alargado que forma una porción de la pared de la luz, siendo las dos porciones de refuerzo relativamente más gruesas o más rígidas que la pared que define al menos una porción del cuerpo hueco. El método puede comprender además unir porciones de refuerzo adyacentes entre sí de forma que bordes opuestos de las porciones de refuerzo toquen espiras adyacentes del cuerpo hueco alargado.
En diversas realizaciones, el método anterior puede comprender una, alguna o todas de las siguientes propiedades descritas o cualquier otra propiedad descrita en cualquier parte en la presente divulgación. Unir porciones de refuerzo adyacentes entre sí puede provocar que se superpongan los bordes de las porciones de refuerzo. El método puede comprender además suministrar aire a una presión superior a la presión atmosférica a un extremo del cuerpo hueco alargado. El método puede comprender además enfriar el cuerpo hueco alargado para unir las porciones de refuerzo adyacentes entre sí. El método puede comprender además extruir el cuerpo hueco alargado. El método puede comprender además incorporar filamentos conductores en las porciones de refuerzo. El método puede comprender además formar pares de filamentos conductores en un bucle de conexión en un extremo del tubo alargado.
Para los fines de resumen de la invención, se han descrito en el presente documento ciertos aspectos, ventajas y características novedosas de la invención. Se debe entender que no necesariamente todas aquellas ventajas se pueden lograr según cualquier realización particular de la invención. Así, la invención puede ser integrada o llevada a cabo de un modo que logre u optimice una ventaja o grupo de ventajas como se enseña en el presente documento sin lograr necesariamente otras ventajas que puedan ser enseñadas o sugeridas en el presente documento.
Breve descripción de los dibujos
Las realizaciones de ejemplo que implementan las diversas características de los sistemas y métodos divulgados se describirán ahora con referencia a los dibujos. Los dibujos y las descripciones asociadas se proporcionan para ilustrar realizaciones y no para limitar el alcance de la divulgación.
La FIG.1muestra una ilustración esquemática de un circuito médico que incorpora uno o más tubos médicos.
La FIG.2Amuestra una vista en planta lateral de una sección de un tubo compuesto de ejemplo.
La FIG.2Bmuestra una sección transversal longitudinal de una porción superior de un tubo similar al tubo compuesto de ejemplo de la FIG.2A.
La FIG.2Cmuestra otra sección transversal longitudinal que ilustra un primer miembro alargado en el tubo compuesto.
La FIG.2Dmuestra otra sección transversal longitudinal de una porción superior de un tubo.
La FIG.2Emuestra otra sección transversal longitudinal de una porción superior de un tubo.
La FIG.3Amuestra una sección transversal de un segundo miembro alargado en el tubo compuesto.
La FIG.3Bmuestra otra sección transversal de un segundo miembro alargado.
La FIG.3Cmuestra otro segundo miembro alargado de ejemplo.
La FIG.3Dmuestra otro segundo miembro alargado de ejemplo.
La FIG.3Emuestra otro segundo miembro alargado de ejemplo.
La FIG.3Fmuestra otro segundo miembro alargado de ejemplo.
La FIG.3Gmuestra otro segundo miembro alargado de ejemplo.
La FIG.4Amuestra un aspecto en un método para formar el tubo compuesto.
La FIG.4Bmuestra un segundo miembro alargado enrollado en espiral.
La FIG.4Cmuestra otro aspecto en un método para formar el tubo compuesto.
La FIG.4Dmuestra otro aspecto en un método para formar el tubo compuesto.
La FIG.4Emuestra otro aspecto en un método para formar el tubo compuesto.
La FIG.4Fmuestra otro aspecto en un método para formar el tubo compuesto.
Las FIGS.5A-5Bmuestran otro ejemplo que ilustra un único cuerpo hueco alargado que se enrolla en espiral para formar un tubo médico.
Las FIGS.5C-5Fmuestran ejemplos de otro único cuerpo hueco alargado que se enrolla en espiral para formar un tubo médico.
La FIG.6muestra un circuito médico de ejemplo según al menos una realización.
La FIG.7muestra un sistema de insuflación según al menos una realización.
La FIG.8es una ilustración esquemática de un tubo coaxial, según al menos una realización.
Las FIGS.9A-Cmuestran ejemplos de primeras formas de miembro alargado configurado para mejorar la eficiencia térmica.
Las FIGS.9D-Fmuestran ejemplos de disposiciones de filamentos configuradas para mejorar la eficiencia térmica. Las FIGS.10A-Cmuestran ejemplos de apilamiento del primer miembro alargado.
Las FIGS.11A-Ddemuestran propiedades del radio de curvatura de tubos según diversas realizaciones.
En todos los dibujos, se vuelven a utilizar los números de referencia para indicar correspondencia entre elementos referenciados (o similares). Además, el primer dígito de cada número de referencia indica la figura en la que el elemento aparece por primera vez.
Descripción detallada
Se describen a continuación con referencia a las figuras detalles referentes a varias realizaciones ilustrativas para implementar los aparatos y métodos descritos en el presente documento a continuación. La invención no se limita a estas realizaciones descritas.
Circuito de respiración que comprende uno o más tubos médicos
Para un entendimiento más detallado de la divulgación, en primer lugar se hace referencia a la FIG. 1, que muestra un circuito de respiración según al menos una realización, que incluye uno o más tubos médicos. Tubo es un término general y se le da su significado habitual y normal para un experto habitual en la técnica (es decir, no se debe limitar a un significado especial o personalizado) e incluye, sin limitación, pasajes no cilíndricos. Ciertas realizaciones pueden incorporar un tubo compuesto, que se puede definir, en general, como un tubo que comprende dos o más porciones, o, específicamente, en algunas realizaciones, dos o más componentes, como se describe en mayor detalle a continuación. Dicho circuito de respiración puede ser un sistema de presión positiva en las vías respiratorias (PAP) continua, variable o binivel, u otra forma de terapia respiratoria.
Se pueden transportar gases en el circuito de la FIG.1del siguiente modo. Los gases secos pasan de un ventilador/soplante105a un humidificador107,que humidifica los gases secos. El humidificador107conecta con la entrada109(el extremo para recibir gases humidificados) del tubo inspiratorio103por un puerto111,suministrando así gases humidificados al tubo inspiratorio103.Un tubo inspiratorio es un tubo que está configurado para administrar gases de respiración a un paciente, y se puede fabricar de un tubo compuesto como se describe en detalle adicional más adelante. Los gases circulan a través del tubo inspiratorio103hacia la salida113(el extremo para expulsar gases humidificados), y entonces al paciente101a través de una interfase de paciente115conectada a la salida113.
Un tubo espiratorio117también conecta con la interfase de paciente115.Un tubo espiratorio es un tubo que está configurado para mover los gases humidificados exhalados lejos de un paciente. Aquí, el tubo espiratorio117devuelve los gases humidificados exhalados de la interfase del paciente115al ventilador/soplante105.
En este ejemplo, los gases secos entran en el ventilador/soplante105a través de un conducto119.Un ventilador121puede mejorar el flujo de gas en el ventilador/soplante por extracción de aire u otros gases a través del conducto119.El ventilador121puede ser, por ejemplo, un ventilador de velocidad variable, donde un controlador electrónico123controla la velocidad del ventilador. En particular, la función del controlador electrónico123se puede controlar por un controlador maestro electrónico125en respuesta a entradas del controlador maestro125y un valor requerido predeterminado fijado por el usuario (valor prefijado) de presión o velocidad del ventilador por un dial127.
El humidificador107comprende una cámara de humidificación129que contiene un volumen de agua130u otro líquido de humidificación adecuado. Preferentemente, la cámara de humidificación129es desmontable del humidificador107después de uso. La desmontabilidad permite que la cámara de humidificación129sea más fácilmente esterilizada o desechada. Sin embargo, la porción de cámara de humidificación129del humidificador107puede ser una construcción unitaria. El cuerpo de la cámara de humidificación129se puede formar de un vidrio no conductor o material plástico. Pero la cámara de humidificación129también puede incluir componentes conductores. Por ejemplo, la cámara de humidificación129puede incluir una base altamente conductora del calor (por ejemplo, una base de aluminio) que se pone en contacto o se asocia a una placa calentadora131sobre el humidificador107.
El humidificador107también puede incluir controles electrónicos. En este ejemplo, el humidificador107incluye un controlador maestro electrónico, analógico o digital125.Preferentemente, el controlador maestro125es un controlador basado en microprocesador que ejecuta los comandos del software informático almacenados en la memoria asociada. En respuesta a la entrada del valor de humedad o temperatura fijado por el usuario mediante una interfaz de usuario133,por ejemplo, y otras entradas, el controlador maestro125determina cuando (o a qué nivel) energizar la placa calentadora131para calentar el agua130dentro de la cámara de humidificación129.
Se puede incorporar cualquier interfase de paciente115adecuada. Interfase de paciente es un término general y se le da su significado habitual y normal para un experto habitual en la técnica (es decir, no se debe limitar a un significado especial o personalizado) e incluye, sin limitación, máscaras (tales como máscara traqueal, mascarilla y máscaras nasales), cánulas y almohadillas nasales. Se puede conectar una sonda de temperatura135al tubo inspiratorio103cerca de la interfase del paciente115,o a la interfase de paciente115.La sonda de temperatura135monitoriza la temperatura cerca o en la interfase del paciente115.Se puede usar un filamento de calentamiento (no mostrado) asociado a la sonda de temperatura para ajustar la temperatura de la interfase del paciente115y/o tubo inspiratorio103para aumentar la temperatura del tubo inspiratorio103y/o la interfase del paciente115por encima de la temperatura de saturación, reduciéndose así la posibilidad de condensación no deseada.
En la FIG.1,los gases humidificados exhalados se devuelven de la interfase del paciente115al ventilador/soplante105por el tubo espiratorio117.El tubo espiratorio117también puede ser un tubo compuesto, como se describe en mayor detalle más adelante. Sin embargo, el tubo espiratorio117también puede ser un tubo médico previamente conocido en la técnica. En cualquier caso, el tubo espiratorio117puede tener una sonda de temperatura y/o filamento de calentamiento, como se ha descrito anteriormente con respecto al tubo inspiratorio103,integrado con él para reducir la posibilidad de condensación. Además, el tubo espiratorio117no necesita devolver los gases exhalados al ventilador/soplante105.Alternativamente, los gases humidificados exhalados pueden pasar directamente al entorno ambiente o a otro equipo secundario, tal como un lavador de aire/filtro (no mostrado). En ciertas realizaciones, el tubo espiratorio se omite por completo.
Tubos compuestos
La FIG.2Amuestra una vista en planta lateral de una sección del tubo compuesto201de ejemplo.En general, el tubo compuesto201comprende un primer miembro alargado203y un segundo miembro alargado205.Miembro es un término general y se le da su significado habitual y normal para un experto habitual en la técnica (es decir, no se debe limitar a un significado especial o personalizado) e incluye, sin limitación, porciones integrantes, componentes integrantes y componentes distintos. Así, aunque la FIG.2Ailustra una realización hecha de dos componentes distintos, se apreciará que en otras realizaciones (tal como se describe en lasFIGS. 5A-5Da continuación), el primer miembro alargado203y el segundo miembro alargado205también pueden representar regiones en un tubo fabricado de un único material. Así, el primer miembro alargado203puede representar una porción hueca de un tubo, mientras que el segundo miembro alargado205representa un soporte estructural o porción de refuerzo del tubo que añade soporte estructural a la porción hueca. La porción hueca y la porción de soporte estructural pueden tener una configuración en espiral, como se describe en el presente documento. El tubo compuesto201se puede usar para formar el tubo inspiratorio103y/o el tubo espiratorio117como se ha descrito anteriormente, un tubo coaxial como se describe más adelante, o cualquier otro tubo como se describe en cualquier parte en la presente divulgación.
En este ejemplo, el primer miembro alargado203comprende un cuerpo hueco enrollado en espiral para formar, al menos en parte, un tubo alargado que tiene un eje longitudinalLA-LAy una luz207que se extiende a lo largo del eje longitudinalLA-LA.En al menos una realización, el primer miembro alargado203es un tubo. Preferentemente, el primer miembro alargado203es flexible. Además, el primer miembro alargado203es preferentemente transparente o, al menos, semitransparente o semiopaco. Un grado de transparencia óptica permite a un cuidador o usuario inspeccionar la luz207para bloqueo o contaminantes o para confirmar la presencia de humedad. Varios plásticos, que incluyen plásticos de calidad médica, son adecuados para el cuerpo del primer miembro alargado203.
Los ejemplos de materiales adecuados incluyen elastómeros de poliolefina, amidas de bloque de poliéter, elastómeros termoplásticos de copoliéster, mezclas de EPDM-polipropileno y poliuretanos termoplásticos.
La estructura de cuerpo hueco del primer miembro alargado203contribuye a las propiedades aislantes del tubo compuesto201.Se desea un tubo aislante201debido a que, como se ha explicado anteriormente, previene la pérdida de calor. Esto puede permitir que el tubo201suministre gas de un calentador-humidificador a un paciente mientras se mantiene el estado acondicionado del gas con consumo mínimo de energía.
En al menos una realización, la porción hueca del primer miembro alargado203se llena con un gas. El gas puede ser aire, que se desea debido a su baja conductividad térmica (2,62x10-2 W/mK a 300K) y coste muy bajo. También se puede usar ventajosamente un gas que es más viscoso que el aire, ya que viscosidad más alta reduce la transferencia de calor por convección. Así, gases tales como argón (17,72x10-3 W/mK a 300K), criptón (9,43x10-3 W/m.K a 300K) y xenón (5,65x10-3 W/ m K a 300K) pueden aumentar el rendimiento aislante. Cada uno de estos gases es no tóxico, químicamente inerte, inhibidor del fuego y comercialmente disponible. La porción hueca del primer miembro alargado203puede estar sellada en ambos extremos del tubo, causando que el gas dentro esté sustancialmente estancado. Alternativamente, la porción hueca puede ser una conexión neumática secundaria, tal como una línea de muestras de presión para transportar la retroalimentación por presión desde el extremo del tubo del paciente hasta un controlador. El primer miembro alargado203puede estar opcionalmente perforado. Por ejemplo, la superficie del primer miembro alargado203puede estar perforada sobre una superficie orientada hacia afuera, opuesta a la luz207.En otra realización, la porción hueca del primer miembro alargado203se llena con un líquido. Los ejemplos de líquidos pueden incluir agua u otros líquidos biocompatibles con una alta capacidad térmica. Por ejemplo, se pueden usar nanofluidos. Un nanofluido de ejemplo con capacidad térmica adecuada comprende agua y nanopartículas de sustancias tales como aluminio.
El segundo miembro alargado205también está enrollado en espiral y unido al primer miembro alargado203entre espiras adyacentes del primer miembro alargado203.El segundo miembro alargado205forma al menos una porción de la luz207del tubo alargado. El segundo miembro alargado205actúa de soporte estructural para el primer miembro alargado203.
En al menos una realización, el segundo miembro alargado205es más ancho en la base (proximal a la luz207) y más estrecho en la parte superior. Por ejemplo, el segundo miembro alargado puede ser, en general, de forma triangular, en general, con forma de T, o, en general, con forma de Y. Sin embargo, es adecuada cualquier forma que se ajuste a los contornos del primer miembro alargado203correspondiente.
Preferentemente, el segundo miembro alargado205es flexible, para facilitar la flexión del tubo. Deseablemente, el segundo miembro alargado205es menos flexible que el primer miembro alargado203.Esto mejora la capacidad del segundo miembro alargado205para soportar estructuralmente el primer miembro alargado203.Por ejemplo, el módulo del segundo miembro alargado205es preferentemente 30 - 50 MPa (o aproximadamente 30 - 50 MPa). El módulo del primer miembro alargado203es inferior al módulo del segundo miembro alargado205.El segundo miembro alargado205puede ser sólido o principalmente sólido. Además, el segundo miembro alargado205puede encapsular o alojar material conductor, tal como filamentos, y específicamente filamentos de calentamiento o sensores (no mostrados). Los filamentos de calentamiento pueden minimizar las superficies frías sobre las que se puede formar condensado del aire cargado de humedad. También se pueden usar filamentos de calentamiento para alterar el perfil de temperatura de los gases en la luz207del tubo compuesto201.Son adecuados varios polímeros y plásticos, que incluyen plásticos de calidad médica, para el cuerpo del segundo miembro alargado205.Los ejemplos de materiales adecuados incluyen elastómeros de poliolefina, amidas de bloques de poliéter, elastómeros termoplásticos de copoliéster, mezclas de EPDM-polipropileno y poliuretanos termoplásticos. En ciertas realizaciones, el primer miembro alargado203y el segundo miembro alargado205se pueden fabricar del mismo material. El segundo miembro alargado205también se puede fabricar de un material de color diferente del primer miembro alargado203,y pueden ser transparente, translúcido u opaco. Por ejemplo, en una realización, el primer miembro alargado203se puede fabricar de un plástico claro y el segundo miembro alargado205se puede fabricar de un plástico azul (u otro color) opaco.
Esta estructura enrollada en espiral que comprende un cuerpo hueco flexible y un soporte integrante puede proporcionar resistencia a la compresión, mientras que deja la pared del tubo lo suficientemente flexible como para permitir flexiones de radio corto sin retorcedura, oclusión o colapso. Preferentemente, el tubo se puede flexionar alrededor de un cilindro metálico de 25 mm de diámetro sin retorcedura, oclusión o colapso, como se define en el ensayo para aumentar la resistencia al flujo con la flexión según ISO 5367:2000(E). Esta estructura también puede proporcionar una superficie lisa de la luz207(taladro del tubo), que ayuda a mantener el tubo libre de depósitos y mejora el flujo de gas. Se ha encontrado que el cuerpo hueco mejorar las propiedades aislantes de un tubo, mientras que permite que el tubo siga siendo de peso ligero.
Como se ha explicado anteriormente, el tubo compuesto201se puede usar como un tubo espiratorio y/o un tubo inspiratorio en un circuito de respiración, o una porción de un circuito de respiración. Preferentemente, el tubo compuesto201se usa al menos como un tubo inspiratorio.
La FIG.2Bmuestra una sección transversal longitudinal de una porción superior del tubo compuesto201de ejemplo de la FIG.2A.La FIG.2Btiene la misma orientación que la FIG.2A.Este ejemplo adicional ilustra la forma de cuerpo hueco del primer miembro alargado203.Como se observa este ejemplo, el primer miembro alargado203forma en sección transversal longitudinal una pluralidad de burbujas huecas. Las porciones209del primer miembro alargado203ses superponen a envolturas adyacentes del segundo miembro alargado205.Una porción211del primer miembro alargado203forma la pared de la luz (taladro del tubo).
Se descubrió que tener un hueco213entre espiras adyacentes del primer miembro alargado203,es decir, entre burbujas adyacentes, mejoró inesperadamente las propiedades de aislamiento globales del tubo compuesto201.
Así, en ciertas realizaciones, se separan burbujas adyacentes por un hueco213.Además, ciertas realizaciones incluyen la realización que proporcionar un hueco213entre burbujas adyacentes aumenta la resistividad a la transferencia de calor (el valor R) y, por consiguiente, disminuye la conductividad por transferencia de calor del tubo compuesto201.También se encontró que esta configuración de hueco mejora la flexibilidad del tubo compuesto201,permitiendo flexiones de radio más corto. Un segundo miembro alargado205con forma de T, como se muestra en la FIG.2B,puede ayudar a mantener un hueco213entre burbujas adyacentes. Sin embargo, en ciertas realizaciones, las burbujas adyacentes se están tocando. Por ejemplo, se pueden unir juntas burbujas adyacentes.
Se pueden disponer uno o más materiales conductores en el segundo miembro alargado205para calentar o detectar el flujo de gas. En este ejemplo, se encapsulan dos filamentos de calentamiento215en el segundo miembro alargado205,uno en cualquier lado de la porción vertical de la "T". Los filamentos de calentamiento215comprenden material conductor, tal como aleaciones de aluminio (Al) y/o cobre (Cu), o polímero conductor. Preferentemente, el material que forma el segundo miembro alargado205se selecciona para ser no reactivo con el metal en los filamentos de calentamiento215cuando los filamentos de calentamiento215alcanzan su temperatura de operación. Los filamentos215pueden estar separados de la luz207de manera que los filamentos no se expongan a la luz207.En un extremo del tubo compuesto, se pueden formar pares de filamentos en un bucle de conexión.
En al menos una realización, se disponen una pluralidad de filamentos en el segundo miembro alargado205.Los filamentos pueden estar eléctricamente conectados juntos para compartir una vía común. Por ejemplo, un primer filamento, tal como un filamento de calentamiento, puede estar dispuesto sobre una primera cara del segundo miembro alargado205.Un segundo filamento, tal como un filamento detector, puede estar dispuesto sobre una segunda cara del segundo miembro alargado205.Un tercer filamento, tal como un filamento a tierra, puede estar dispuesto entre el primer y el segundo filamentos. El primer, segundo y/o tercer filamentos se pueden conectar juntos en un extremo del segundo miembro alargado205.
La FIG.2Cmuestra una sección transversal longitudinal de las burbujas en la FIG.2B.Como se muestra, las porciones209del primer miembro alargado203que se superponen a envolturas adyacentes del segundo miembro alargado205se caracterizan por un grado de región de unión217.Una región de unión mayor mejora la resistencia de los tubos a la deslaminación en la interfase del primer y segundo miembros alargados. Adicionalmente o alternativamente, la forma de la perla y/o la burbuja se pueden adaptar para aumentar la región de unión217.Por ejemplo, la FIG.2Dmuestra un área de unión relativamente pequeña en el lado izquierdo. La FIG.9Btambién demuestra una región de unión más pequeña. A diferencia, la FIG.2Etiene una región de unión mucho mayor que la mostrada en la FIG.2D,debido al tamaño y a la forma de la perla. Las FIGS.9Ay9Ctambién ilustran una mayor región de unión. Cada una de estas figuras se trata más abajo en más detalle. Se debe apreciar que aunque las configuraciones en las FIGS.2E, 9Ay9Cse pueden preferir en ciertas realizaciones, se pueden utilizar otras configuraciones, que incluye las de las FIGS.2D, 9B,y otras variaciones, en otras realizaciones según se pueda desear.
La FIG.2Dmuestra una sección transversal longitudinal de una porción superior de otro tubo compuesto. La FIG.2Dtiene la misma orientación que la FIG.2B.Este ejemplo adicional ilustra la forma de cuerpo hueco del primer miembro alargado203y demuestra cómo el primer miembro alargado203forma en sección transversal longitudinal una pluralidad de burbujas huecas. En este ejemplo, las burbujas están completamente separadas entre sí por un hueco213.Un segundo miembro alargado205, generalmente triangular, soporta el primer miembro alargado203.
La FIG.2Emuestra una sección transversal longitudinal de una porción superior de otro tubo compuesto. La FIG.2Etiene la misma orientación que la FIG.2B.En el ejemplo de la FIG.2E,los filamentos de calentamiento215están más separados entre sí que los filamentos215en la FIG.2B.Se descubrió que aumentar el espacio entre los filamentos de calentamiento puede mejorar la eficiencia de calentamiento, y ciertas realizaciones incluyen esta realización. La eficiencia de calentamiento se refiere a la relación entre la cantidad de entrada de calor al tubo y la cantidad de salida de energía o recuperable del tubo. En términos generales, cuanto mayor sea la energía (o calor) que se disipa del tubo, menor será la eficiencia de calentamiento. Para rendimiento de calentamiento mejorado, los filamentos de calentamiento215pueden estar igualmente (o aproximadamente igualmente) separados a lo largo del taladro del tubo. Alternativamente, los filamentos215se pueden situar en las extremidades del segundo miembro alargado205, que puede proporcionar fabricación más simple.
A continuación se hace referencia a las FIGS.3Aa3Gque muestran configuraciones de ejemplo para el segundo miembro alargado205.La FIG.3Amuestra una sección transversal de un segundo miembro alargado205que tiene una forma similar a la forma de T mostrada en la FIG.2B.En esta realización de ejemplo, el segundo miembro alargado205no tiene filamentos de calentamiento. También se pueden utilizar otras formas para el segundo miembro alargado205, que incluyen variaciones de la forma de T como se describen a continuación y formas triangulares.
La FIG.3Bmuestra otro segundo miembro alargado205de ejemplo que tiene una sección transversal en forma de T. En este ejemplo, se incorporan filamentos de calentamiento215en cortes301en el segundo miembro alargado205en cualquier lado de la porción vertical de la "T". En algunas realizaciones, los cortes301se pueden formar en el segundo miembro alargado205durante la extrusión. Los cortes301se pueden formar alternativamente en el segundo miembro alargado205después de la extrusión. Por ejemplo, una herramienta de corte puede formar los cortes en el segundo miembro alargado205.Preferentemente, los cortes se forman por los filamentos de calentamiento215ya que se comprimen o aprietan (fijan mecánicamente) en el segundo miembro alargado205poco después de la extrusión, mientras que el segundo miembro alargado205es relativamente blando. Alternativamente, se pueden montar uno o más filamentos de calentamiento (por ejemplo, adherir, unir o incorporar parcialmente) sobre la base del miembro alargado, de forma que el (los) filamento(s) se expongan a la luz del tubo. En dichas realizaciones, puede ser conveniente contener el (los) filamento(s) en aislamiento para reducir el riesgo de incendio cuando se pase un gas inflamable tal como oxígeno a través de la luz del tubo.
La FIG.3Cmuestra otro segundo miembro alargado de ejemplo205más en sección transversal. El segundo miembro alargado205tiene una forma generalmente triangular. En este ejemplo, se incorporan filamentos de calentamiento215en lados opuestos del triángulo.
La FIG.3Dmuestra otro segundo miembro alargado205de ejemplo más en sección transversal. El segundo miembro alargado205comprende cuatro acanaladuras303.Las acanaladuras303son indentaciones o surcos en el perfil en sección transversal. En algunas realizaciones, las acanaladuras303pueden facilitar la formación de cortes (no mostrados) para incorporar filamentos (no mostrados). En algunas realizaciones, las acanaladuras303facilitan el posicionamiento de los filamentos (no mostrados), que se comprimen o aprietan, y así se incorporan, en el segundo miembro alargado205.En este ejemplo, las cuatro acanaladuras de iniciación303facilitan la colocación de hasta cuatro filamentos, por ejemplo, cuatro filamentos de calentamiento, cuatro filamentos detectores, dos filamentos de calentamiento y dos filamentos detectores, tres filamentos de calentamiento y un filamento detector, o un filamento de calentamiento y tres filamentos detectores. En algunas realizaciones, los filamentos de calentamiento se pueden localizar sobre el exterior del segundo miembro alargado205.Los filamentos detectores se pueden localizar en el interior.
La FIG.3Emuestra aún otro segundo miembro alargado205de ejemplo en sección transversal. El segundo miembro alargado205tiene un perfil en forma de T y una pluralidad de acanaladuras303para poner los filamentos de calentamiento.
La FIG.3Fmuestra otro segundo miembro alargado205de ejemplo más en sección transversal. Se encapsulan cuatro filamentos215en el segundo miembro alargado205,dos en cada lado de la porción vertical de la "T". Como se explicó más abajo en más detalle, los filamentos se encapsulan en el segundo miembro alargado205debido a que el segundo miembro alargado205se extruyó alrededor de los filamentos. No se formaron cortes para incorporar los filamentos de calentamiento215.En este ejemplo, el segundo miembro alargado205también comprende una pluralidad de acanaladuras303.Debido a que los filamentos de calentamiento215están encapsulados en el segundo miembro alargado205,las acanaladuras303no se usan para facilitar la formación de cortes para incorporar filamentos de calentamiento. En este ejemplo, las acanaladuras303pueden facilitar la separación de los filamentos de calentamiento incorporados, que facilita la eliminación de núcleos individuales cuando, por ejemplo, se terminan los filamentos de calentamiento.
La FIG.3Gmuestra otro segundo miembro alargado205de ejemplo más en sección transversal. El segundo miembro alargado205tiene una forma generalmente triangular. En este ejemplo, la forma del segundo miembro alargado205es similar a la de la FIG.3C,pero cuatro filamentos215están encapsulados en el segundo miembro alargado205,todos los cuales están centrados en el tercio inferior del segundo miembro alargado205y dispuestos a lo largo de un eje generalmente horizontal.
Como se ha explicado anteriormente, se puede desear aumentar la distancia entre los filamentos para mejorar la eficiencia de calentamiento. En algunas realizaciones, sin embargo, cuando los filamentos de calentamiento215se incorporan en el tubo compuesto201,los filamentos215se pueden situar relativamente centrados en el segundo miembro alargado205.Una posición centralizada promueve la robustez del tubo de material compuesto para su reutilización, debido en parte a la posición que reduce la probabilidad de que el filamento se rompa tras la flexión repetida del tubo compuesto201.La centralización de los filamentos215también puede reducir el riesgo de un riesgo de ignición debido a que los filamentos215están recubiertos en capas de aislamiento y se retiran de la trayectoria de gas.
Como se ha explicado anteriormente, algunos de los ejemplos ilustran disposiciones adecuadas de los filamentos215en el segundo miembro alargado205.En los ejemplos anteriores que comprenden más de un filamento215,los filamentos215se alinean, en general, a lo largo de un eje horizontal. También son adecuadas configuraciones alternativas. Por ejemplo, se pueden alinear dos filamentos a lo largo de un eje vertical o a lo largo de un eje diagonal. Se pueden alinear cuatro filamentos a lo largo de un eje vertical o un eje diagonal. Se pueden alinear cuatro filamentos en una configuración en forma de cruz, con un filamento dispuesto encima del segundo miembro alargado, un filamento dispuesto en la parte inferior del segundo miembro alargado (cerca de la luz del tubo), y dos filamentos dispuestos en los brazos opuestos de una "T", "Y" o base del triángulo.
Las TABLAS1Ay1Bmuestran algunas dimensiones preferidas de tubos médicos descritos en el presente documento, así como algunos intervalos preferidos para estas dimensiones. Las dimensiones se refieren a una sección transversal de un tubo. En estas tablas, el diámetro de la luz representa el diámetro interno de un tubo. El paso representa la distancia entre dos puntos de repetición medidos axialmente a lo largo del tubo, concretamente, la distancia entre la punta de las porciones verticales de "T"s adyacentes del segundo miembro alargado. La anchura de burbuja representa la anchura (diámetro externo máximo) de una burbuja. La altura de burbuja representa la altura de una burbuja desde la luz del tubo. La altura de perla representa la altura máxima del segundo miembro alargado desde la luz del tubo (por ejemplo, la altura de la porción vertical de la "T"). La anchura de perla representa la máxima anchura del segundo miembro alargado (por ejemplo, la anchura de la porción horizontal de la "T"). El espesor de burbuja representa el espesor de la pared de burbuja.
Tabla 1A
Tabla 1B
Las TABLAS2Ay2Bproporcionan relaciones de ejemplo entre las dimensiones de las características del tubo para los tubos descritos en las TABLAS1Ay1B, respectivamente.
Tabla 2A
Tabla 2B
Las siguientes tablas muestran algunas propiedades de ejemplo de un tubo compuesto (marcado "A"), descrito en el presente documento, que tiene un filamento de calentamiento integrado dentro del segundo miembro alargado. Para comparación, también se presentan las propiedades de un tubo corrugado desechable modelo RT100 de Fisher & Paykel (marcado "B") que tiene un filamento de calentamiento helicoidalmente enrollado dentro del taladro del tubo.
Se llevó a cabo la medición de la resistencia al flujo (RTF) según el Anexo A de ISO 5367:2000(E). Los resultados se resumen en la TABLA3.Como se observa a continuación, la RTF para el tubo compuesto es inferior a la RTF para el tubo modelo RT100.
Tabla 3
Condensado o "lluvia" dentro del tubo se refiere al peso de condensado recogido por día a 20 l/min de caudal de gas y temperatura ambiente de 18 °C. Se hace circular aire humidificado a través del tubo continuamente desde una cámara. Los pesos del tubo se registran antes y después de cada día de ensayo. Se llevan a cabo tres pruebas consecutivas secando el tubo entre cada ensayo. Los resultados se muestran a continuación en la TABLA4.Los resultados mostraron que la lluvia es significativamente más baja en el tubo compuesto que en el tubo modelo RT100.
Tabla 4
El requisito de potencia se refiere a la potencia consumida durante el ensayo de condensado. En este ensayo, el aire ambiente se mantuvo a 18 °C. Las cámaras de humidificación (véase, por ejemplo, la cámara de humidificación129en la Fig. 1) se alimentaron por bases calentadoras MR850. Los filamentos de calentamiento en los tubos se alimentaron independientemente desde una fuente de alimentación de CC. Se establecieron diferentes caudales y se dejó que la cámara se estableciera a 37 °C en la salida de la cámara. Entonces, se alteró la tensión CC a los circuitos para producir una temperatura de 40 °C en la salida del circuito. Se registró la tensión requerida para mantener la temperatura de salida y se calculó la potencia resultante. Los resultados se muestran en la TABLA5.
Los resultados muestran que el tubo compuesto A usa significativamente más potencia que el tubo B. Esto es debido a que el tubo B usa un filamento de calentamiento helicoidal en el taladro del tubo para calentar el gas desde 37 °C hasta 40 °C. El tubo compuesto no tiende a calentar el gas rápidamente debido a que el filamento de calentamiento está en la pared del tubo (incorporado en el segundo miembro alargado). En su lugar, el tubo compuesto se diseña para mantener la temperatura del gas y prevenir la lluvia, manteniendo el taladro del tubo a una temperatura por encima del punto de rocío del gas humidificado.
Tabla 5
Se probó la flexibilidad del tubo usando un ensayo de flexión de tres puntos. Los tubos se colocaron en una plantilla de prueba de plegado de tres puntos y se usaron junto con un instrumento del sistema de ensayo Instron 5560, para medir la carga y extensión. Cada muestra de tubo se probó tres veces; midiendo la extensión del tubo contra la carga aplicada, para obtener las constantes de rigidez promedio respectivas. Las constantes de rigidez promedio para el tubo A y Tubo B se reproducen en la TABLA6.
Tabla 6
Métodos de fabricación
A continuación se hace referencia a las FIGS.4Aa4Fque muestran métodos de ejemplo para la fabricación de tubos compuestos.
Volviendo primero a la FIG.4A,en al menos una realización, un método de fabricación de un tubo compuesto comprende proporcionar el segundo miembro alargado205y envolver en espiral el segundo miembro alargado205alrededor de un mandril401con porciones de borde lateral opuestas403del segundo miembro alargado205que están separadas en envolturas adyacentes, formando así una espiral del segundo miembro alargado405.El segundo miembro alargado205puede ser directamente envuelto alrededor del mandril en ciertas realizaciones. En otras realizaciones, se puede proporcionar una capa de sacrificio sobre el mandril.
En al menos una realización, el método comprende además formar el segundo miembro alargado205.La extrusión es un método adecuado para formar el segundo miembro alargado205.Se puede configurar la segunda prensa extrusora para extruir el segundo miembro alargado205con una altura de perla especificada. Así, en al menos una realización, el método comprende extruir el segundo miembro alargado205.
Como se muestra en la FIG.4B,la extrusión puede ser ventajosa debido a que puede permitir que filamentos de calentamiento215se encapsulen en el segundo miembro alargado205a medida que se forma el segundo miembro alargado205,por ejemplo, usando una prensa extrusora que tiene una boquilla de extrusión de cabezal transversal. Así, en ciertas realizaciones, el método comprende proporcionar uno o más filamentos de calentamiento215y encapsular los filamentos de calentamiento215para formar el segundo miembro alargado205.El método también puede comprender proporcionar un segundo miembro alargado205que tiene uno o más filamentos de calentamiento215incorporados o encapsulados en el segundo miembro alargado205.
En al menos una realización, el método comprende incorporar uno o más filamentos215en el segundo miembro alargado205.Por ejemplo, como se muestra en la FIG.4C,los filamentos215se pueden comprimir (presionar o situar mecánicamente) en el segundo miembro alargado205a una profundidad especificada. Alternativamente, se pueden hacer cortes en el segundo miembro alargado205hasta una profundidad especificada, y los filamentos215se pueden colocar en los cortes. Preferentemente, la compresión o el corte se hace poco después de que se extruya el segundo miembro alargado205y el segundo miembro alargado205es blando.
Como se muestra en las FIGS.4Dy4E,en al menos una realización, el método comprende proporcionar el primer miembro alargado203y envolver en espiral el primer miembro alargado203alrededor de la espiral del segundo miembro alargado405,de forma que porciones del primer miembro alargado203se superpongan a envolturas adyacentes de la espiral del segundo miembro alargado405y una porción del primer miembro alargado203se disponga adyacente al mandril401en el espacio entre las envolturas de la espiral del segundo miembro alargado405,formando así una espiral del primer miembro alargado407.La FIG.4Dmuestra dicho método de ejemplo, en que filamentos de calentamiento215están encapsulados en el segundo miembro alargado205,antes de que forme la espiral del segundo miembro alargado. La FIG.4Emuestra dicho método de ejemplo, en que filamentos de calentamiento215se incorporan en el segundo miembro alargado205,a medida que la espiral del segundo miembro alargado se forma. Un método alternativo de incorporación de los filamentos215en el tubo compuesto comprende encapsular uno o más filamentos215entre el primer miembro alargado203y el segundo miembro alargado205en una región donde el primer miembro alargado203se superpone al segundo miembro alargado205.
Las alternativas anteriormente descritas para incorporar uno o más filamentos de calentamiento215en un tubo compuesto tienen ventajas con respecto a la alternativa de tener filamentos de calentamiento en la trayectoria de gas. Tener el (los) filamento(s) de calentamiento215fuera de la trayectoria de gas mejora el rendimiento debido a que los filamentos calientan la pared del tubo donde es más probable que se forme la condensación. Esta configuración reduce el riesgo de incendio en ambientes con alto contenido de oxígeno sacando el filamento de calentamiento de la trayectoria del gas. Esta característica también reduce el rendimiento, ya que reduce la eficacia de los hilos de calentamiento al calentar los gases que están pasando a través del tubo. Sin embargo, en ciertas realizaciones, un tubo compuesto201comprende uno o más filamentos de calentamiento215dispuestos dentro de la trayectoria del gas. Por ejemplo, los filamentos de calentamiento pueden estar colocados sobre la pared de la luz (taladro del tubo), por ejemplo, en una configuración en espiral. Un método de ejemplo para disponer uno o más filamentos de calentamiento215sobre la pared de la luz comprende unir, incorporar o formar de otro modo un filamento de calentamiento sobre una superficie del segundo miembro alargado205que, cuando está ensamblado, forma la pared de la luz. Así, en ciertas realizaciones, el método comprende disponer uno o más filamentos de calentamiento215sobre la pared de la luz.
Independientemente de si los filamentos de calentamiento215se incorporan o encapsulan sobre el segundo miembro alargado205o se disponen sobre el segundo miembro alargado205,o se colocan de otro modo en o sobre el tubo, en al menos una realización, pares de filamentos se pueden conformar en un bucle de conexión en un extremo del tubo compuesto para formar un circuito.
La FIG.4Fmuestra una sección transversal longitudinal del ensamblaje mostrado en la FIG.4E,que se centra en una porción superior del mandril401y una porción superior de la primera espiral del miembro alargado407y espiral del segundo miembro alargado405.Este ejemplo muestra la espiral del segundo miembro alargado405que tiene un segundo miembro alargado con forma de T205.A medida que se forma el segundo miembro alargado, se incorporan filamentos de calentamiento215en el segundo miembro alargado205.El lado derecho de la FIG.4Fmuestra el perfil en forma de burbuja de la primera espiral del miembro alargado, como se ha descrito anteriormente. El método también puede comprender formar el primer miembro alargado203.La extrusión es un método adecuado para formar el primer miembro alargado203.Así, en al menos una realización, el método comprende extruir el primer miembro alargado203.El primer miembro alargado203también se puede fabricar extruyendo dos o más porciones y uniéndolas para formar una única pieza. Como otra alternativa, el primer miembro alargado203también se puede fabricar extruyendo secciones que producen una forma hueca cuando se forman o unen adyacentemente en un proceso de formación de tubos en espiral.
El método también puede comprender suministrar un gas a una presión superior a la presión atmosférica en un extremo del primer miembro alargado203.El gas puede ser aire, por ejemplo. También se pueden usar otros gases, como se ha explicado anteriormente. El suministrar un gas a un extremo del primer miembro alargado203puede ayudar a mantener una forma de cuerpo hueco abierto a medida que el primer miembro alargado203se enrolla alrededor del mandril401.El gas se puede suministrar antes de que el primer miembro alargado203se envuelva alrededor del mandril401,mientras que el primer miembro alargado203se envuelve alrededor del mandril401,o después de que el primer miembro alargado203se envuelva alrededor del mandril401.Por ejemplo, una prensa extrusora con una combinación de cabezal/punta de la boquilla de extrusión puede suministrar o alimentar aire en la cavidad hueca del primer miembro alargado203a medida que se extruye el primer miembro alargado203. Así, en al menos una realización, el método comprende extruir el primer miembro alargado203y suministrar un gas a una presión superior a la presión atmosférica en un extremo del primer miembro alargado203después de la extrusión. Se ha encontrado que es adecuada una presión de 15 a 30 cm H<2>O -(o aproximadamente 15 a 30 cm H<2>O).
En al menos una realización, el primer miembro alargado203y el segundo miembro alargado205se enrollan en espiral alrededor del mandril401.Por ejemplo, el primer miembro alargado203y el segundo miembro alargado205pueden salir de una boquilla de extrusión a una temperatura elevada de 200 °C (o aproximadamente 200 °C) o más y luego se aplican al mandril después de una corta distancia. Preferentemente, el mandril se enfría usando una camisa de agua, enfriador y/u otro método de enfriamiento adecuado hasta una temperatura de 20 °C (o aproximadamente 20 °C) o menos, por ejemplo, que se aproxima a 0 °C (o aproximadamente 0 °C). Después de 5 (o aproximadamente 5) envolturas en espiral, el primer miembro alargado203y el segundo miembro alargado205se enfrían adicionalmente por un fluido de enfriamiento (líquido o gas). En una realización, el fluido de enfriamiento es aire emitido de un anillo con chorros que rodean el mandril. Después del enfriamiento y la retirada de los componentes del mandril, se forma un tubo compuesto que tiene una luz que se extiende a lo largo de un eje longitudinal y un espacio hueco que rodea la luz. En dicha realización, no se necesita mecanismo adhesivo u otro mecanismo de fijación para conectar el primer y segundo miembros alargados. Otras realizaciones pueden utilizar un mecanismo adhesivo u otro mecanismo de fijación para unir o conectar de otro modo los dos miembros. En otra realización, el segundo miembro alargado205después de la extrusión y la colocación de los filamentos de calentamiento se puede enfriar hasta congelar la localización de los filamentos de calentamiento. El segundo miembro alargado205se puede entonces volver a calentar cuando se aplica al mandril para mejorar la unión. Los métodos de ejemplo para volver a calentar incluyen usar dispositivos de calentamiento por puntos, rodillos calentados, etc.
El método también puede comprender pares formados de filamentos de calentamiento o detectores en un bucle de conexión en un extremo del tubo compuesto. Por ejemplo, las secciones terminales de dos filamentos de calentamiento o detectores pueden ser liberadas del segundo miembro alargado205y entonces conformadas en un bucle de conexión, por ejemplo, por anudado, unión, adhesión, fusión, etc., de los dos filamentos juntos. Como otro ejemplo, se pueden dejar libres las secciones terminales de los filamentos de calentamiento del segundo miembro alargado205durante el proceso de fabricación y luego conformar en un bucle de conexión cuando se ensambla el tubo compuesto.
Tubos médicos y métodos de fabricación usando un único tubo enrollado en espiral
A continuación se hace referencia a las FIG.5Aa5Fque muestran secciones transversales de tubos que comprenden un único elemento con forma de tubo que tiene un primer miembro alargado o porción203y un segundo miembro alargado o porción205.Como se ilustra, las segundas porciones alargadas205están integradas con las primeras porciones alargadas203,y se extienden a lo largo de la longitud entera del elemento en forma de tubo individual. En las realizaciones ilustradas, el elemento en forma de tubo individual es un cuerpo hueco alargado que tiene en sección transversal una pared relativamente delgada que define en parte la porción hueca501,con dos porciones de refuerzo205con un espesor relativamente mayor o rigidez relativamente mayor en lados opuestos del cuerpo hueco alargado adyacente a la pared relativamente delgada. Estas porciones de refuerzo forman una porción de la pared interna de la luz207después de que el cuerpo hueco alargado se enrolle en espiral, de forma que estas porciones de refuerzo también están situadas en espiral entre las espiras adyacentes del cuerpo hueco alargado. En al menos una realización, el método comprende formar un cuerpo hueco alargado que comprende la primera porción alargada203y la porción de refuerzo205.La extrusión es un método adecuado para formar el cuerpo hueco alargado. Se muestran en la FIG.5Aa5Fformas en sección transversal adecuadas para el elemento en forma de tubo.
El cuerpo hueco alargado se puede conformar en un tubo médico, como se ha explicado anteriormente, y la anterior discusión se incorpora por esta referencia. Por ejemplo, en al menos una realización, un método de fabricación de un tubo médico comprende envolver en espiral o enrollar el cuerpo hueco alargado alrededor de un mandril. Esto se puede hacer a una temperatura elevada, de forma que el cuerpo hueco alargado se enfríe después de que se enrolle en espiral para unir espiras adyacentes juntas. Como se muestra en la FIG.5B,porciones de borde lateral opuestas de las porciones de refuerzo 205 pueden tocar espiras adyacentes. En otras realizaciones, porciones de borde lateral opuestas del segundo miembro alargado205pueden superponerse con espiras adyacentes, como se muestra en las FIGS.5Dy5E.Los filamentos de calentamiento215se pueden incorporar en el segundo miembro alargado como se ha explicado anteriormente y como se muestra en la FIG.5Aa5F.Por ejemplo, se pueden proporcionar filamentos de calentamiento en lados opuestos del cuerpo hueco alargado, tal como se muestra en las FIGS.5A-5D.Alternativamente, los filamentos de calentamiento se pueden proporcionar en solo un lado del cuerpo hueco alargado, tal como se muestra en las FIGS.5E-5F.Cualquiera de estas realizaciones también podría incorporar la presencia de filamentos detectores.
Circuitos médicos
A continuación se hace referencia a la FIG.6,que muestra un circuito médico de ejemplo según al menos una realización. El circuito comprende uno o más tubo compuestos como se ha descrito anteriormente, concretamente para el tubo inspiratorio103y/o el tubo espiratorio117.Las propiedades del tubo inspiratorio103y el tubo espiratorio117son similares a las de los tubos descritos anteriormente con respecto a la FIG.1.El tubo inspiratorio103tiene una entrada109,que comunica con un humidificador115,y una salida113,a través de la cual se proporcionan gases humidificados al paciente101.El tubo espiratorio117también tiene una entrada109,que recibe gases humidificados exhalados del paciente, y una salida113.Como se ha descrito anteriormente con respecto a la FIG.1,la salida113del tubo espiratorio117puede conducir gases exhalados a la atmósfera, a la unidad de ventilador/soplante115,a un lavador/filtro de aire (no mostrado), o a cualquier otra localización adecuada.
Como se ha descrito anteriormente, se pueden colocar filamentos de calentamiento601dentro del tubo inspiratorio103y/o el tubo espiratorio117para reducir el riesgo de lluvia en los tubos, manteniendo la temperatura de la pared del tubo por encima de la temperatura del punto de rocío.
Componente de un sistema de insuflación
La cirugía laparoscópica, también denominada cirugía mínimamente invasiva (CMI), o cirugía no invasiva, es una moderna técnica quirúrgica en que operaciones en el abdomen se realizan mediante pequeñas incisiones (normalmente 0,5 a 1,5 cm) en comparación con incisiones mayores necesarias en procedimientos quirúrgicos tradicionales. La cirugía laparoscópica incluye operaciones dentro de las cavidades abdominales o pélvicas. Durante la cirugía laparoscópica con insuflación, puede ser conveniente que el gas de insuflación (comúnmente CO<2>) sea humidificado antes de pasar a la cavidad abdominal. Esto puede ayudar a prevenir el "secado" de los órganos internos del paciente, y puede disminuir la cantidad de tiempo necesaria para la recuperación de la cirugía. Los sistemas de insuflación comprenden, en general, cámaras de humidificador que contienen una cantidad de agua dentro de ellas. El humidificador incluye, en general, una placa calentadora que calienta el agua para crear un vapor de agua que se transmite en los gases de entrada para humidificar los gases. Los gases se transportan fuera del humidificador con el vapor de agua.
A continuación se hace referencia a las FIG.7,que muestra un sistema de insuflación701,según al menos una realización. El sistema de insuflación701incluye un insuflador703que produce una corriente de gases de insuflación a una presión por encima de la atmosférica para administración en la cavidad abdominal o peritoneal del paciente705. Los gases pasan a un humidificador707,que incluye una base calentadora709y cámara de humidificador711,con la cámara711en uso en contacto con la base calentadora709de manera que la base calentadora709proporcione calor a la cámara711.En el humidificador707,los gases de insuflación pasan a través de la cámara711de manera que se humidifican hasta un nivel de humedad apropiado.
El sistema701incluye un conducto de administración713que conecta entre la cámara de humidificador711y la cavidad peritoneal o sitio quirúrgico del paciente705. El conducto713tiene un primer extremo y un segundo extremo, estando el primer extremo conectado a la salida de la cámara del humidificador711y recibiendo gases humidificados de la cámara711.El segundo extremo del circuito713se coloca en el sitio quirúrgico o cavidad peritoneal del paciente705y los gases de insuflación humidificados se desplazan desde la cámara711,a través del conducto713y en el sitio quirúrgico para insuflar y expandir el sitio quirúrgico o la cavidad peritoneal. El sistema también incluye un controlador (no mostrado) que regula la cantidad de humedad suministrada a los gases controlando la potencia suministrada a la base calentadora709.El controlador también se puede usar para monitorizar el agua en la cámara de humidificador711.Se muestra un sistema de evacuación de humo715que conduce fuera de la cavidad corporal del paciente705.
El sistema de evacuación de humo715se puede usar junto con el sistema de insuflación701descrito anteriormente o se puede usar con otros sistemas de insuflación adecuados. El sistema de evacuación de humo715comprende un miembro de descarga o de escape717,un ensamblaje de descarga719y un filtro721.El miembro de descarga717conecta entre el filtro721y el ensamblaje de descarga719,que en uso se localiza en o adyacente al sitio quirúrgico o cavidad peritoneal del paciente705. El miembro de descarga717es un tubo autoportante (es decir, el tubo es capaz de soportar su propio peso sin colapsar) con dos extremos abiertos: un extremo de sitio de operación y un extremo de salida.
Al menos una realización incluye la realización en la que el uso de un tubo compuesto como conducto713puede suministrar gases humidificados al sitio quirúrgico del paciente 705 con pérdida mínima de calor. Esto puede reducir ventajosamente el consumo de energía global en el sistema de insuflación, debido a que se necesita menos entrada de calor para compensar la pérdida de calor.
Tubo coaxial
Un tubo de respiración coaxial también puede comprender un tubo compuesto como se ha descrito anteriormente. En un tubo de respiración coaxial, un primer espacio de gas es un miembro inspiratorio o un miembro espiratorio, y el segundo espacio de gas es el otro del miembro inspiratorio o miembro espiratorio. Se proporciona un pasaje de gas entre la entrada de dicho miembro inspiratorio y la salida de dicho miembro espiratorio, y se proporciona un pasaje de gas entre la entrada de dicho miembro espiratorio y la salida de dicho miembro espiratorio. En una realización, el primer espacio de gas es dicho miembro inspiratorio, y el segundo espacio de gas es dicho miembro espiratorio. Alternativamente, el primer espacio de gas puede ser el miembro espiratorio, y el segundo espacio de gas puede ser el miembro inspiratorio.
A continuación se hace referencia a la FIG. 7, que muestra un tubo coaxial 701 según al menos una realización. En este ejemplo, el tubo coaxial 701 se proporciona entre un paciente 701 y un ventilador 705. Los gases espiratorios y los gases inspiratorios circulan cada uno en uno del tubo interno 707 o el espacio 709 entre el tubo interno 707 y el tubo externo 711. Se apreciará que el tubo externo 711 puede no estar exactamente alineado con el tubo interno707.Más bien, "coaxial" se refiere a un tubo situado dentro de otro tubo.
Por motivos de transferencia de calor, el tubo interno707puede llevar los gases inspiratorios en el espacio713interior, mientras que los gases espiratorios son llevados en el espacio709entre el tubo interno707y el tubo externo711.Esta configuración de flujo de aire se indica por flechas. Sin embargo, también es posible una configuración inversa, en la que el tubo externo711lleva gases inspiratorios y el tubo interno707lleva gases espiratorios.
En al menos una realización, el tubo interno707se forma de un tubo corrugado, tal como un tubo desechable modelo RT100 de Fisher & Paykel. El tubo externo711se puede formar de un tubo compuesto, como se ha descrito anteriormente.
Con un tubo coaxial701,el ventilador705puede no darse cuenta de una fuga en el tubo interno707.Dicha fuga puede cortocircuitar al paciente701,que significa que el paciente701no se suministrará con oxígeno suficiente. Dicho cortocircuito se puede detectar por colocación de un sensor en el extremo del paciente del tubo coaxial701. Este sensor se puede localizar en el conector del extremo del paciente715.Un cortocircuito más próximo al ventilador705conducirá a que paciente701continúe respirando del volumen de aire próximo al paciente701.Esto conducirá a un aumento en la concentración de dióxido de carbono en el espacio de flujo inspiratorio713próximo al paciente701,que se puede detectar directamente por un sensor de CO<2>. Dicho sensor puede comprender uno cualquiera de varios de dichos sensores como está actualmente comercialmente disponible. Alternativamente, esta nueva respiración se puede detectar monitorizando la temperatura de los gases en el conector del extremo del paciente715,en donde un aumento en la temperatura por encima de un nivel predeterminado indica que está ocurriendo la nueva respiración.
Además de lo anterior para reducir o eliminar la formación de condensación dentro de o el tubo interno707o el tubo externo711,y para mantener una temperatura sustancialmente uniforme en los gases que circulan a través del tubo coaxial701,un calentador, tal como un filamento del calentador por resistencia, se puede proporcionar dentro de o el tubo interno707o el tubo externo711,dispuesto dentro de los espacios de gases709o713,o dentro de las propias paredes del tubo interno707o tubo externo711.
Propiedades térmicas
En realizaciones de un tubo compuesto201que incorporan un filamento de calentamiento215,se puede perder calor a través de las paredes del primer miembro alargado203,dando como resultado el calentamiento irregular. Como se ha explicado anteriormente, una forma de compensar estas pérdidas de calor es aplicar una fuente de calentamiento externa en las paredes del primer miembro alargado203, que ayuda a regular la temperatura y contrarresta la pérdida de calor. Sin embargo, también se pueden usar otros métodos para optimizar las propiedades térmicas.
A continuación se hace referencia a las FIGS.9Aa9C,que muestran configuraciones de ejemplo para la altura de burbuja (es decir, la altura en sección transversal del primer miembro alargado203medida desde la superficie orientada hacia la luz interna hasta la superficie que forma el máximo diámetro externo) para mejorar las propiedades térmicas.
Las dimensiones de la burbuja se pueden seleccionar para reducir la pérdida de calor desde el tubo compuesto201.
En general, el aumentar la altura de la burbuja aumenta la resistencia térmica eficaz del tubo201,debido a que una altura de burbuja más grande permite que el primer miembro alargado203contenga más aire aislante. Sin embargo, se descubrió que, a una cierta altura de burbuja, los cambios en la densidad del aire provocan convección dentro del tubo201,aumentando así la pérdida de calor. Por tanto, a una cierta altura de burbuja el área superficial llega a ser tan grande que el calor perdido a través de la superficie sopesa los beneficios del aumento de altura de la burbuja. Ciertas realizaciones incluyen estas realizaciones.
El radio de curvatura y la curvatura de la burbuja pueden ser útiles para determinar una altura de burbuja deseable. La curvatura de un objeto se define como la inversa del radio de curvatura de ese objeto. Por tanto, cuando más grande sea el radio de curvatura que tiene un objeto, menos curvado está el objeto. Por ejemplo, una superficie plana tendrá un radio de curvatura de M y, por tanto, una curvatura de 0.
La FIG.9Amuestra una sección transversal longitudinal de una porción superior de un tubo compuesto. La FIG.9Amuestra una realización de un tubo compuesto201donde la burbuja tiene una gran altura. En este ejemplo, la burbuja tiene un radio de curvatura relativamente pequeño y, por tanto, una gran curvatura. Por tanto, la burbuja es aproximadamente tres a cuatro veces mayor en altura que la altura del segundo miembro alargado205.
La FIG.9Bmuestra una sección transversal longitudinal de una porción superior de otro tubo compuesto. La FIG.9Bmuestra una realización de un tubo compuesto201donde la burbuja está aplanada en la parte superior. En este ejemplo, la burbuja tiene un radio de curvatura muy grande, pero una curvatura pequeña. Por tanto, la burbuja tiene aproximadamente la misma altura que el segundo miembro alargado205.
La FIG.9Cmuestra una sección transversal longitudinal de una porción superior de otro tubo compuesto. La FIG.9Cmuestra una realización de un tubo compuesto201donde la anchura de la burbuja es mayor que la altura de la burbuja. En este ejemplo, la burbuja tiene un radio de curvatura y la curvatura entre la de la FIG.9Ay la FIG.9B,y el centro del radio para la porción superior de la burbuja está fuera de la burbuja (como en comparación con la FIG.
9A). Los puntos de inflexión en los lados izquierdo y derecho de la burbuja están aproximadamente en el centro (en la altura) de la burbuja (a diferencia de en la porción inferior de la burbuja, como en la FIG.9A). Por tanto, la altura de la burbuja es aproximadamente el doble que la del segundo miembro alargado205,dando como resultado una altura de burbuja entre la de la FIG.9Ay la FIG.9B.
La configuración de la FIG.9Aprodujo la menor pérdida de calor del tubo. La configuración de la FIG.9Bprodujo la mayor pérdida de calor del tubo. La configuración de la FIG.9Ctuvo una pérdida de calor intermedia entre las configuraciones de la FIG.9Ay9B.Sin embargo, el gran área superficial externa y la transferencia de calor por convección en la configuración de la FIG.9Acondujo a un calentamiento ineficiente. Así, de las tres disposiciones de burbuja de la FIGS.9A-9C,se determinó que laFIG. 9Ctenía las mejores propiedades térmicas globales. Cuando la misma energía térmica fue la entrada a los tres tubos, la configuración de la FIG.9Cpermitió el mayor aumento de temperatura a lo largo de la longitud del tubo. La burbuja de la FIG.9Ces suficientemente grande como para aumentar el volumen de aire aislante, pero no lo suficientemente grande como para provocar una pérdida de calor por convección. Se determinó que la configuración de la FIG.9Btenía las propiedades térmicas más pobres, concretamente que la configuración de la FIG.9Bpermitió el aumento de temperatura más pequeño a lo largo de la longitud del tubo. La configuración de la FIG.9Atenía propiedades térmicas intermedias y permitió un menor aumento de temperatura que la configuración de la FIG.9C.
Se debe apreciar que aunque la configuración de la FIG.9Cse puede preferir en ciertas realizaciones, otras configuraciones, que incluyen las de las FIGS.9A, 9By otras variaciones, se pueden utilizar en otras realizaciones según pueda desearse.
La TABLA7muestra la altura de la burbuja, el diámetro externo del tubo y el radio de curvatura de las configuraciones mostradas en cada una de las FIGS.9A, 9By9C.
Tabla 7
La TABLA7Amuestra la altura de la burbuja, el diámetro externo y el radio de curvatura de configuraciones adicionales como se muestra en las FIGS.11A, 11By11C.
Tabla 7A
Se debe observar que, en general, cuanto más pequeño sea el radio de curvatura, más se puede doblar el tubo alrededor de sí mismo sin que la burbuja colapse o se "tuerza". Por ejemplo, la FIG.11Dmuestra un tubo que ha sido doblado más de su radio de curvatura (específicamente, muestra el tubo de la FIG.11Adoblado alrededor de un radio de curvatura de 5,7 mm), provocando así que se tuerza en las paredes de la burbuja. En general, no es deseable que se tuerza, ya que puede desmerecer el aspecto del tubo, y puede alterar las propiedades térmicas del tubo.
Por consiguiente, en algunas aplicaciones, pueden ser convenientes configuraciones con elevadas propiedades de flexión (tales como las mostradas en las FIGS.9Ao9B), a pesar de tener propiedades térmicas menos eficientes. En algunas aplicaciones, se ha encontrado que un tubo con un diámetro externo de 25 mm a 26 mm (o aproximadamente 25 mm a aproximadamente 25 mm) proporciona un buen equilibrio entre la eficiencia térmica, flexibilidad y rendimiento de flexión. Se debe apreciar que aunque las configuraciones de las FIGS.9Ay9Bse pueden preferir en ciertas realizaciones, se pueden utilizar otras configuraciones, que incluye las de las FIGS.11A-11Dy otras variaciones, en otras realizaciones según pueda desearse.
A continuación se hace referencia a las FIGS.9Ca9Fque demuestran el posicionamiento de ejemplo del elemento de calentamiento215con formas de burbuja similares para mejorar las propiedades térmicas. La localización del elemento de calentamiento215puede cambiar las propiedades térmicas dentro del tubo compuesto201.
La FIG.9Cmuestra una sección transversal longitudinal de una porción superior de otro tubo compuesto. La FIG.9Cmuestra una realización de un tubo compuesto201donde los elementos de calentamiento215están situados centradamente en el segundo miembro alargado205.Este ejemplo muestra los elementos de calentamiento215próximos entre sí y no próximos a la pared de la burbuja.
La FIG.9Dmuestra una sección transversal longitudinal de una porción superior de otro tubo compuesto. La FIG.9Dmuestra una realización de un tubo compuesto201en que los elementos de calentamiento215están más separados, en comparación con la FIG.9C,en el segundo miembro alargado205.Estos elementos de calentamiento están más próximos a la pared de la burbuja y proporcionan mejor regulación del calor dentro del tubo compuesto201.
La FIG.9Emuestra una sección transversal longitudinal de una porción superior de otro tubo compuesto. La FIG.9Emuestra una realización de un tubo compuesto201en donde los elementos de calentamiento215están separados uno encima del otro en el eje vertical del segundo miembro alargado205.En este ejemplo, los elementos de calentamiento215están igualmente próximos a cada pared de la burbuja.
La FIG.9Fmuestra una sección transversal longitudinal de una porción superior de otro tubo compuesto. La FIG.9Fmuestra una realización de un tubo compuesto201donde los elementos de calentamiento215están separados en extremos opuestos del segundo miembro alargado205.Los elementos de calentamiento215están próximos a la pared de la burbuja, especialmente en comparación con las FIGS.9C-9E.
De las cuatro disposiciones de filamentos de las FIGS.9C-9F,se determinó que la FIG.9Ftenía las mejores propiedades térmicas. Debido a sus formas de burbuja similares, todas las configuraciones experimentaron pérdida de calor similar del tubo. Sin embargo, cuando la misma energía térmica fue la entrada a los tubos, la configuración de filamento de la FIG.9Fpermitió el mayor aumento de temperatura a lo largo de la longitud del tubo. Se determinó que la configuración de la FIG.9Dtenía las siguientes mejores propiedades térmicas y permitió el siguiente mayor aumento de temperatura a lo largo de la longitud del tubo. La configuración de la FIG.9Crindió mejor a continuación. La configuración de la FIG.9Etuvo el peor rendimiento y permitió el aumento de temperatura más pequeño a lo largo de la longitud del tubo, cuando se introdujo la misma cantidad de calor.
Se debe apreciar que aunque se puede preferir la configuración de la FIG.9Fen ciertas realizaciones, se pueden utilizar otras configuraciones, que incluyen aquellas de las FIGS.9C, 9D, 9E,y otras variaciones, en otras realizaciones según pueda desearse.
A continuación se hace referencia a las FIGS.10Aa10C,que demuestran las configuraciones de ejemplo para apilar el primer miembro alargado203.Se descubrió que se puede mejorar la distribución de calor en ciertas realizaciones por apilamiento de múltiples burbujas. Estas realizaciones pueden ser más beneficiosas cuando se usa un filamento de calentamiento interno215.LaFIG. 10Amuestra una sección transversal longitudinal de una porción superior de otro tubo compuesto. La FIG.10Amuestra una sección transversal de un tubo compuesto201sin apilamiento.
La FIG.10Bmuestra una sección transversal longitudinal de una porción superior de otro tubo compuesto. La FIG.
10Bmuestra otro tubo compuesto201de ejemplo con burbujas apiladas. En este ejemplo, se apilan dos burbujas la una encima de la otra para formar el primer miembro alargado203.En comparación con la FIG.10A,se mantiene la altura de burbuja total, pero el paso de burbuja es la mitad de la FIG.10A.Por tanto, la realización en la FIG.10Bsolo tiene una ligera reducción en el volumen de aire. El apilamiento de las burbujas reduce la convección natural y la transferencia de calor en el hueco entre las burbujas213y reduce la resistencia térmica global. La trayectoria de flujo de calor aumenta en las burbujas apiladas, que permite que el calor se distribuya más fácilmente a través del tubo compuesto201.
La FIG.10Cmuestra una sección transversal longitudinal de una porción superior de otro tubo compuesto. La FIG.
10Cmuestra otro ejemplo de un tubo compuesto201con burbujas apiladas. En este ejemplo, se apilan tres burbujas las unas encima de las otras para formar el primer miembro alargado203.En comparación con la FIG.
10A,se mantiene la altura de burbuja total, pero el paso de burbuja es un tercio de la FIG.10A.Por tanto, la realización en la FIG.10Bsolo tiene una ligera reducción en el volumen de aire. El apilamiento de las burbujas reduce la convección natural y la transferencia de calor en el hueco entre burbujas213.
Limpieza
En al menos una realización, se pueden seleccionar materiales para un tubo compuesto para manipular diversos métodos de limpieza. En algunas realizaciones, se puede usar una desinfección de alto nivel (alrededor 20 ciclos de limpieza) para limpiar el tubo compuesto201.Durante la desinfección de alto nivel, el tubo compuesto201se somete a pasteurización a aproximadamente 75 °C durante aproximadamente 30 minutos. A continuación, el tubo compuesto201se baña en 2 % de glutaraldehído durante aproximadamente 20 minutos. El tubo compuesto201se saca del glutaraldehído y se sumerge en 6 % de peróxido de hidrógeno durante aproximadamente 30 minutos. Finalmente, el tubo compuesto201se saca del peróxido de hidrógeno y se baña en 0,55 % de ortoftalaldeído (OPA) durante aproximadamente 10 minutos.
En otras realizaciones, se puede usar esterilización (alrededor 20 ciclos) para limpiar el tubo compuesto201.
Primero, el tubo compuesto201se pone dentro de un vapor de agua de autoclave a aproximadamente 121 °C durante aproximadamente 30 minutos. A continuación, se aumenta la temperatura del vapor de agua de autoclave hasta aproximadamente 134 °C durante aproximadamente 3 minutos. Después de la esterilización en autoclave, el tubo compuesto201se rodea por 100 % de óxido de etileno (OE) gaseoso. Finalmente, se saca el tubo compuesto201del OE gaseoso y se sumerge en aproximadamente 2,5 % de glutaraldehído durante aproximadamente 10 horas.
El tubo compuesto201se puede fabricar de materiales para resistir el proceso de limpieza repetido. En algunas realizaciones, parte o todo el tubo compuesto201se puede fabricar de, pero no se limita a, elastómeros termoplásticos de bloque de estireno-etileno-buteno-estireno, por ejemplo Kraiburg TF6STE. En otras realizaciones, el tubo compuesto201se puede fabricar de, pero no se limita a, Hytrel, uretanos o siliconas.
La descripción anterior de la invención incluye una forma preferida de la misma. Se pueden hacer modificaciones a la misma sin salirse del alcance de la invención. Para los expertos en la técnica a la que se refiere la invención, se sugerirán muchos cambios en la construcción y las realizaciones y solicitudes muy diferentes de la invención sin apartarse del alcance de la invención como se define en las reivindicaciones adjuntas. Las divulgaciones y las descripciones en el presente documento son puramente ilustrativas y no pretenden ser en ningún sentido limitantes.
Claims (17)
1. Un tubo médico (201) para proporcionar gases a y/o retirar gases de un paciente, comprendiendo el tubo médico: un primer miembro alargado (203) que comprende un cuerpo hueco enrollado en espiral para formar al menos en parte un tubo alargado que tiene un eje longitudinal, una luz (207) que se extiende a lo largo del eje longitudinal, y una pared hueca que rodea al menos parcialmente la luz; y
un segundo miembro alargado (205) enrollado en espiral y unido entre espiras adyacentes del primer miembro alargado (203), formando el segundo miembro alargado al menos una porción de la luz (207) del tubo alargado en donde uno o más filamentos conductores (215) están incorporados o encapsulados en el segundo miembro alargado (205).
2. El tubo médico (201) de la reivindicación 1, en donde el segundo miembro alargado (205) es menos flexible que el primer miembro alargado (203).
3. El tubo médico de la reivindicación 1 o reivindicación 2, en donde los primero (203) y segundo miembros alargados (205) enrollados en espiral y unidos proporcionan resistencia al aplastamiento, mientras que son los suficientemente flexibles para permitir flexiones de radio corto sin torcedura, oclusión o colapso y/o porciones del primer miembro alargado (203) se superponen a espiras adyacentes del segundo miembro alargado (205).
4. El tubo médico (201) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el segundo miembro alargado (205) es sólido o sustancialmente sólido.
5. El tubo médico (201) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el primer miembro alargado (203) forma en sección transversal longitudinal una pluralidad de burbujas con una superficie aplanada en la luz (207).
6. El tubo médico (201) de la reivindicación 5, en donde las burbujas tienen perforaciones.
7. El tubo médico (201) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el segundo miembro alargado (205) tiene una sección transversal longitudinal que, en general, es triangular, en general, con forma de T, o, en general, con forma de Y, y en donde al menos dos del uno o más filamentos conductores (215) están incorporados o encapsulados en lados opuestos del triángulo, de la forma de T o de la forma de Y.
8. El tubo médico (201) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el uno o más filamentos conductores (215) comprende un filamento de calentamiento y/o un filamento detector.
9. El tubo médico (201) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende una pluralidad de filamentos conductores (215) incorporados o encapsulados en el segundo miembro alargado (205).
10. El tubo médico (201) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende cuatro filamentos conductores (215) incorporados o encapsulados en el segundo miembro alargado (205).
11. El tubo médico (201) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde se forman pares de filamentos conductores (215) en un bucle de conexión en un extremo del tubo médico (201) y/o el uno o más filamentos conductores (215) están separados de la pared de la luz.
12. El tubo médico (201) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde los filamentos conductores (215) son no reactivos con el segundo miembro alargado (205) y/o comprenden aluminio o cobre.
13. El tubo médico (201) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que es uno o más de: un componente de circuito médico, un tubo inspiratorio, un tubo espiratorio, un componente de PAP, un componente de insuflación, un componente exploratorio y un componente quirúrgico.
14. Un método de fabricación de un tubo médico para proporcionar gases a y/o retirar gases de un paciente, comprendiendo el método:
proporcionar un primer miembro alargado que comprende un cuerpo hueco y un segundo miembro alargado, comprendiendo el segundo miembro alargado uno o más filamentos conductores;
envolver en espiral el segundo miembro alargado alrededor de un mandril con porciones de borde lateral opuestas del segundo miembro alargado que están separadas en envolturas adyacentes, formando así una espiral del segundo miembro alargado; y
envolver en espiral el primer miembro alargado alrededor de la espiral del segundo miembro alargado, de forma que porciones del primer miembro alargado se superpongan a envolturas adyacentes de la espiral del segundo miembro alargado y una porción del primer miembro alargado se disponga adyacente al mandril en el espacio entre las envolturas de la espiral del segundo miembro alargado, formando así una espiral del primer miembro alargado.
15. El método de la reivindicación 14, que comprende además uno o más de:
suministrar aire a una presión superior a la presión atmosférica a un extremo del primer miembro alargado; enfriar la espiral del segundo miembro alargado y la espiral del primer miembro alargado para formar un tubo médico que tiene una luz que se extiende a lo largo de un eje longitudinal y un espacio hueco que rodea la luz;
formar el segundo miembro alargado;
formar el segundo miembro alargado, al menos en parte, extruyendo el segundo miembro alargado con una segunda extrusora;
incorporar filamentos conductores en el segundo miembro alargado cuando se forma el segundo miembro alargado; formar pares de filamentos conductores en un bucle de conexión en un extremo del tubo médico;
formar el primer miembro alargado;
formar el primer miembro alargado extruyendo el primer miembro alargado con una primera extrusora.
16. El método de la reivindicación 15, en donde la segunda extrusora está configurada para encapsular uno o más filamentos conductores en el segundo miembro alargado.
17. El médoto de la reivindicación 15, que comprende formar el primer miembro alargado con una primera extrusora y formar el segundo miembro alargado con una segunda extrusora, en donde la primera extrusora es distinta de la segunda extrusora.
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