IT202100028499A1 - Sistema di controllo dinamico del livello di saturazione dell'ossigeno nel sangue di un neonato - Google Patents
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Description
Descrizione del Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: "SISTEMA DI CONTROLLO DINAMICO DEL LIVELLO DI SATURA-ZIONE DELL'OSSIGENO NEL SANGUE DI UN NEONATO"
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un sistema di controllo dinamico del livello di saturazione dell'ossigeno nel sangue di un neonato.
Come noto, in un neonato, durante il passaggio dalla vita intrauterina a quella extrauterina, si hanno importanti processi di adattamento respiratorio e cardiocircolatorio e metabolico: ci? comporta rischi di insufficienza delle funzioni vitali di respirazione e circolazione, con possibili eventi patologici fino ad arrivare, in rare circostanze, anche al decesso.
? noto che l'incidenza di morte improvvisa di un neonato sano nelle prime ore di vita ? maggiore rispetto a quella dell'intero periodo neonatale.
Per evitare questo rischio, attualmente, si ricorre ad un monitoraggio clinico-semeiologico post-nascita, durante la breve degenza ospedaliera, che tiene conto della frequenza cardiaca, della respirazione, del tono muscolare, della eccitabilit? riflessa e del colore del neonato.
Il controllo ad intervalli prestabiliti di questi cinque parametri (metodo Apgar), ? lasciato esclusivamente alle capacit? osservazionali soggettive del personale sanitario, con i rischi che da questa osservazione discontinua possono derivare.
? altres? noto che le condizioni generali di un neonato potrebbero essere rilevate, sempre nelle ore successive alla nascita, anche misurando con un saturimetro la saturazione di ossigeno nel sangue: procedura, di norma, riservata a neonati con indice di Apgar ritenuto non pienamente soddisfacente.
Tuttavia, gli attuali saturimetri per adulti e bambini non sono facilmente utilizzabili per i neonati sani in modo estensivo e, tanto meno, sono in grado di risolvere gli inconvenienti sopra descritti, in quanto risultano abbastanza invasivi per le loro notevoli dimensioni e per la presenza di collegamenti via cavo ai sistemi di visualizzazione dei parametri.
Tutto questo pu? provocare uno stato d'ansia nella madre, che potrebbe percepire di avere tra le braccia un neonato malato che deve essere collegato ad una apparecchiatura medicale, proprio nella fase post-parto, soggetta ad un particolare travaglio psichico.
Gli attuali saturimetri neonatali presentano, quindi, l'inconveniente di segnalare il valore di saturazione attraverso uno schermo che deve essere osservato direttamente e non possiedono la capacit? di allarmare in remoto il personale sanitario in tempo reale in caso di valori anomali. Non sono, inoltre, in grado di segnalare in remoto anomalie di funzionamento e di posizionamento del sistema di rilevamento dei dati.
Il compito che si propone la presente invenzione ? quello di eliminare tutti gli inconvenienti descritti inerenti alla tecnica nota in ambito neonatale.
Nell'ambito di questo compito ? uno scopo dell'invenzione quello di realizzare un sistema di controllo dinamico del livello di saturazione dell'ossigeno nel sangue di un neonato sano, che sia di contenute dimensioni e che presenti caratteristiche idonee ad essere applicato in modo non invasivo ad una parte periferica e ben vascolarizzata del corpo, quale la pianta del piede del neonato, tale da consentire il massimo comfort del neonato e della madre, anche durante la manovra cosiddetta ?skin to skin?.
? ancora uno scopo dell'invenzione quello di realizzare un sistema di controllo dinamico del livello di saturazione dell'ossigeno nel sangue di un neonato, che operi per riflessione della luce e sia privo di cavi.
Non ultimo scopo dell'invenzione ? quello di realizzare un sistema di controllo dinamico del livello di saturazione dell'ossigeno nel sangue di un neonato, che permetta di allertare gli operatori sanitari in tempo reale, sia in presenza di un calo di saturazione di ossigeno nel sangue del neonato, sia nel caso di malposizionamento e malfunzionamento, anche di una sola parte del sistema, secondo i canoni di sicurezza passiva.
Questo compito, nonch? questi ed altri scopi sono raggiunti con il sistema della rivendicazione 1. Dei preferiti modi di realizzare il dispositivo dell'invenzione risultano dalle restanti rivendicazioni.
Questi ed altri scopi, vantaggi e caratteristiche risultano dalla descrizione che segue del sistema dell'invenzione illustrato, a titolo esemplificativo e non limitativo, nelle figure delle allegate tavole di disegni.
In esse:
- la figura 1a illustra in vista schematica il sistema dell'invenzione nel suo insieme, nella versione per i piccoli punti nascita (fino a 800 nascite/anno);
- la figura 1b illustra la versione del sistema di figura 1a, nella versione per il controllo di pi? neonati contemporaneamente;
- la figura 1c illustra in vista schematica il sistema dell'invenzione nel suo insieme, nella versione per i grandi punti nascita (oltre 800 nascite/anno);
- la figura 1d illustra la versione del sistema di figura 1c, nella versione per il controllo di pi? neonati contemporaneamente;
- le figure 2, 3 e 4 illustrano rispettivamente la sonda, il sensore e il gateway del sistema delle figure precedenti; e
- la figura 5 illustra un esempio di applicazione del sistema dell'invenzione al piedino di un neonato.
Il sistema dell'invenzione ? provvisto di una sonda 1, collegata al sensore 2 per mezzo di un cavo 12 (figura 5). Il sensore 2 ? di preferenza del tipo a batteria ricaricabile e le sue dimensioni sono vantaggiosamente di circa cm 3,5 x 2,2 x 1,3.
In particolare la sonda 1 ? formata da un corpo di minuscole dimensioni (circa cm 1,00 x 0,80), adatto per essere applicato in un punto del corpo del neonato ricco di vasi quale, ad esempio, l?incavo pressoch? centrale sotto il piedino. Vantaggiosamente la sonda 1 presenta una conformazione arrotondata, che le permette di aderire in modo omogeneo e corretto alla pianta del piede del neonato, nonostante le sue curvature in senso longitudinale e trasversale. Di preferenza la medesima sonda ? inoltre del tipo a tenuta, per impedire le infiltrazioni di liquidi o altro al suo interno e renderne agevole la sterilizzazione tra un uso e l?altro.
La sonda 1 ? costituita da una minuscola piastra 3 che reca il circuito stampato della sonda, sulla quale sono montati dei LED fotoemettitori 4 e dei fotodiodi recettori 5. I LED 4 emettono una luce pulsante, che in parte penetra nell?elemento biologico e in parte viene riflessa. Le emissioni luminose sono di preferenza ad almeno tre diverse frequenze, di cui infrarosso e rosso, rispettivamente di 660 nm e 950 nm, nonch? verde. ? poi opzionalmente presente anche una emissione di luce ambra.
La luce riflessa ? captata dai fotodiodi 5 installati in prossimit? dei LED 4. La porzione riflessa della luce permette di determinare, sulla base della trasparenza e delle variazioni di trasparenza nel tempo, sia l?andamento del flusso sanguigno, sia la percentuale di emoglobina saturata dall?ossigeno.
Nello specifico, il segnale elettrico in uscita dal fotodiodo 5 viene trasmesso al sensore 2, per il tramite di un connettore collegato alla presa 6 di quest'ultimo (figura 3). Il sensore 2 include a sua volta uno stadio amplificatore low-noise e condizionatore del segnale ricevuto. Il segnale cos? elaborato entra in un blocco di analog-signal processing del sensore 2, che permette sia di estrarre i dati sull?ossimetria e sul battito cardiaco del neonato, sia di inviare questi dati al gateway 7.
Il battito cardiaco ? rilevato, dal complesso di sonda 1 e di sensore 2, sulla base delle variazioni nell?andamento del flusso sanguigno attraverso la dilatazione e il restringimento dei vasi periferici, determinati dalla pulsazione e dal rilascio dei ventricoli del cuore, che causano un aumento e un conseguente calo della pressione arteriosa.
Il gateway 7 illustrato in figura 4 ? dotato di un display 8 che visualizza il livello di saturazione rilevato dal sensore 2. Il gateway esegue la post-elaborazione dei dati forniti dal sensore 2 in modalit? wireless, di preferenza mediante un protocollo Bluetooth a basso consumo BLE, con una soglia di allarme prefissata (solitamente per valori di saturazione inferiori al 90% di ossigeno). In caso di sforamento di questa soglia, il gateway emette una segnalazione acustica e luminosa di allarme. Contemporaneamente esso trasmette l?informazione ad uno o pi? dispositivi ripetitori di allarme portatili o cercapersone 9, per allertare il personale addetto che li indossa, in modo da informarlo sulla situazione emergenziale, anche se non presente sul posto.
Il gateway 7 possiede vantaggiosamente un algoritmo di autodiagnosi dell?intero sistema, adatto per segnalare eventuali anomalie di funzionamento per mezzo di allarmi differenziati per tipologia di emissione sonora e/o di segnalazione luminosa.
Il sistema dell'invenzione fornisce dunque un doppio allarme, uno direttamente sul gateway 7 e l'altro sui cercapersone 9, a partire da un controllo dinamico del livello di saturazione di ossigeno nel sangue del neonato. Infatti questi segnali di allarme sono generati, dal gateway del sistema dell'invenzione, non solo per i valori di saturazione anomali in senso assoluto, ma anche quando tali valori di saturazione dell'ossigeno nel sangue diminuiscono in modo rapido.
Con particolare riferimento alle figure sopra descritte, il sistema di controllo dinamico del livello di saturazione dell'ossigeno nel sangue di un neonato secondo l'invenzione, nel suo complesso comprende dunque, nella versione per piccoli punti nascita (fino a 800 nascite/anno, figure 1a e 1b), almeno un sensore 2, a sua volta associato ad una sonda 1 che viene posta a contatto con la pelle del neonato, in un punto ricco di vasi (ad esempio sotto la pianta del piede) e collegata con un cavetto 12 lungo pochi centimetri al sensore 2 (figura 5). Quest'ultimo decodifica i segnali ricevuti dalla sonda 1 e li trasmette successivamente al gateway 7, via Bluetooth ?ultra low power?. L?accensione e lo spegnimento del sensore 2 non richiedono interruttori, perch? il sensore si attiva automaticamente quando ? tolto dallo slot di ricarica sul gateway e si spegne automaticamente ricollegandolo a ricarica. Grazie a questa struttura, il sensore 2 risulta privo di soluzioni di continuit?, che permettono di sanificarlo facilmente e di renderne l?uso estremamente semplice.
Il sistema dell'invenzione include inoltre almeno un gateway 7, che riceve i dati trasmessi dal sensore 2, li analizza vagliando la sussistenza o meno delle condizioni ritenute ?soglia? per l?attivazione dell?allarme sullo stesso gateway, per mezzo di dispositivi di allarme luminosi ed acustici atti ad avvisare del pericolo in locale, e anche sui cercapersone 9. Il gateway 7 presenta inoltre un modulo di trasmissione di dati in modalit? Wi-Fi, che rilancia l?allarme sul cercapersone 9. Il gateway 7 svolge inoltre la funzione di ricarica dei sensori 2, grazie ad appositi slot presenti sul retro del case del medesimo gateway.
Di preferenza ciascun gateway 7 ha in dotazione tre sensori 2, abbinati per codifica di trasferimento dati: mentre uno viene utilizzato, gli altri due sensori sono in ricarica. Due sono d?uso corrente (alternandone uno in uso e l?altro in ricarica), mentre il terzo ha funzione di backup e il suo impiego ? previsto in caso di mancato o anomalo funzionamento di uno degli altri due.
Il gateway 7 ? provvisto di un display OLED 8, di preferenza con diagonale di 2.8?, sul quale compaiono i valori di saturazione e la frequenza dei battiti cardiaci del neonato.
Il dispositivo cercapersone 9 ? un apparecchio ricevente che, quando riceve un segnale di allarme da uno dei gateway 7, emette una forte sonorit? e mostra sul display l?identificativo del gateway da cui l?allarme ? partito.
Nella versione per punti nascita di grandi dimensioni (oltre 800 nascite/anno, figure 1c e 1d), il sistema dell'invenzione include inoltre un server 10. In questa versione i gateway 7, anzich? dialogare via WiFi direttamente con i cercapersone 9, trasmettono informazioni al server 10, il quale provvede a sua volta ad allertare, quando necessario, uno o pi? cercapersone (a seconda dei desideri del committente).
Nell'esempio illustrato in figura 5, la sonda 1 del sistema dell'invenzione ? fissata sotto la pianta del piede del neonato per mezzo di una fascia elastica 11. Un fissaggio analogo ? previsto per sostenere il sensore 2 sulla gamba del neonato, mentre un cavo 12 permette la trasmissione dei dati dalla sonda 1 al sensore 2, il quale li elabora e li trasmette al gateway 7, secondo le modalit? precedentemente descritte.
Claims (10)
1. Sistema di controllo del livello di saturazione dell'ossigeno nel sangue di un neonato, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una sonda (1) di rilevamento del livello di saturazione dell'ossigeno nel sangue, almeno un sensore (2) che riceve i dati di saturazione dalla detta sonda (1) ed almeno un gateway (7), il quale genera dei segnali di allarme per i valori di saturazione anomali.
2. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti segnali di allarme sono generati dal gateway (7) per i valori di saturazione anomali, sia in senso assoluto, sia quando i medesimi valori di saturazione dell'ossigeno nel sangue diminuiscono in modo rapido.
3. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre un server (10).
4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre almeno un dispositivo ripetitore di allarme portatile (9) di tipo cercapersone, indossato dal personale sanitario e adatto per ricevere i segnali di allarme dal detto gateway (7).
5. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il citato server (10) riceve informazioni dai detti gateway (7) e trasmette i segnali di allarme ad almeno un dispositivo ripetitore di allarme portatile (9) di tipo cercapersone, indossato dal personale sanitario.
6. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la citata sonda (1) possiede un corpo di minuscole dimensioni, a conformazione arrotondata, cos? da aderire in modo omogeneo e corretto nonostante le curvature, in senso longitudinale e trasversale, della pianta del piede del neonato, detta almeno una sonda (1) essendo inoltre del tipo a tenuta, per impedire le infiltrazioni di liquidi o altro al suo interno e renderne agevole la sterilizzazione tra un uso e l?altro.
7. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la detta almeno una sonda (1) presenta dei LED fotoemettitori (4) e dei fotodiodi recettori (5).
8. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la trasmissione di detto segnale tra detto sensore (2) e detto gateway (7) avviene mediante un protocollo Bluetooth a basso consumo BLE.
9. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta sonda (1) presenta emissioni luminose ad almeno tre diverse frequenze, di cui infrarosso e rosso, rispettivamente di 660 nm e 950 nm, nonch? verde, di preferenza anche una emissione di luce ambra.
10. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto gateway (7) possiede un algoritmo di autodiagnosi dell?intero sistema, adatto per segnalare eventuali anomalie di funzionamento per mezzo di allarmi differenziati per tipologia di emissione sonora e/o di segnalazione luminosa.
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