IT201800007477A1

IT201800007477A1 - Apparecchiatura per lo stoccaggio di un campione di respiro umano e relativo procedimento di stoccaggio di un campione di respiro umano

Info

Publication number: IT201800007477A1
Application number: IT102018000007477A
Authority: IT
Priority date: 2018-07-24
Filing date: 2018-07-24
Publication date: 2020-01-24
Also published as: WO2020021407A1; EP3826538A1; CN112423661B; CN112423661A; US20210298640A1; US12059246B2

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo:

“Apparecchiatura per lo stoccaggio di un campione di respiro umano e relativo procedimento di stoccaggio di un campione di respiro umano”

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Campo dell’invenzione

La presente invenzione è stata sviluppata con riferimento al prelievo e allo stoccaggio di campioni di respiro umano, in particolare per analisi medica.

Tecnica nota

L’acquisizione di campioni di respiro umano costituisce ad oggi un potenziale strumento per la diagnostica clinica oncologica, in quanto l’esalazione umana può contenere diverse specie chimiche indicative dell’insorgenza di patologie tumorali. La validità dell’analisi del respiro risiede principalmente nell’estrema facilità che caratterizza il prelievo del campione, che è effettuato in modo completamente non invasivo e senza affaticamento di sorta del paziente.

Un problema connaturato a qualsiasi campione di respiro umano è l’instabilità del campione stesso. Esso è soggetto a facili contaminazioni, e attualmente può essere stoccato solo in modo temporaneo nel medesimo contenitore utilizzato per il prelievo, tipicamente un sacco di materiale polimerico con uno o più rubinetti che abilitano l’accesso all’interno. Addirittura è lo stesso contenitore di prelievo a costituire una potenziale minaccia all’integrità del campione di respiro umano, in quanto i fenomeni di equilibrio dinamico che si instaurano all’interfaccia fra il gas esalato dal paziente e il materiale del contenitore portano a una migrazione indesiderata di particelle di materiale polimerico in sospensione nel campione gassoso, alterandone la composizione.

A ulteriore riduzione dell’efficacia del campione di respiro umano si pone l’oggettiva difficoltà di conservazione a lungo termine del medesimo. I contenitori di prelievo non sono in grado di assicurare la tenuta rispetto alle fuoriuscite di gas per un tempo prolungato, per cui si è di fatto costretti a eseguire l’analisi immediatamente dopo il prelievo. Oltre all’oggettiva difficoltà nel gestire un elevato numero di campioni, questo preclude completamente la possibilità di eseguire analisi ulteriori sul medesimo campione in tempi separati.

Scopo dell’invenzione

Lo scopo della presente invenzione è quello di risolvere i problemi tecnici precedentemente menzionati. In particolare, lo scopo dell’invenzione è quello di abilitare lo stoccaggio stabile e a lungo termine di un campione di respiro umano, minimizzando i fenomeni di contaminazione di decadimento del campione stesso.

Sintesi dell’invenzione

Lo scopo della presente invenzione è raggiunto da un’apparecchiatura e da un procedimento aventi le caratteristiche formanti oggetto delle rivendicazioni che seguono, le quali formano parte integrante dell’insegnamento tecnico qui somministrato in relazione all’invenzione.

Breve descrizione delle figure

L’invenzione sarà ora descritta con riferimento alle figure annesse, provviste a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

- La figura 1 è uno schema circuitale di un’apparecchiatura in base all’invenzione,

- La figura 2 è una rappresentazione esemplificativa di un contenitore per il prelievo di un campione di respiro umano,

- La Figura 3 è uno schema circuitale di una seconda forma di esecuzione dell’apparecchiatura in base all’invenzione,

- Le Figure 4, 5 sono schemi circuitali di varianti delle forme di esecuzione delle figure 1, 3 rispettivamente, e

- La Figura 6 è uno schema circuitale di un’apparecchiatura corrispondente a quella di figura 1, ma recante una modifica estendibile a tutte le forme di esecuzione e varianti dell’invenzione.

Descrizione particolareggiata

Il numero di riferimento 1 in figura 1 designa nel complesso un’apparecchiatura per lo stoccaggio di un campione di respiro umano in base all’invenzione.

L’apparecchiatura 1 comprende:

- un dispositivo dosatore 2 avente una bocca di aspirazione 3 e una bocca di mandata 4

- un dispositivo erogatore 5 in comunicazione di fluido con la bocca di mandata 4 del dispositivo dosatore 2,

- un gruppo di alimentazione 6 configurato per l’erogazione di una portata di fluido attraverso una bocca di mandata 7; di preferenza, il gruppo di alimentazione 6 è un componente attivo quale un compressore per aria (o gas in generale), ma in talune varianti è possibile prevedere un componente passivo quale un accumulatore di fluido in pressione - una bocca di acquisizione 8 configurata per l’ammissione di un campione di respiro umano, e

- una valvola di selezione 9.

Il dispositivo erogatore 5 è configurato per il collegamento fluidico a un contenitore di stoccaggio ST, che preferibilmente è una bombola per aerosol, più preferibilmente una bombola per aerosol con sacca che delimita l’agente attivo (in questo caso sostituito dal campione di respiro umano) rispetto al propellente – esterno alla sacca. Un alloggiamento SK è convenientemente previsto in modo da intrattenere saldamente il contenitore ST in accoppiamento con il dispositivo erogatore 5.

La bocca di acquisizione 8 è preferibilmente realizzata come un raccordo pneumatico, ad esempio un raccordo a innesto rapido, al quale possa esser connesso un contenitore SA per un campione di respiro umano. A titolo di esempio, il contenitore SA (figura 2) include un sacco di materiale polimerico BG le cui estremità afferiscono a un primo rubinetto T1 e un secondo rubinetto T2, ambedue dotati di una cannula C1, C2. Ciascuna delle cannule può essere utilizzata sia come boccaglio per un paziente all’atto dell’esalazione del campione di respiro, sia come elemento di accoppiamento al raccordo a innesto rapido che costituisce la bocca 8.

In altre forme di esecuzione il contenitore SA può includere un unico rubinetto (ad esempio T1), mantenendo l’altra estremità cieca.

Il dispositivo erogatore 5 è realizzato sostanzialmente come un ugello di iniezione apribile ad azione meccanica (per se noto) e schematizzato in figura 1 come una valvola unidirezionale precaricata (2 bocche, 2 posizioni) apribile sotto pressione e per azione meccanica.

La bocca di monte è connessa alla bocca di mandata 4 del dosatore 2, mentre la bocca di valle è configurata per il collegamento meccanico a un orifizio di caricamento del contenitore di stoccaggio ST.

In una prima posizione operativa 5A la bocca di mandata 4 del dosatore 2 (e la corrispondente bocca di monte cui essa è connessa) rimane isolata, come pure la bocca di valle del dispositivo erogatore.

In una seconda posizione operativa 5B la bocca di mandata 4 del dosatore 2 (e la corrispondente bocca di monte cui essa è connessa) è in comunicazione di fluido con la bocca di valle del dispositivo erogatore 5, abilitando il transito di portata dalla bocca di monte alla bocca di valle.

Come schematizzato in figura 1, la commutazione dalla posizione 5A alla posizione 5B può avvenire per azione fluidica all’occorrenza di una pressurizzazione del tratto circuitale compreso fra la bocca di mandata 4 e la bocca di monte (circostanza schematizzata con la linea di pilotaggio 5P), e per azione meccanica all’occorrenza dell’accoppiamento con il contenitore di stoccaggio ST (schematizzata dalla linea di pilotaggio 5D). In quest’ultimo caso è la connessione meccanica con il contenitore ST a definire fisicamente il pilotaggio 5D, e che fisicamente movimenta l’equipaggio mobile del dispositivo erogatore 5 portandolo in posizione 5B.

I pilotaggi 5P e 5D possono essere presenti entrambi (come negli schemi delle figure), oppure possono essere presenti singolarmente – l’uno o l’altro – in funzione della costruzione del dispositivo erogatore 5. In forme di esecuzione preferite, tuttavia, il dispositivo erogatore include il solo pilotaggio 5D, o al limite una combinazione dei pilotaggi 5P e 5D. Forme di esecuzione in cui sia presente il solo pilotaggio 5P non sono preferite – anche se sono comunque contemplate dalla presente invenzione – principalmente per il fatto che esse possono dar luogo a fuoriuscite indesiderate di campione anche quando il contenitore ST non è accoppiato al dispositivo erogatore 5.

La valvola di selezione 9 di figura 1 è del tipo a tre bocche e due posizioni.

Le due bocche di monte sono connesse, rispettivamente: i) alla bocca di acquisizione 8,

ii) alla bocca di mandata 7 in corrispondenza di un nodo circuitale J,

mentre l’unica bocca di valle è connessa a una linea pneumatica che prosegue verso il dispositivo dosatore 2.

La valvola 9 include una prima condizione operativa 9A nella quale è realizzata una comunicazione di fluido fra la bocca di acquisizione 8 e la bocca di valle, mentre l’altra bocca di monte (e per conseguenza la bocca di mandata 7) è isolata, e una seconda condizione operativa 9B nella quale è realizzata una comunicazione di fluido fra la bocca di mandata 7 del gruppo di alimentazione 6 e la bocca di valle, mentre l’altra bocca di monte (e per conseguenza la bocca di acquisizione 8) rimane isolata.

Nella forma di esecuzione preferita qui illustrata il dispositivo dosatore 2 è un dispositivo a stantuffo includente una camera di dosatura 10 entro la quale affacciano la bocca di aspirazione 3 e la bocca di mandata 4, e include inoltre uno stantuffo dosatore 11 mobile entro la camera di dosatura 10 fra una prima posizione operativa e una seconda posizione operativa (quest’ultima visibile in figura 1). La prima posizione operativa corrisponde a una condizione di volume minimo della camera di dosatura 10, mentre la seconda condizione operativa corrisponde a una condizione di volume massimo della camera di dosatura 10. Sempre con riferimento alla forma di esecuzione preferita di cui alla figura 1, lo stantuffo dosatore 11 è operativamente connesso per l’azionamento a un attuatore lineare 12. Preferibilmente, l’attuatore lineare 12 è un attuatore a doppio effetto comprendente un cilindro 13 nel quale è mobile uno stantuffo 14 delimitante una prima camera 15 e una seconda camera 16.

Vantaggiosamente, lo stantuffo 14 ha un diametro maggiore rispetto a quello dello stantuffo dosatore 11, in modo da realizzare nella camera di dosatura 10 un’amplificazione della pressione che insiste sullo stantuffo 14. Possono tuttavia essere previste forme di esecuzione che non seguono questo criterio, e in particolare che prevedano diametri identici fra gli stantuffi 11 e 14, oppure addirittura diametro maggiore per lo stantuffo 11 rispetto allo stantuffo 14. L’attuatore 12 può anche essere sostituito, come verrà indicato più avanti, da altri dispositivi quali un attuatore lineare elettromeccanico o un accumulatore a fluido connesso a una camera del dosatore 2 opposta alla camera di dosatura 10.

La prima camera 15 e la seconda camera 16 includono ciascuna una rispettiva bocca di lavoro 17, 18 in comunicazione di fluido con una valvola di distribuzione 19.

La valvola di distribuzione 19 è ad esempio un distributore a cinque bocche e due posizioni. Le tre bocche di monte sono connesse, rispettivamente:

i) alla bocca di mandata 7

ii) a un primo scarico in atmosfera 20A

iii) a un secondo scarico in atmosfera 20B

mentre le bocche di valle sono connesse, rispettivamente:

iv) alla camera 15 dell’attuatore 12

v) alla camera 16 dell’attuatore 12.

La valvola 19 include una prima posizione operativa esemplificata dal blocco 19A nella quale è realizzata una comunicazione di fluido fra la prima camera 15 e lo scarico 20B, e fra la seconda camera 16 la bocca di mandata 7 del gruppo di alimentazione 6.

In una seconda posizione operativa della valvola di distribuzione 19, esemplificata dal blocco 19B è invece realizzata una comunicazione di fluido fra la prima camera 15 e la bocca di mandata 7 del gruppo di alimentazione 6, mentre la seconda camera 16 è collegata allo scarico 20A.

In una forma di esecuzione alternativa oggetto della figura 3 e identificata dal numero di riferimento 100, l’attuatore lineare 12 è sostituito da un attuatore lineare 112 a semplice effetto comprendente un cilindro 113 nel quale è mobile uno stantuffo 114 delimitante – questa volta – un’unica camera di fluido 115 analoga alla camera 15 dell’attuatore 12, mentre un volume 116 corrispondente al volume occupato dalla camera 16 nell’attuatore 12 è occupato da un dispositivo di ritorno dello stantuffo, ad esempio una molla SP coassiale all’asse del cilindro o un accumulatore di fluido in pressione.

In questa forma di esecuzione, la valvola di distribuzione 19 viene sostituita da una valvola di distribuzione 119 a tre bocche e due posizioni 119A, 119B.

Le due bocche di monte sono connesse, rispettivamente: i) alla bocca di mandata 7 in corrispondenza di un nodo circuitale J,

ii) a uno scarico in atmosfera 120

mentre l’unica bocca di valle è connessa alla camera 115 dell’attuatore 112.

Nella posizione 119A (qui di riposo) la bocca di monte connessa alla bocca di mandata 7 è isolata, mentre l’unica bocca di valle è connessa allo scarico 120. Nella posizione 119B la bocca di monte connessa alla bocca di mandata 7 è collegata alla bocca 117 dell’attuatore 112, mentre la bocca di monte collegata allo scarico 120 è isolata.

Quale che sia la forma di esecuzione (1 o 100), fra la valvola 9 e il dosatore 2 è disposta una valvola di esclusione 21, qui schematizzata come una valvola a tre bocche e due posizioni. La valvola di esclusione 21 è configurata per isolare selettivamente l’alimentazione alla camera di dosatura 10 del dosatore 2.

Le due bocche di monte della valvola di esclusione 21 sono connesse, rispettivamente:

i) a uno scarico in atmosfera 22

ii) alla bocca di valle della valvola di selezione 9 mentre l’unica bocca di valle è connessa alla bocca di aspirazione 3.

In una prima posizione operativa esemplificata da un blocco 21A, la bocca di valle (e con essa la camera 10) è connessa allo scarico in atmosfera 22 (preferibilmente avrà provvisto di una valvola ritegno unidirezionale che previene l’ingresso indesiderato di contaminanti dall’esterno) e alla corrispondente bocca di monte, mentre la seconda bocca di monte è isolata, escludendo la sezione di circuito a monte di essa dalla comunicazione di fluido con la camera 10.

In una seconda posizione operativa (21B), lo scarico 22 viene isolato (e con esso la corrispondente bocca di monte), mentre la seconda bocca di monte viene connessa alla bocca di valle e da qui alla bocca di aspirazione 3.

Si tenga tuttavia presente, con riferimento alle figure 4 e 5, che in varianti delle apparecchiature 1, 100 oggetto – rispettivamente – delle figure 4 e 5 la valvola 21 può essere sostituita da una valvola unidirezionale precaricata (apribile sotto pressione) schematizzata nelle medesime figure in associazione al riferimento 21*.

Ciascuna delle valvole 5 (dispositivo erogatore, talvolta indicato anche come “valvola 5”), 9 (valvola di selezione), 19, 119 (valvola di distribuzione), 21, (valvola di esclusione) qui illustrate è associata a un rispettivo comando di pilotaggio 5D, 9D, 19D, 119D, 21D rappresentato con linea a tratteggio (valvole 5, 19, 119, 21) o come comando manuale (valvola 9). Con ciò si intende, ai fini della presente descrizione, che il pilotaggio delle valvole in questione può avvenire sia mediante comandi pneumatici, sia mediante comandi elettrici, sia mediante comandi manuali in funzione delle esigenze, o ancora mediante comandi elettromeccanici automatizzati in tutto o in parte. Le modalità preferite di azionamento verranno comunque descritte nel seguito.

Il funzionamento delle apparecchiature 1, 1*, 100, 100* è il seguente. La descrizione verrà sviluppata in via principale per le apparecchiature 1, 1* in quanto il funzionamento delle apparecchiature 100, 100* è sostanzialmente identico, salvo ove diversamente specificato.

L’apparecchiatura 1 consente di acquisire nella camera di dosatura 10 un campione di respiro umano temporaneamente stoccato nel contenitore SA, e consente successivamente di caricare il medesimo campione nel contenitore di stoccaggio ST per la conservazione di esso.

Dal punto di vista funzionale, l’inizio di un ciclo di lavoro coincide con l’inizio della corsa di aspirazione dello stantuffo 11, ossia lo stantuffo dosatore 11 si trova nella prima posizione operativa (volume minimo della camera 10), e per conseguenza lo stantuffo 14 si trova in una posizione di fine corsa all’estremità inferiore dell’attuatore 12.

Dal punto di vista operativo, tale condizione può in linea di principio coincidere con la condizione di fine del ciclo precedente, ma in generale essa dipende delle caratteristiche del dispositivo erogatore 5. In particolare, essa può risultare da una manovra preliminare eseguita nello spazio fra due cicli successivi consistente in un’alimentazione della camera 15 da parte del gruppo di alimentazione 6 con la valvola 19 nella posizione 19B.

Più in dettaglio, in forme di esecuzione in cui il dispositivo erogatore 5 è pilotato in apertura mediante il solo pilotaggio 5D, alla fine di un ciclo di lavoro è richiesto di portare lo stantuffo 11 nella seconda posizione operativa (volume massimo della camera di dosatura 10) per rimuovere il segnale di pressione 5D che aperto abilita l’iniezione di fluido nel contenitore ST, ed evitare così fughe indesiderate all’atto della rimozione del contenitore ST (ossia nel lasso di tempo che intercorrerebbe fra il distacco del contenitore ST e la chiusura meccanica dell’erogatore 5). Questa misura è peraltro ancor più importante nel caso in cui si realizzi un dispositivo erogatore 5 apribile solo grazie al pilotaggio 5P, poiché in quel caso si produrrebbe un’eiezione incontrollata del campione di respiro al momento della rimozione del contenitore ST.

Per tale ragione, alla fine di ogni ciclo di lavoro la condizione è quella di una camera di dosatura 10 a volume massimo (o pressoché massimo), con stantuffo 11 nella seconda posizione operativa. Affinché il ciclo successivo riparta con lo stantuffo 11 nella prima posizione operativa, ossia all’inizio della corsa di aspirazione di fluido entro la camera 10, occorrerà quindi realizzare la predetta manovra preliminare alimentando la camera 15 dell’attuatore 12.

Inoltre, al primo avvio dell’apparecchiatura 1 è preferibile spurgare il circuito da eventuali residui gassosi, per cui – assumendo che la condizione di riposo per lo stantuffo 11 sia la seconda posizione operativa, la manovra preliminare di cui sopra può essere eseguita per evacuare i residui gassosi attraverso l’erogatore 5 (ovviamente senza che ad esso sia collegato alcun contenitore ST), portando nuovamente lo stantuffo 11 nella prima posizione operativa (volume minimo della camera 10, inizio della corsa di aspirazione).

Con tali condizioni iniziali, e prevedendo inoltre: - il collegamento del contenitore SA, riempito con un campione di respiro umano prelevato da un paziente, alla bocca di acquisizione 8,

- la valvola 9 nella posizione 9A (negli schemi delle figure 1, 3 corrisponde a una condizione di riposo, ma qualora così non fosse la valvola 9 dovrebbe esservi commutata),

- la valvola di distribuzione 19 nella posizione 19A (come sopra: negli schemi corrisponde alla condizione di riposo, ma qualora così non fosse la valvola 19 dovrebbe esservi commutata), e

- la valvola di esclusione 21 nella posizione 21B (in questo caso la posizione 21A è scelta in generale come posizione di riposo, per cui occorrerà commutare la valvola 21 in posizione 21B),

si procede all’apertura del rubinetto (T1 o T2) associato alla cannula mediante la quale il contenitore SA è connesso alla bocca di acquisizione 8.

Con tali premesse operative, si abilita un’alimentazione, da parte del gruppo di alimentazione 6 della camera 16 con espansione di volume, e una contestuale riduzione di volume della camera 15 (il dispositivo erogatore 5 è mantenuto in posizione 5A).

Nel caso dell’apparecchiatura 100, la condizione della valvola 9 è immutata, mentre la valvola 119 è nella posizione 119A (come sopra: negli schemi corrisponde alla condizione di riposo, ma qualora così non fosse la valvola 119 dovrebbe esservi commutata), in modo da consentire la risalita dello stantuffo 114 ad opera della molla SP.

Per conseguenza, lo stantuffo dosatore 11 migra dalla prima alla seconda posizione operativa, aspirando entro la camera di dosatura 10 il campione di respiro umano contenuto nel contenitore SA.

L’apparecchiatura 1, 100 è quindi pronta per il caricamento del campione nel contenitore ST, che è preferibilmente accoppiato al dispositivo erogatore 5 solo in questo istante (in tal modo, come anticipato sopra, si mantiene il dispositivo erogatore 5 chiuso – posizione 5A). L’accoppiamento del contenitore ST, per quanto descritto, abilita la comunicazione di fluido fra la bocca di mandata 4 e l’orifizio di caricamento del contenitore ST. La valvola 19 viene commutata in posizione 19B realizzando l’alimentazione della camera 15 e una contestuale riduzione di volume della camera di dosatura 10 (con pressurizzazione del campione di respiro) per effetto della migrazione dello stantuffo 11 verso la prima posizione operativa.

Nel caso dell’apparecchiatura 100, l’unica differenza risiede nel fatto che è la valvola 119 ad essere commutata nella posizione 119B, alimentando la camera 115 e provocando l’avanzamento dello stantuffo 114 contro l’azione della molla SP.

La pressurizzazione esperita dal campione di respiro all’interno della camera di dosatura 10 per effetto del movimento dello stantuffo 11 verso la prima posizione operativa, unita al fatto che la valvola di iniezione 5 commuta nella posizione 5B al momento dell’installazione del contenitore ST (e nelle forme di esecuzione in cui l’apertura dell’erogatore avvenga per azione meccanica e pneumatica – pilotaggi 5D 5P – grazie al fatto che le valvole 19 e 21 sono commutate nelle rispettive posizioni 19B, 21B), risulta nel transito del campione di respiro entro il contenitore ST attraverso la valvola 5 stessa, caricandolo quindi nel contenitore ST.

Il riflusso del campione verso la bocca di acquisizione 8 è impedito mediante un sistema a ridondanza doppia. In primo luogo, la valvola 9 è realizzata in modo tale per cui in ambedue le posizioni operative 9A e 9B il transito di portata di fluido possa aver luogo unicamente dalle bocche di monte verso la bocca di valle, prevenendo quindi il riflusso per il fatto che questo avrebbe direzione da valle verso monte. Inoltre, la valvola 21 può essere commutata in posizione 21A isolando la camera di dosatura 10 e scaricando in atmosfera una eventuale quota di campione che dovesse essere oggetto di riflusso.

Il contenitore ST può quindi essere rimosso dall’alloggiamento SK e separato dal dispositivo erogatore 5: il campione di respiro è stoccato in modo sicuro e con stabilità garantita anche a lungo termine.

In base a un vantaggioso aspetto della presente invenzione, un’esigenza specifica cui l’apparecchiatura 1 deve rispondere è quella di evitare qualsiasi contaminazione incrociata dei campioni di respiro che vengono caricati in cicli successivi. Dunque la linea fluidica che entra a contatto con il campione di respiro umano deve essere lavata dopo il caricamento di ogni campione, ad esempio con gas inerte, per evitare che il campione caricato successivamente possa contenere tracce del campione o dei campioni caricati in precedenza. Ogni ciclo di caricamento di un campione entro un contenitore ST termina con il lavaggio dell’apparecchiatura 1 nelle parti che entrano a contato con il campione di respiro umano.

Per comandare un lavaggio della linea fluidica che entra in contatto col campione di respiro umano è utilizzata la valvola di selezione 9. In particolare, la valvola in questione viene comandata nella posizione 9B, mettendo la mandata 7 del gruppo di alimentazione 6 in comunicazione di fluido con la bocca di aspirazione 3 del dispositivo dosatore 2.

Nelle forme di esecuzione delle figure 1, 3 (apparecchiature 1, 100) il lavaggio richiede anche che la valvola di esclusione 21 abiliti il transito di portata verso la camera 10, il che equivale a comandare la valvola nella posizione 21B. Nelle varianti delle figure 4, 5 (apparecchiature 1*, 100*) è sufficiente la sola azione sulla valvola 9 poiché la valvola 21* si apre automaticamente sotto pressione.

Un gas inerte, ad esempio azoto, viene quindi alimentato dal gruppo di alimentazione 6 attraverso la valvola 9, le valvole 21 o 21*, la camera 10 e il dispositivo erogatore 5, attraverso il quale il gas evacua in atmosfera sotto azione meccanica applicata al dispositivo erogatore 5 espellendo i residui del campione precedente. Vantaggiosamente, lo stesso gas inerte può essere utilizzato – come è il caso dell’apparecchiatura di figura 1 – anche per l’alimentazione dell’attuatore 12, così da semplificare l’impianto e ridurre il numero di componenti (evitando, fra l’altro, la duplicazione del gruppo di alimentazione).

Nella fase di lavaggio lo stantuffo 11 può essere mantenuto, di nuovo in funzione della costruzione del dispositivo erogatore 5, nella prima posizione operativa (lavaggio a volume minimo) o nella seconda posizione operativa (lavaggio a volume massimo).

Il lavaggio a volume minimo è praticabile ogniqualvolta non sia richiesta la rimozione di un segnale di pressione proveniente dalla camera 10 (quale è, ad esempio, il segnale 5D) per consentire la chiusura del dispositivo erogatore e la separazione del contenitore di stoccaggio ST. Ne costituiscono esempi le forme di realizzazione dell’apparecchiatura 1, 100, 1*, 100* in cui il dispositivo erogatore 5 è azionato solo mediante il pilotaggio meccanico ST (non necessariamente limitato alla sola interazione col contenitore ST, ma anche esteso a comandi manuali indipendenti dall’accoppiamento con il contenitore ST). in queste forme di esecuzione, non vi è alcuna necessità di riportare lo stantuffo 11 nella seconda posizione operativa per separare il contenitore ST, cosicché esso può essere mantenuto nella prima posizione operativa (volume minimo della camera 10) per tutto l’intervallo di tempo che va dalla fine del caricamento del contenitore ST, al lavaggio, alla connessione di un nuovo contenitore SA con un nuovo campione di respiro.

Ciò porta con sé il vantaggio di minimizzare il volume di lavaggio pur depurando tutte le parti che entrano a contato con il campione di respiro umano di eventuali residui del campione appena caricato.

Quando per le apparecchiature 1, 100, 1*, 100* è prevista la rimozione del segnale di pressione 5P dopo il caricamento del contenitore ST, il lavaggio viene eseguito preferibilmente con la camera a volume massimo (stantuffo 11 nella seconda condizione operativa). In questo caso, come già descritto, viene comandata una corsa a vuoto dello stantuffo 11 al termine del caricamento del campione nel contenitore ST per portare lo stantuffo 11 nella seconda condizione operativa, corrispondente alla condizione di volume massimo della camera di dosatura 10, e separare il contenitore ST. In tal condizioni si procede al lavaggio, richiedendo per conseguenza di operare una nuova corsa a vuoto (ossia la predetta manovra preliminare) al termine del lavaggio per riportare lo stantuffo 11 nella prima posizione operativa, pronto a effettuare una nuova acquisizione di un successivo campione di respiro umano.

Si osservi peraltro che in queste forme di esecuzione è comunque possibile eseguire un lavaggio a volume minimo. Al termine della corsa dello stantuffo 11 verso la seconda posizione operativa per il distacco del contenitore ST, lo stantuffo 11 stesso può essere immediatamente riportato verso la prima posizione operativa lavando in parte la camera 10 per spurgo attraverso il dispositivo erogatore 5 (ed eventualmente attraverso lo scarico 22, mantenendo la valvola 21 in posizione 21A). A questo punto la valvola 9 viene commutata in posizione 9B e può aver luogo il lavaggio a volume minimo come precedentemente descritto, di nuovo con il vantaggio di avere lo stantuffo 11 già in posizione di inizio della corsa di aspirazione al momento del collegamento di un nuovo campione di respiro umano nel contenitore di prelievo SA.

In sintesi è dunque implementato tramite le apparecchiature 1, 100, 1*, 100* un procedimento di stoccaggio di un campione di respiro umano che include:

- predisporre un contenitore SA riempito di un campione di respiro umano

- collegare il contenitore SA alla bocca di acquisizione 8

- comandare un primo azionamento del dispositivo dosatore 2 per prelevare il campione di respiro umano dal contenitore SA, con la valvola di selezione 9 nella prima condizione operativa 9A,

- collegare un contenitore di stoccaggio ST al dispositivo erogatore 5,

- comandare un secondo azionamento del dispositivo dosatore 2 per inviare al dispositivo erogatore 5 il campione di respiro umano prelevato, in modo da riempire il detto contenitore di stoccaggio ST con il campione,

- separare il contenitore di stoccaggio ST dal dispositivo erogatore 5,

- portare la valvola di selezione 9 nella seconda condizione operativa 9B e alimentare il dispositivo dosatore 2 e il dispositivo erogatore 5 con un fluido di lavaggio (ad esempio un gas inerte) mediante il gruppo di alimentazione 6.

Grazie alle apparecchiature 1, 100, 1*, 100* e al procedimento in base all’invenzione è quindi possibile stoccare stabilmente (e a lungo termine) un campione di respiro umano in un contenitore pressurizzato, per un successivo uso diagnostico. Grazie alla diminuzione del volume del campione rispetto al volume occupato quando esso è nel contenitore SA, si facilita lo stoccaggio di un grande numero di campioni come spesso è necessario per le applicazioni mediche. Grazie al lavaggio del circuito operato al termine di ogni ciclo ciascun campione è privo di contaminazione incrociata da parte di campioni elaborati precedentemente.

Sul fronte del lavaggio, la figura 6 illustra un’ulteriore forma di esecuzione dell’apparecchiatura 1, indicata dal riferimento 1**, che si caratterizza per un sistema di lavaggio a efficacia potenziata. Per economia di descrizione, la modifica è descritta solo in relazione all’apparecchiatura 1**, ma è applicabile identicamente a tutte le apparecchiature 100, 1*, 100*.

L’apparecchiatura 1** differisce dall’apparecchiatura 1 unicamente per la configurazione della valvola di selezione 9, e in particolare per la configurazione della seconda condizione operativa. La valvola di selezione prende qui il riferimento 9**, mentre la seconda condizione operativa prende riferimento 9B** In tale condizione operativa, in luogo dell’esclusione completa del ramo circuitale al quale fa capo la bocca di acquisizione 8 come accade nel caso della valvola 9, la valvola 9** nella posizione 9B** realizza una connessione fluidica - apribile sotto pressione – fra l’unica bocca di valle e la bocca di monte che è connessa alla bocca di acquisizione 8 (per conseguenza la connessione apribile sotto pressione interessa la bocca di mandata 7 del gruppo di alimentazione e la bocca di acquisizione 8).

In questo modo, nel momento in cui il fluido pressurizzato invade il ramo circuitale precedentemente entrato a contatto con il campione di respiro umano, una parte di portata pressurizzata apre il collegamento fluidico (schematizzato con una valvola unidirezionale apribile sotto pressione) fra la bocca di mandata 7 e la bocca di acquisizione 8 lavando il tratto circuitale compreso fra la valvola 9** e la bocca 8. Questa forma di esecuzione della valvola di selezione è preferibile in particolare qualora – per esigenze costruttive – esista una distanza apprezzabile fra la bocca 8 e la valvola di selezione tale per cui alla rimozione del contenitore SA è difficile ottenere un lavaggio spontaneo del tratto in questione (fatto, invece, pressoché certo nel caso di un tratto fluidico molto corto fra la bocca 8 e la valvola di selezione). Si tenga inoltre presente che l’apparecchiatura 1** è qui illustrata equipaggiata delle valvole 21 e 19, ma può essere equipaggiata in alternativa della valvola 21* e/o della valvola 119 (in questo caso con l’attuatore 12 sostituito dall’attuatore 112).

Naturalmente, i particolari di realizzazione e le forme di attuazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato senza per questo uscire dall’ambito di protezione della presente invenzione, così come definito dalle rivendicazioni annesse.

Ad esempio, l’attuatore lineare 12 – di tipo pneumatico - può essere sostituito, in alcune forme di esecuzione, da un attuatore elettromeccanico, ad esempio un attuatore lineare a vite senza fine che agisce direttamente sullo stantuffo dosatore 11, o ancora un cinematismo a ginocchiera elettroattuato che agisce sempre sullo stantuffo dosatore 11. Questo consente di realizzare un’apparecchiatura più compatta, riducendo gli ingombri derivanti dall’attuatore 12.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura (1; 1*; 1**; 100; 100*) per lo stoccaggio di un campione di respiro umano comprendente: - un dispositivo dosatore (2) avente una bocca di aspirazione (3) e una bocca di mandata (4), - un dispositivo erogatore (5) in comunicazione di fluido con la bocca di mandata (4) del dispositivo dosatore (2), - un gruppo di alimentazione (6) configurato per l’erogazione di una portata di fluido attraverso una bocca di mandata (7) di esso, - una bocca di acquisizione (8) configurata per l’ammissione di un campione di respiro umano, e - una valvola di selezione (9; 9**), in cui: detta valvola di selezione (9; 9**) include una prima condizione operativa (9A) nella quale è realizzata una comunicazione di fluido fra la bocca di acquisizione (8) e la bocca di aspirazione (3) del dispositivo dosatore (2), e una seconda condizione operativa (9B; 9B**) nella quale è realizzata una comunicazione di fluido fra la bocca di mandata (7) del gruppo di alimentazione (6) e detto dispositivo dosatore (2).
2. Apparecchiatura (1; 1*; 1**; 100; 100*) secondo la rivendicazione 1, in cui detto dispositivo dosatore (2) è un dispositivo a stantuffo includente una camera di dosatura (10) entro la quale affacciano la bocca di aspirazione (3) e la bocca di mandata (4), e uno stantuffo dosatore (11) mobile entro detta camera di dosatura (10) fra una prima posizione operativa e una seconda posizione operativa.
3. Apparecchiatura (1; 1*; 1**; 100; 100*) secondo la rivendicazione 2, in cui un movimento di detto stantuffo dosatore (11) da detta prima posizione operativa a detta seconda posizione operativa realizza l’immissione in detta camera di dosatura (10) di un campione di respiro umano afferente a detta bocca di acquisizione (8), mentre un movimento di detto stantuffo dosatore (11) da detta seconda posizione operativa a detta prima posizione operativa realizza la mandata a detto dispositivo erogatore (5) di un campione di respiro umano acquisito entro la camera di dosatura (10).
4. Apparecchiatura (1; 1*; 1**; 100; 100*) secondo la rivendicazione 3, in cui nel movimento dello stantuffo dosatore (11) da detta prima posizione operativa verso la seconda posizione operativa per l’immissione di un campione di respiro umano in detta camera di dosatura (10) la valvola di selezione (9; 9**) è nella prima condizione operativa (9A).
5. Apparecchiatura (1; 1*; 1**; 100; 100*) secondo la rivendicazione 2, in cui quando la valvola di selezione (9) è nella seconda condizione operativa (9B; 9B**) è configurata per abilitare un lavaggio di detta camera di dosatura (10) e di detto dispositivo erogatore (5).
6. Apparecchiatura (1; 1*; 1**; 100; 100*) secondo la rivendicazione 2, in cui lo stantuffo dosatore (11) è operativamente connesso per l’azionamento a un attuatore lineare (12; 112), detto attuatore lineare (12; 112) essendo operativamente connesso a detto gruppo di alimentazione (6) mediante una valvola di distribuzione (19; 119).
7. Apparecchiatura (1; 1*; 1**) secondo la rivendicazione 6, in cui l’attuatore lineare (12) è un attuatore a doppio effetto comprendente un cilindro (13) nel quale è mobile uno stantuffo (14) delimitante una prima camera (15) e una seconda camera (16), in cui ciascuna di dette prima camera (15) e seconda camera (16) include una rispettiva bocca di lavoro (17, 18) in comunicazione di fluido con detta valvola di distribuzione (19), in cui la valvola di distribuzione (19) include una prima condizione operativa (19A) nella quale è realizzata una comunicazione di fluido fra detta seconda camera (16) e la bocca di mandata (7) del gruppo di alimentazione (6), mentre detta prima camera (15) è collegata a uno scarico (20B) e una seconda condizione operativa (19B) nella quale è realizzata una comunicazione di fluido fra detta prima camera (15) e la bocca di mandata (7) del gruppo di alimentazione (6), mentre detta seconda camera (16) è collegata a uno scarico (20A).
8. Apparecchiatura (1**) secondo la rivendicazione 1, in cui nella seconda condizione operativa (9B**) della valvola di selezione (9**) è inoltre previsto un collegamento fluidico apribile sotto pressione fra la bocca di mandata (7) del gruppo di alimentazione (6) e detta bocca di acquisizione (8).
9. Procedimento di stoccaggio di un campione di respiro umano mediante un’apparecchiatura (1; 1*; 1**; 100; 100*) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 8, il procedimento includendo: - predisporre un contenitore di prelievo (SA) riempito di un campione di respiro umano, - collegare il contenitore di prelievo (SA) alla bocca di acquisizione (8), - comandare un primo azionamento del dispositivo dosatore (2) per prelevare il campione di respiro umano da detto contenitore di prelievo (SA), la valvola di selezione (9; 9**) essendo nella prima condizione operativa (9A), - collegare un contenitore di stoccaggio (ST) a detto dispositivo erogatore (5), - comandare un secondo azionamento del dispositivo dosatore (2) per inviare al dispositivo erogatore (5) il campione di respiro umano prelevato, in modo da riempire detto contenitore di stoccaggio (ST) con il campione, - separare il contenitore di stoccaggio (ST) da detto dispositivo erogatore (5), - portare la valvola di selezione (9; 9**) nella seconda condizione operativa (9B; 9B**) e alimentare il dispositivo dosatore (2) e il dispositivo erogatore (5) con un fluido di lavaggio mediante il gruppo di alimentazione (6).
10. Procedimento secondo la rivendicazione 9, in cui detto comandare un secondo azionamento del dispositivo dosatore (2) è eseguito mediante invio di una portata di detto fluido di lavaggio a detto attuatore lineare (12) tramite detto gruppo di alimentazione (6).