IT201900016919A1 - Sistema biomedico di aspirazione, in particolare per il drenaggio toracico, con regolazione del flusso di aspirazione perfezionata. - Google Patents

Description

"Sistema biomedico di aspirazione, in particolare per il drenaggio toracico, con regolazione del flusso di aspirazione perfezionata"

D E S C R I Z I O N E

Il presente trovato ha come oggetto un sistema biomedico di aspirazione, in particolare per il drenaggio toracico, che risulta utile e pratico particolarmente, ma non esclusivamente, in ambito ospedaliero .

Come è noto, a seguito di un intervento di chirurgia toracica o di cardiochirurgia o in casi di emergenza/urgenza, è necessaria l'applicazione di un tubo di drenaggio al fine di evitare l'accumulo di fluidi e ripristinare le normali condizioni fisiologiche all'interno del torace del paziente .

Il tubo di drenaggio è tipicamente collegato ad un apposito sistema di drenaggio toracico che possiede una serie di caratteristiche peculiari al fine di poter risultare efficace in questo tipo di trattamento. In particolare, il sistema di drenaggio toracico può funzionare "per gravità", ovvero qualora la raccolta dei fluidi avvenga unicamente per effetto del dislivello tra il paziente e il drenaggio stesso, oppure 'in aspirazione" .

Un sistema di drenaggio in aspirazione è spesso preferibile, in quanto l'applicazione dell'aspirazione consente una migliore evacuazione dei liquidi, sia nel cavo pleurico che nel mediastino, facilita la riespansione polmonare, ripristinando la normale dinamica respiratoria del paziente. Inoltre, una aspirazione moderata, continuativa e controllata, evita alcune pericolose complicanze quali il tamponamento cardiaco o lo pneumotorace iperteso, entrambe causate da una insufficiente azione di rimozione dei liquidi o dell'aria dal torace.

Nel caso di sistema di drenaggio in aspirazione, questo comprende un sistema di aspirazione, a cui si riferisce il presente trovato, che comprende a sua volta un condotto di aspirazione e generalmente un dispositivo per la limitazione del vuoto (la pressione negativa di aspirazione) ed eventualmente un dispositivo per regolazione del flusso di aspirazione (portata del flusso d'aria) .

L'applicazione dell'aspirazione deve avvenire infatti attraverso una regolazione che limiti l’intensità del vuoto entro un intervallo ritenuto sicuro per il paziente (generalmente tra -10 e -60cmH20 - mbar).

Questi sistemi di aspirazione per il drenaggio toracico devono affrontare alcuni problemi tecnici .

In particolare, l'aspirazione è generalmente applicata mediante il collegamento del drenaggio toracico ad una fonte di vuoto che può essere quella centralizzata, frequentemente disponibile nei reparti ospedalieri, oppure quella proveniente da una fonte elettromeccanica quale un aspiratore portatile. In entrambi i casi, tali fonti di vuoto forniscono valori di vuoto eccessivamente elevati per poter essere applicati direttamente al paziente; infatti le fonti di vuoto sono generalmente disponibili per molteplici usi, quali ad esempio l'aspirazione oro-faringea, l'aspirazione chirurgica in sala operatoria, ecc.. Pertanto è necessario ridurre il valore di tale aspirazione (che può superare i -700mbar) a valori che risiedano all'interno dell'intervallo di sicurezza per il drenaggio toracico.

Per fare ciò, oggigiorno sono utilizzati dei riduttori di pressione (o valvole di regolazione dell'aspirazione) integrati nei sistemi dì drenaggio, che si distinguono generalmente in due tipologie: ad acqua e meccanici.

In entrambi i casi si tratta di riduttori di pressione che necessitano di un determinato flusso di aria per poter ottemperare efficacemente alla propria funzione.

Infatti, nelle valvole di regolazione ad acqua, il flusso di aria aspirato corrisponde sommariamente al flusso d'aria che viene prelevato dall'ambiente esterno al fine di ridurre il livello di vuoto al paziente; in questo caso l'altezza, quindi il peso, dell'acqua contenuta nella valvola mantiene chiuso l'ingresso di aria dall'esterno fino a quando il valore del vuoto applicato è tale da spostare il peso della colonna d'acqua. A quel punto, l'aria può entrare dall'esterno "riducendo" il livello di aspirazione applicata al paziente.

Nelle valvole di regolazione meccaniche il principio è il medesimo ma, anziché utilizzare il peso dell'acqua come mezzo di regolazione del vuoto, è utilizzata la pressione di una molla che mantiene chiuso l'accesso dall'ambiente esterno: quando il vuoto applicato è tale da superare la forza di chiusura della molla, l'aria esterna può entrare nel sistema "riducendo" il livello del vuoto al paziente. Un esempio di valvola di regolazione meccanica è descritta nella domanda di brevetto EP1059093.

Come già accennato, un limite di queste valvole consiste nel fatto che esse necessitano di un determinato valore di vuoto e di flusso per poter funzionare correttamente. Valori comuni possono essere: vuoto non inferiore a -100mbar; flusso compreso tra 3 e 7 litri/min.

Inoltre, come è facile intuire, il flusso di aspirazione della fonte centralizzata coincide quasi interamente con l'aria che è immessa dall'esterno attraverso i riduttori di pressione e deve essere controllato al fine di evitare variazioni nella regolazione che possono al limite rappresentare un pericolo per il paziente.

Infatti, nelle valvole ad acqua, l'eccesso di flusso provoca un gorgogliamento eccessivo dell'acqua nella valvola stessa con due possibili conseguenze: nel breve termine l’acqua può risalire fino alla connessione col vuoto centralizzato, entrando all’interno del circuito pneumatico. Questo provoca malfunzionamenti e possibili contaminazioni dei circuiti ospedalieri. Nel medio termine, il gorgogliamento può causare una evaporazione precoce dell'acqua nella valvola, causando una riduzione dell'altezza della stessa e quindi una riduzione della capacità di regolazione. In casi estremi si può arrivare fino allo svuotamento della valvola e alla perdita di funzionalità con conseguente applicazione di un vuoto eccessivo al paziente.

Analoghi inconvenienti, sebbene di natura differente, si possono avere nelle valvole meccaniche; in particolare un flusso eccessivo può determinare un incremento dell' aspirazione applicata al paziente anche in modo consistente potendo superare il limite massimo dell'intervallo considerato di sicurezza.

E' da notare, infine, che flussi troppo elevati causano un incremento di rumorosità dei sistemi di drenaggio con evidente fastidio per il paziente, in particolare durante le ore notturne.

Dall'altro lato, valori di vuoto e di flusso scarsi o insufficienti non consentono un funzionamento regolare dei riduttori di pressione.

Fino ad oggi, le uniche metodologie di regolazione del flusso di aspirazione, nei sistemi di drenaggio di tipo noto, consistono nella introduzione di regolatori e/o rubinetti in serie al vuoto centralizzato. Tali regolatori e/o rubinetti possono essere di vario genere e si trovano posizionati sui dispositivi di drenaggio e/o sugli attacchi del vuoto. In tutti i casi, la funzione è quella di controllare il vuoto o ridurre la sezione del condotto di collegamento alla fonte di vuoto in modo da limitare il flusso di aria che può circolare. La regolazione deve avvenire manualmente e questa operazione si presta a tutte le limitazioni e a tutti gli inconvenienti tipici di una azione umana diretta.

I problemi legati a questo tipo di regolazione manuale possono essere riassunti come segue:

la regolazione non può essere modificata in tempo reale in quanto occorrerebbe un operatore sempre presente;

la fonte di vuoto centralizzata subisce variazioni di intensità anche importanti (ad esempio a seguito dello sfruttamento più o meno intensivo della fonte stessa) , di conseguenza risulta impossibile adeguare la regolazione del vuoto e del flusso in accordo con tali variazioni e la regolazione effettuata inizialmente potrebbe non essere più adeguata già dopo poche ore, costringendo l'operatore ad aggiustamenti continui ;

i regolatori esterni devono essere soggetti a manutenzione periodica e, se questa non è eseguita correttamente, potrebbero avere un funzionamento non conforme .

In aggiunta, le fonti di vuoto ospedaliero possono essere molto diverse tra loro in funzione del reparto e del tipo di utilizzo per cui sono state predisposte. A titolo di esempio si possono citare le fonti di vuoto presenti nelle sale operatorie (valori di vuoto e flusso elevati per l'aspirazione chirurgica sul campo operatorio), le fonti di vuoto nei reparti dì rianimazione (utilizzate per i dispositivi di drenaggio e per la aspirazione oro-faringea), ecc.

In funzione del tipo di fonte disponibile, l'intensità del vuoto e del flusso sono molto diverse tra loro e l' intensità stessa può variare significativamente nel corso della giornata in base alla intensità di sfruttamento da parte dei vari servizi ospedalieri; quindi si hanno normalmente valori inferiori in mattinata (sale operatorie, reparti e ambulatori a pieno regime e quindi elevato sfruttamento) e valori superiori nelle ore notturne quando nell'ospedale sono attivi solo i servizi essenziali.

A tal proposito è importante far presente che il drenaggio toracico è posizionato subito dopo l'intervento chirurgico o la medicazione di emergenza e spesso è immediatamente connesso alla fonte di vuoto disponibile in sala operatoria. Di seguito il paziente può avere un periodo di stazionamento nella sala di risveglio e/o in terapia intensiva, la cui fonte di vuoto può avere caratteristiche e prestazioni differenti. Infine il paziente trascorre un successivo periodo in degenza dove si avranno fonti di vuoto ulteriormente differenziate. Tale percorso, necessita di una continua regolazione del flusso di aria che è applicata al drenaggio toracico al fine di mantenere le prestazioni al livello ottimale e evitare i problemi descritti in precedenza. Ovviamente con un semplice rubinetto e/o un regolatore di vuoto, tale adeguamento continuativo non è possibile con conseguente degrado delle prestazioni del drenaggio toracico.

Compito precipuo del presente trovato consiste nel realizzare un sistema biomedico di aspirazione, in particolare per drenaggio toracico, che risolva il problema tecnico sopra esposto, ovvi agli inconvenienti e superi i limiti della tecnica nota consentendo una più efficace regolazione del flusso di aspirazione.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un sistema biomedico di aspirazione che consenta una regolazione automatica del flusso di aspirazione.

Un ulteriore scopo del trovato consiste nel realizzare un sistema biomedico di aspirazione che consenta di gestire in modo automatico, e senza l'intervento di un operatore, anche le situazioni estreme di flusso di aspirazione particolarmente basso e di flusso particolarmente elevato.

Un altro scopo del trovato consiste nel realizzare un sistema biomedico di aspirazione che consenta una efficace regolazione del flusso con fonti di aspirazione di tipo diverso e quindi più versatile .

Ancora uno scopo del trovato consiste nel realizzare un sistema biomedico di aspirazione che dia le più ampie garanzie di affidabilità e sicurezza pur necessitando di minore manutenzione.

Non ultimo scopo del trovato è quello di realizzare un sistema biomedico di aspirazione con regolazione del flusso che sia facile da realizzare ed economicamente competitivo se paragonato alla tecnica nota.

Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da un sistema biomedico di aspirazione secondo la rivendicazione 1.

Questo compito e questi ed altri scopi sono altresì raggiunti da un dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione secondo la rivendicazione 11.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di un sistema biomedico di aspirazione, illustrate a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio degli allegati disegni in cui:

la figura 1 è una sezione lungo un piano verticale di una parte di un sistema biomedico di aspirazione secondo il trovato, relativa ad una possibile forma di realizzazione del dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione in una condizione di basso flusso;

la figura 2 è la stessa sezione di figura 1 in una condizione di alto flusso;

la figura 3 è uno schema a blocchi che rappresenta schematicamente la struttura di una possibile forma di realizzazione di un sistema biomedico di aspirazione, secondo il trovato, nel suo complesso.

Con riferimento alle figure, il sistema biomedico di aspirazione, in particolare per drenaggio toracico, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, comprendente una struttura principale del sistema 40.

Con struttura principale del sistema 40 si intende, in via del tutto generale, l'insieme degli elementi di tipo noto necessari al funzionamento di un sistema di aspirazione (preferibilmente per un sistema di drenaggio toracico in aspirazione) in accordo all'arte nota, comprendente usualmente almeno un condotto di aspirazione (ad esempio atto ad aspirare fluidi dal corpo di un paziente P), eventualmente un contenitore per i fluidi aspirati, e preferibilmente una valvola di regolazione dell'aspirazione 41 di tipo noto (meccanica o ad acqua), quale ad esempio quella descritta in EP1059093.

La struttura principale del sistema 40 è quindi da intendersi come l'insieme degli elementi che costituiscono un sistema di aspirazione di tipo noto (preferibilmente per drenaggio toracico) ad eccezione del dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione 10, che verrà descritto in seguito e che è esso stesso oggetto del presente trovato, e ad eccezione della fonte di aspirazione A che è generalmente esterna al sistema 1 in oggetto.

Poiché la struttura e il funzionamento del resto del sistema (ovvero della struttura principale del sistema 40) è di per sé noto, la descrizione si concentrerà sul dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione 10: il tecnico del ramo può scegliere come struttura principale del sistema 40 un qualsiasi sistema biomedico di aspirazione di tipo noto.

Il sistema biomedico di aspirazione 1 comprende ovviamente almeno un connettore di sorgente 60 atto ad essere connesso ad una fonte di aspirazione A per generare un flusso di aspirazione F (vale a dire un flusso d'aria) nel sistema 1, il quale connettore di sorgente 60 è ad esempio sagomato per essere accoppiato ad un tubo proveniente dalla fonte di aspirazione A o configurato per essere connesso a questa in altro modo .

La fonte di aspirazione A è ad esempio una fonte di vuoto centralizzata, come quella disponibile nei reparti ospedalieri, oppure una fonte elettromeccanica quale un aspiratore portatile .

Secondo il trovato, il sistema biomedico di aspirazione 1 comprende un dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione 10 interposto tra il connettore di sorgente 60 e la struttura principale del sistema 40. Il dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione 10 si trova quindi direttamente a monte del connettore di aspirazione 60 (rispetto alla direzione flusso di aspirazione F e valle della struttura principale del sistema 40).

Va da sé che, in talune forme di realizzazione, tra il dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione 10 e il connettore di sorgente 60 può eventualmente essere presente un condotto e/o ulteriori elementi che non interrompono la comunicazione di fluido, e quindi il passaggio del flusso di aspirazione F, tra i suddetti due elementi.

E' a questo punto utile precisare che, nella presente descrizione e nelle allegate rivendicazioni, con "a monte" si intende sempre a monte rispetto alla direzione del flusso di aspirazione F e quindi più lontano dalla fonte di aspirazione A, e viceversa con "a valle" si intende più vicino alla fonte di aspirazione A.

Più in dettaglio, il dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione 10 comprende una camera di passaggio del flusso 90 che si sviluppa lungo un asse verticale Y. Tale camera di passaggio del flusso 90 mette in comunicazione di fluido il connettore di sorgente 60 con la struttura principale del sistema 40 (e preferibilmente con una valvola di regolazione dell'aspirazione 41 ad acqua o meccanica, atta e limitare la pressione di aspirazione, che nelle forme di realizzazione preferite è compresa nella struttura principale del sistema 40 ed è collocata subito a monte del dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione 10, direttamente in comunicazione di fluido con questo. Nelle figure il numero di riferimento 41 indica la posizione in cui è preferibilmente posizionata la valvola di regolazione 41, la quale essendo una qualsiasi valvola di tipo noto, non è illustrata nel dettaglio.

La camera di passaggio del flusso 90 comprende a sua volta una bocca inferiore 30 che collega la camera di passaggio del flusso 90 stessa con la struttura principale del sistema 40 (preferibilmente con la una valvola di regolazione dell'aspirazione 41 ad acqua o meccanica) e una bocca superiore 70, coassiale e opposta alla suddetta bocca inferiore 30, la quale bocca superiore 70 collega la camera di passaggio del flusso 90 con il connettore di sorgente 60.

Come evidente dalle figure 1 e 2, la camera di passaggio del flusso 90 costituisce in pratica un passaggio per il flusso di aspirazione F tra la struttura principale del sistema 40 e il connettore di sorgente 60.

Secondo il trovato, all'interno della camera di passaggio del flusso 90 è alloggiato un elemento di occlusione 20 che è libero di muoversi lungo l'asse verticale Y.

Più precisamente, l'elemento di occlusione 20 è libero di muoversi, all'interno della camera di passaggio del flusso 90, tra una posizione di occlusione inferiore (illustrata in figura 1) e una posizione di occlusione superiore (illustrata in figura 2).

Come evidente da figura 1, nella posizione di occlusione inferiore, l'elemento di occlusione 90 impegna e occlude solo parzialmente la bocca inferiore 30, mentre lascia completamente libera la bocca superiore 70.

Come evidente da figura 2, nella posizione di occlusione superiore, l'elemento di occlusione 90 libera completamente la bocca inferiore 30 e impegna e occlude solo parzialmente la bocca superiore 70.

In questo modo, quando il flusso di aspirazione F generato dalla fonte di aspirazione A e passante attraverso la camera di passaggio del flusso 90 è superiore ad un predeterminato valore, il flusso di aspirazione F stesso solleva l'elemento di occlusione 20 spostandolo dalla suddetta posizione di occlusione inferiore alla suddetta posizione di occlusione superiore. Viceversa, quando il flusso di aspirazione F è inferiore al predeterminato valore, la forza di gravita riporta, o mantiene, l'elemento di occlusione 20 nella suddetta posizione di occlusione inferiore .

Vantaggiosamente, il predeterminato valore del flusso F (vale a dire di intensità ovvero portata del flusso d'aria, misurabile ad esempio in litri/min) può essere determinato calibrando opportunamente le dimensioni e il peso dell'elemento di occlusione 20 e la forma e le dimensioni delle bocche 20, 70, in accordo alle ben note leggi fisiche, in particolare della fluidodinamica .

Nelle forme di realizzazione preferite, l'elemento di occlusione 20 è sferico; in questo caso il predeterminato valore del flusso di aspirazione che produce lo spostamento dalla posizione di occlusione inferiore alla posizione di occlusione superiore può essere facilmente determinato calibrando opportunamente il diametro e il peso dell'elemento di occlusione 20, in relazione alla forma e alle dimensioni delle bocche 20, 70, nonché camera di passaggio del flusso 90 in generale.

Secondo il trovato, inoltre, la bocca inferiore 30, la bocca superiore 70 e l'elemento di occlusione 20 sono configurati in modo tale che (vale a dire hanno forma e dimensioni tali che): l'elemento di occlusione 20, quando si trova nella posizione di occlusione inferiore, lascia libera nella bocca inferiore 30 una prima luce di passaggio per il flusso di aspirazione F; e l'elemento di occlusione 20, quando si trova nella posizione di occlusione superiore, lascia libera nella bocca superiore 70 una seconda luce di passaggio per il flusso di aspirazione F che è superiore a detta prima luce di passaggio per il flusso di aspirazione F.

In altre parole quindi la luce di passaggio di una bocca 70, 30 è pari alla luce complessiva della bocca 70, 30 (vale a dire l'area dell'apertura attraverso la quale può passare il flusso di aspirazione F) alla quale è sottratta la luce ostruita (occupata) dall'elemento di occlusione 20 (ed è quindi esprimibile ad esempio tramite la formula Lp=Lt-Lo, dove Lp è la luce di passaggio, Lt è la luce totale della bocca e Lo è la luce ostruita dall'elemento di occlusione 20).

Grazie a questa caratteristica, quando l'elemento di occlusione 20 si trova nella posizione di occlusione superiore, l'intensità del flusso di spirazione F viene limitato dalla minore sezione della seconda luce di passaggio (ad un valore che può essere predeterminato dimensionando opportunamente tale seconda luce di passaggio) .

Tornando con maggiore dettaglio alla camera di passaggio del flusso 90, questa, nelle forme di realizzazione preferite tra cui quella illustrata, comprende una porzione centrale sostanzialmente cilindrica che è definita da una parete laterale cilindrica 91 compresa tra la bocca superiore 70 e la bocca inferiore 30. In queste forme di realizzazione, le due bocche 30, 70 si trovano in corrispondenza delle due basi di tale porzione centrale cilindrica.

Preferibilmente, la bocca inferiore 30 comprende un canale di collegamento inferiore 31 che si allarga a guisa di imbuto verso la porzione centrale della camera di passaggio del flusso 90. Come visibile dall'esempio illustrato, tale canale di collegamento inferiore 31 presenta quindi un'apertura maggiore 39 che affaccia nella camera di passaggio del flusso 90 e un'apertura minore 38, avente sezione minore rispetto all'apertura maggiore 39, che affaccia nella struttura principale del sistema 40 (preferibilmente verso la valvola di regolazione dell'aspirazione 41) .

In questo caso, l'elemento di occlusione 20 è configurato per impegnare almeno parzialmente tale primo canale di collegamento 31 quando è nella posizione di occlusione inferiore.

Similmente, la bocca superiore 70 comprende preferibilmente un canale di collegamento superiore 71 che si allarga a guisa di imbuto verso la porzione centrale della camera di passaggio del flusso 90. Come visibile dall'esempio illustrato, tale canale di collegamento inferiore 71 presenta quindi un'apertura maggiore 79 che affaccia nella camera di passaggio del flusso 90 e un'apertura minore 78, avente sezione minore della rispettiva apertura maggiore 79, che affaccia nel connettore di sorgente 60. In questo caso, l'elemento di occlusione 20 è configurato per impegnare almeno parzialmente il canale di collegamento superiore 71 quando si trova nella posizione di occlusione superiore .

In alcune forme di realizzazione tra cui quella illustrata, la bocca inferiore 30 comprende una o più scanalature di passaggio inferiori 32 che aggettano nella camera di passaggio del flusso 90 e che sono realizzate lungo il bordo della bocca inferiore 30 stessa.

Preferibilmente, queste scanalature di passaggio inferiori 32 si sviluppano parallelamente all'asse verticale Y. In pratica tali scanalature passaggio inferiori 32 incrementano opportunamente la luce di passaggio della bocca inferiore 30.

In queste forme di realizzazione, l'elemento di occlusione 20 è configurato in modo tale che quando è nella posizione di occlusione inferiore lascia libere almeno parzialmente una o più (e preferibilmente tutte) le scanalature di passaggio inferiore 32 .

In alcune forme di realizzazione, in alternativa o in aggiunta a quanto appena descritto in riferimento alla bocca inferiore 30, la bocca superiore 70 comprende una o più scanalature di passaggio superiore 72 che aggettano nella camera di passaggio del flusso 90 e che sono realizzate lungo il bordo della bocca superiore 70 stessa. In queste forme di realizzazione, l'elemento di occlusione 20 è configurato in modo tale che quando si trova nella posizione di occlusione superiore lascia libere almeno parzialmente una o più (e preferibilmente tutte le) scanalature di passaggio superiore 72.

Anche queste scanalature di passaggio superiori 72 si sviluppano preferibilmente parallelamente all'asse verticale Y. In pratica, queste scanalature di passaggio superiore 72 incrementano opportunamente la luce di passaggio della bocca superiore 70.

Nelle forme di realizzazione preferite, sono presenti sia le scanalature di passaggio superiore 72 sia le scanalature di passaggio inferiore 32 e in pratica la bocca inferiore 30 e la bocca superiore 70 hanno sostanzialmente la stessa forma e la stessa dimensione ad eccezione delle suddette scanalature di passaggio 32, 72.

Infatti, in queste forme esecutive, le scanalature di passaggio inferiori 32 hanno una sezione complessiva (di tute le scanalature sommate) maggiore rispetto alla sezione complessiva delle scanalature di passaggio superiore 72, essendo preferibilmente in numero maggiore rispetto alle scanalature di passaggio superiore 72. Nell'esempio illustrato, le scanalature di passaggio superiori 72 sono due, mentre le scanalature di passaggio inferiore 32 sono quattro.

In questo modo si ottiene che la prima luce di passaggio per il flusso di aspirazione F (quando l'elemento di occlusione 20 è nella posizione di occlusione inferiore) è maggiore rispetto alla seconda luce di passaggio per il flusso di aspirazione F (quando l'elemento di occlusione 20 è nella posizione di occlusione superiore).

Secondo una caratteristica opzionale e vantaggiosa, l'elemento di occlusione 20 ha una sezione massima minore rispetto alla sezione dell'apertura maggiore 39 della bocca inferiore 30 e alla sezione dell'apertura maggiore 79 della bocca superiore 70 e maggiore rispetto alla sezione dell'apertura minore 38 della bocca inferiore 30 e alla sezione dell'apertura minore 78 della bocca superiore 70. Si noti che nella forma di realizzazione illustrata, in cui l'apertura maggiore 39 della bocca inferiore 30 e l'apertura maggiore 79 della bocca superiore 70 hanno sezione sostanzialmente circolare (al netto delle rispettive scanalature di passaggio 72, 32), il diametro dell'elemento di occlusione 20 (che è qui sferico) è inferiore al diametro delle aperture maggiori 39, 79 delle bocche 70, 30 ed è superiore al diametro delle aperture minori 78, 38 (anch'esse qui sostanzialmente circolari).

Si noti inoltre che nell'esempio illustrato il diametro della porzione centrale della camera di passaggio del flusso 90 è maggiore del diametro dell'elemento di occlusione 20 in modo da lascare spazio, tra quest'ultimo e la parete laterale cilindrica 91, per il passaggio del flusso di aspirazione F.

Nella forma di realizzazione preferita ed illustrata, il dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione 10 è composto da due pezzi 11, 12 accoppiati tra loro: un pezzo superiore 11 che forma la bocca superiore 70 e anche il connettore di sorgente 60 e un pezzo inferiore 12 che forma la parete cilindrica 91 della camera di passaggio del flusso 90 e la bocca inferiore 30. I due pezzi 11, 12 sono fissati meccanicamente tra loro e/o incollati e/o saldati.

I due pezzi 11, 12 sono preferibilmente pezzi monolitici .

E' oggetto del presente trovato anche un dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione 10 in sé, il quale ha le medesime caratteristiche del dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione 10 precedentemente descritto ed è atto ad essere installato in un sistema biomedico di aspirazione (in particolare in un sistema di drenaggio toracico) preesistente, ed in particolare è configurato per essere interposto tra un connettore di sorgente 60 e una struttura principale del sistema 40 di tale sistema biomedico di aspirazione 1 preesistente. Tale dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione 10 comprende quindi una camera di passaggio del flusso 90 atta a mettere in comunicazione di fluido il connettore di sorgente 60 con detta struttura principale del sistema 40 a cui può essere accoppiato e che comprende una bocca inferiore 30 atta a collegare la camera di passaggio del flusso 90 con la struttura principale del sistema 40 e una bocca superiore 70 atta a collegare la camera di passaggio del flusso 90 con tale connettore di sorgente 60.

In alcune forme di realizzazione, il dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione 10 è provvisto esso stesso del connettore di sorgente 60, in modo da poter essere semplicemente fissato a monte del sistema biomedico di aspirazione preesistente e quindi connesso alla fonte di aspirazione A.

Il funzionamento del sistema biomedico di aspirazione e del dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione 10, seppur chiaro ed evidente da quanto descritto, è di seguito descritto più in dettaglio con riferimento alla forma di realizzazione preferita.

Al connettore 60 di sorgente viene collegata la fonte di aspirazione A, ad esempio mediante un apposito tubo flessibile. L'aspirazione crea un flusso di aria (alla quale ci si riferisce come flusso di aspirazione F) che transita dall'interno del sistema di aspirazione, passando attraverso la camera di passaggio del flusso 90 e il connettore 60 stesso.

La depressione che si crea all'interno della valvola di regolazione 41, sia questa ad acqua o meccanica, richiama aria dall'esterno (come precedentemente descritto con riferimento all'arte nota) alimentando il flusso di aspirazione. Durante il funzionamento si possono verificare due condizioni di flusso:

A) Condizione di basso flusso (illustrata in figura 1). Questa condizione si presenta quando la fonte di aspirazione A esterna ha una capacità aspirante limitata. Il flusso di aspirazione F risultante, di modesta entità, attraversa la camera di passaggio del flusso 90 ma non ha una forza sufficiente per sollevare l'elemento di occlusione 20, il quale rimane posizionato nella posizione di occlusione inferiore impegnando la bocca inferiore 30. Come già accennato, la bocca inferiore 30 è dimensionata in modo che, in questa condizione, l'aria possa scorrere liberamente con la minima perdita di carico al fine di sfruttare pienamente la limitata capacità di aspirazione disponibile. Pertanto, in condizioni di basso flusso l'aria è libera di scorrere dall'interno del sistema biomedico di aspirazione 1 verso il connettore 60 e la fonte di aspirazione A. La bocca inferiore 30, come già accennato, è opportunamente dimensionata in modo tale che l'elemento di occlusione 20 rimanga nella posizione di occlusione inferiore fino ad un valore di flusso di aspirazione F prestabilito tale da consentire un funzionamento normale della valvola di regolazione dell'aspirazione 41, sia questa ad acqua o meccanica.

B) Condizione di alto flusso (figura 2) .

Questa condizione si verifica quando la fonte di aspirazione A dispone di una potenza tale da generare un flusso di aspirazione F che, a sua volta, esercita una spinta sull'elemento di occlusione 20 tale da portarlo nella posizione di occlusione superiore, così da impegnare la bocca superiore 70. Una volta raggiunta la posizione di occlusione superiore, la differenza di pressione e la spinta esercitata dal passaggio di aria mantengono l'elemento di occlusione 20 nella posizione di occlusione superiore fintanto che l'intensità del flusso di aspirazione F si mantiene sufficientemente elevata. La bocca superiore 70 è configurata per limitare, in questa condizione, l'intensità del flusso di aria ad un valore prestabilito che, dal momento in cui l'elemento di occlusione 20 occupa la bocca superiore 70, non varia significativamente anche variando l'intensità della fonte di aspirazione A (ovvero la pressione negativa applicata) . Poiché il flusso di aspirazione F, così limitato, non varia significativamente al variare della intensità di aspirazione (il vuoto massimo che è possibile applicare è al più di -1000mbar che rappresenta un limite fisico solamente teorico) , ciò che si ottiene è un flusso costante di aria e, di conseguenza, un funzionamento del sistema di drenaggio che non risentirà di eventuali fluttuazioni della fonte di vuoto esterna.

Vantaggiosamente, le condizioni dì flusso nelle quali avviene il passaggio dell'elemento di occlusione 20 dalla bocca inferiore 30 a quella superiore 70 è prestabilito dalla combinazione del diametro e peso dell'elemento di occlusione 20 e dalla forma della camera di passaggio del flusso 90 (in particolare dal diametro della porzione centrale e dalle forme e dimensioni delle bocche 70, 30) e pertanto avviene unicamente quando il flusso di aspirazione raggiunge un valore predeterminato in fase di progetto.

In ultima analisi, quindi, quando il flusso di aspirazione F supera il valore prestabilito l'elemento di occlusione 20 viene sollevato dalla spinta aerodinamica e portato nella bocca superiore 70 dove rimane finché permangono quelle condizioni di funzionamento.

In definitiva, un opportuno dimensionamento della cavità di passaggio del flusso 90, delle due bocche 70, 30, inferiore e superiore, e dell'elemento di occlusione 20 (peso e dimensioni), consente di delimitare le due condizioni di funzionamento, come in precedenza descritto, in cui il flusso di aspirazione F risulta automaticamente regolato al valore ottimale richiesto dalla rispettiva valvola di regolazione dell'aspirazione 41.

E' quindi evidente che il dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione 10 risulta particolarmente vantaggioso in combinazione sinergica con una valvola di regolazione dell'aspirazione 41, permettendo si superare i limiti e gli svantaggi di quest'ultima Vantaggiosamente, il dimensionamento sopra descritto è effettuato in modo specifico, nelle varie forme di realizzazione, in funzione della valvola di regolazione 41, ad acqua o meccanica, così da ottenere la migliore regolazione possibile del flusso di aspirazione F senza alcun intervento da parte dell’operatore.

Si noti che il passaggio da una condizione all'altra avviene automaticamente senza che un operatore debba esercitare alcuna azione. Quindi il dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione 10, secondo il trovato, consente al sistema biomedico di aspirazione 1 (in particolare al drenaggio toracico) a cui è applicato, di adattarsi a qualunque fonte di aspirazione A, passando da un reparto ospedaliero all'altro, e/o alle variazioni di intensità della medesima fonte di aspirazione A (es. nel passaggio tra notte e giorno).

In particolare, la limitazione superiore del flusso ad opera del dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione 10 consente di evitare che questo ecceda il valore ottimale con un conseguente incremento della aspirazione regolata dalle rispettive valvole di regolazione 41 potenzialmente pericoloso per il paziente P.

Anche nel caso del limite inferiore, il dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione 10 evita che, a causa di una eventuale riduzione della potenza della fonte didi aspirazione A, si abbia un insufficiente flusso di aria e quindi prestazioni non conformi delle relative valvole di regolazione 41 del sistema di aspirazione .

Inoltre il dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione 10, secondo il trovato, può essere applicata a diversi tipi di sistemi biomedico di aspirazione, in particolare a qualunque tipo di drenaggio toracico, e posizionato nel punto dì connessione al vuoto centralizzato o a una fonte di vuoto esterno avente qualunque tipo di intensità.

Si è in pratica constatato come il sistema biomedico di aspirazione, secondo il presente trovato, assolva il compito nonché gli scopi prefissati in quanto consente una più efficace regolazione del flusso di aspirazione.

Un altro vantaggio del sistema biomedico di aspirazione, secondo il trovato, consiste nel fatto di consentire una regolazione automatica del flusso di aspirazione.

Un ulteriore vantaggio del sistema biomedico di aspirazione, secondo il trovato, consiste nel fatto di consentire di gestire in modo automatico, e senza l'intervento dì un operatore, anche le situazioni estreme di flusso di aspirazione particolarmente basso e di flusso particolarmente elevato .

Un altro vantaggio del sistema biomedico di aspirazione, secondo il trovato, consiste nel fatto di consentire una efficace regolazione del flusso con fonti di aspirazione di tipo diverso risultando così più versatile rispetto alla tecnica nota.

Un ulteriore vantaggio del sistema biomedico di aspirazione, secondo il trovato, consiste nel fatto di dare ampie garanzie di affidabilità e sicurezza pur necessitando di minore manutenzione rispetto alla tecnica nota.

Non ultimo vantaggio del sistema biomedico di aspirazione, secondo il trovato, consiste nel fatto di essere facile da realizzare ed economicamente competitivo se paragonato alla tecnica nota.

Il sistema biomedico di aspirazione così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito delle allegate rivendicazioni .

Inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti .

Claims (11)

1. R IV E N D I C A Z I O N I 1. Sistema biomedico di aspirazione (1), in particolare per drenaggio toracico, comprendente una struttura principale del sistema (40) e un connettore di sorgente (60) atto ad essere connesso ad una fonte di aspirazione (A) per generare un flusso di aspirazione (F) nel sistema biomedico di aspirazione (1), caratterizzato dal fatto che comprende un dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione (10) interposto tra detto connettore di sorgente (60) e detta struttura principale dell'apparato (40), il quale dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione (10) comprende: - una camera di passaggio del flusso (90) che si sviluppa lungo un asse verticale (Y), che mette in comunicazione di fluido detto connettore di sorgente (60) con detta struttura principale dell'apparato (40) e che comprende una bocca inferiore (30) che collega detta camera di passaggio del flusso (90) con la struttura principale dell'apparato (40) e una bocca superiore (70), coassiale e opposta a detta bocca inferiore (30), che collega detta camera di passaggio del flusso (90) con detto connettore di sorgente (60); e - un elemento di occlusione (20) alloggiato all'interno di detta camera di passaggio del flusso (90) e libero di muoversi lungo detto asse verticale (Y) tra una posizione di occlusione inferiore, in cui occlude solo parzialmente detta bocca inferiore (30) e una posizione di occlusione superiore, in cui libera completamente detta bocca inferiore (30) e occlude solo parzialmente detta bocca superiore (70) , così che quando il flusso di aspirazione (F) passante attraverso detta camera di passaggio del flusso (90) è superiore ad un predeterminato valore, detto flusso di aspirazione (F) solleva detto elemento di occlusione (20) spostandolo da detta posizione di occlusione inferiore a detta posizione di occlusione superiore; detta bocca inferiore (30), detta bocca superiore (70) e detto elemento di occlusione (20) essendo configurati in modo tale che detto elemento di occlusione (20): in detta posizione di occlusione inferiore lascia libera in detta bocca inferiore (30) una prima luce di passaggio per il flusso di aspirazione (F) e in detta posizione di occlusione superiore lascia libera in detta bocca superiore (70) una seconda luce di passaggio per il flusso di aspirazione (F) che è superiore a detta prima luce di passaggio per il flusso di aspirazione (F).
2. 2. Sistema biomedico di aspirazione (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta camera di passaggio del flusso (90) comprende una porzione centrale sostanzialmente cilindrica che è definita da una parete laterale cilindrica compresa tra la bocca superiore (70) e la bocca inferiore (30).
3. 3. Sistema biomedico di aspirazione (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto elemento di occlusione (20) è sferico .
4. 4. Sistema biomedico di aspirazione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta bocca inferiore (30) comprende un canale di collegamento inferiore (31) che si allarga a guisa di imbuto verso detta camera di passaggio del flusso (90) e che presenta: un'apertura maggiore (39) che affaccia in detta camera di passaggio del flusso (90) e un'apertura minore (38), avente sezione minore rispetto a detta apertura maggiore (39), che affaccia nella struttura principale dell'apparato (40); detto elemento di occlusione (20) essendo configurato per impegnare almeno parzialmente detto primo canale di collegamento (31) in detta posizione dì occlusione inferiore.
5. 5. Sistema biomedico di aspirazione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta bocca superiore (70) comprende un canale di collegamento superiore (71) che si allarga a guisa di imbuto verso detta camera di passaggio del flusso (90) e che presenta: un'apertura maggiore (79) che affaccia in detta camera di passaggio del flusso (90) e un'apertura minore (78), avente sezione minore di detta apertura maggiore (79), che affaccia nel connettore di sorgente (60); detto elemento di occlusione (20) essendo configurato per impegnare almeno parzialmente detto canale di collegamento superiore (71) in detta posizione di occlusione superiore .
6. 6. Sistema o biomedico di aspirazione (1) secondo le rivendicazioni 4 e 5, caratterizzato dal fatto che detto elemento di occlusione (20) ha una sezione massima minore rispetto alla sezione dell'apertura maggiore (39) della bocca inferiore (30) e alla sezione dell'apertura maggiore (79) della bocca superiore (70) e maggiore rispetto alla sezione dell'apertura minore (38) della bocca inferiore (30) e alla sezione dell'apertura minore (78) della bocca superiore (70).
7. 7. Sistema biomedico di aspirazione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta bocca inferiore (30) comprende una o più scanalature di passaggio inferiori (32) che aggettano in detta camera di passaggio del flusso (90) e che sono realizzate lungo il bordo di detta bocca inferiore (30) ; detto elemento di occlusione (20) essendo configurato in modo tale che in detta posizione di occlusione inferiore lascia libere almeno parzialmente dette una più scanalature di passaggio inferiore (32).
8. 8. Sistema biomedico di aspirazione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta bocca superiore (70) comprende una o più scanalature di passaggio superiori (72) che aggettano in detta camera di passaggio del flusso (90) e che sono realizzate lungo il bordo di detta bocca superiore (70); detto elemento di occlusione (20) essendo configurato in modo tale che in detta posizione di occlusione superiore lascia lìbere almeno parzialmente dette una più scanalature di passaggio superiore (72).
9. 9. Sistema biomedico di aspirazione (1) secondo le rivendicazioni da 7 e 8, caratterizzato dal fatto che detta bocca inferiore (30) e detta bocca superiore (70) hanno sostanzialmente la stessa forma e la stessa dimensione ad eccezione di dette scanalature di passaggio (32, 72); dette scanalature di passaggio inferiori (32) avendo una sezione complessiva maggiore rispetto alla sezione complessiva delle scanalature di passaggio superiori (72), dette scanalature di passaggio inferiore (32) essendo preferibilmente in numero maggiore rispetto alle scanalature di passaggio superiori (72).
10. 10. Sistema biomedico di aspirazione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta struttura principale dell'apparato (40) comprende, a monte di detto dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione (10) rispetto alla direzione del flusso di aspirazione (F), una valvola di regolazione dell'aspirazione (41) ad acqua o meccanica .
11. 11. Dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione (10) per un sistema biomedico di aspirazione (1), in particolare per sistemi di drenaggio toracico, configurato per essere interposto tra un connettore di sorgente (60) e una struttura principale del sistema (40), il quale dispositivo di regolazione automatica del flusso di aspirazione (10) comprende: una camera di passaggio del flusso (90) che si sviluppa lungo un asse verticale (Y), atta a mettere in comunicazione di fluido detto connettore di sorgente (60) con detta struttura principale del sistema (40) e che comprende una bocca inferiore (30) atta a collegare detta camera di passaggio del flusso (90) con la struttura principale del sistema (40) e una bocca superiore (70), coassiale e opposta a detta bocca inferiore (70), atta a collegare detta camera di passaggio del flusso (90) con detto connettore di sorgente (60 ); e un elemento di occlusione (20) alloggiato all'interno di detta camera di passaggio del flusso (90) e libero di muoversi lungo detto asse verticale (Y) tra una posizione di occlusione inferiore, in cui occlude solo parzialmente detta bocca inferiore (30) e una posizione di occlusione superiore, in cui libera completamente detta bocca inferiore (30) e occlude solo parzialmente detta bocca superiore (70) , così che quando un flusso di aspirazione (F) passante attraverso detta camera di passaggio del flusso (90) è superiore ad un predeterminato valore, detto flusso di aspirazione (F) solleva detto elemento di occlusione (20) spostandolo da detta posizione di occlusione inferiore a detta posizione di occlusione superiore; detta bocca inferiore (30), detta bocca superiore (70) e detto elemento di occlusione (20) essendo configurati in modo tale che detto elemento di occlusione (20); in detta posizione di occlusione inferiore lascia libera in detta bocca inferiore (30) una prima luce di passaggio per il flusso di aspirazione (F) e in detta posizione di occlusione superiore lascia libera in detta bocca superiore (70) una seconda luce di passaggio per il flusso di aspirazione (F) che è superiore a detta prima luce dì passaggio per il flusso di aspirazione (F).