ITBO20010355A1

ITBO20010355A1 - Metodo e dispositivo per rilevare in modo non intrusivo la pressione del sangue in un circuito di una macchina di dialisi

Info

Publication number: ITBO20010355A1
Application number: IT2001BO000355A
Authority: IT
Inventors: Annalisa Delnevo; Antonio Bosetto
Original assignee: Gambro Dasco Spa
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2002-12-05
Also published as: WO2002098492A1; ITBO20010355A0; ATE346623T1; ES2278024T3; DE60216450D1; EP1395312A1; EP1395312B1; DE60216450T2; US7074191B2; US20040144724A1

Description

D E S C R I Z I O N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad un metodo per rilevare in modo non intrusivo la pressione del sangue in un circuito di una macchina di dialisi

Una macchina di dialisi di tipo noto comprende un corpo macchina, al quale sono collegati un primo circuito di circolazione del sangue ed un secondo circuito di circolazione di liquido dialisato. Il primo ed il secondo circuito sono collegati ad un filtro per convogliare rispettivamente il sangue ed il liquido dialisato attraverso il filtro, il quale è provvisto di una membrana semipermeabile che separa, in uso, il sangue dal liquido dialisato.

In tali macchine è noto rilevare la pressione del sangue in modo non intrusivo lungo il primo circuito per mezzo di un dispositivo di rilevazione provvisto di un manicotto definente un tratto del primo circuito e comprendente una membrana elastica e, pertanto, sensibile alla pressione del sangue circolante nel manicotto, e di un sensore montato sul corpo macchina. Secondo un primo metodo di rilevamento non intrusivo della pressione del sangue, il manicotto viene fissato alla macchina in corrispondenza del sensore in modo da realizzare una camera ermetica all'interno della quale è disposto il citato sensore per rilevare direttamente la pressione dell'aria contenuta nella camera ermetica e, di conseguenza, la pressione del sangue. Tale metodo fornisce una misura soddisfacente della pressione del sangue ed è in grado di rilevare valori di pressione positivi e negativi, ossia valori di pressione al di sotto della pressione ambiente. Tuttavia, tale metodo presenta gli inconvenienti di richiedere un montaggio preciso del manicotto nella sede ed il mantenimento dell'ermeticità della camera per tutta la durata del trattamento dialitico.

Per ovviare a questo inconveniente un metodo alternativo propone di rilevare lo sforzo esercitato dal sangue sulla membrana. Per realizzare il citato metodo di rilevamento non intrusivo della pressione del sangue è necessario un dispositivo comprendente un sensore di sforzo ed un trasmettitore di sforzo disposti in una sede della macchina. Il manicotto viene accoppiato alla citata sede in modo da disporre il trasmettitore di sforzo fra il sensore di sforzo e la membrana e a diretto contatto sia del sensore di sforzo, sia della membrana. Tale metodo non richiede di formare una camera a tenuta ermetica, ma non è in grado di fornire valori negativi della pressione.

Al fine di garantire il rilevamento dei valori di pressione negativi la membrana viene precompressa contro il trasmettitore di sforzo durante l'accoppiamento fra il manicotto e la macchina. Tuttavia, il grado di precompressione è influenzato da giochi di accoppiamento che possono generare degli errori di precompressione e conseguenti errori di misura.

Una alternativa per rilevare i valori di pressione negativi consiste nell'accoppiare la membrana al trasmettitore di sforzo, per esempio per mezzo di un magnete solidale alla membrana. Tuttavia, anche tale pratica non è immune da inconvenienti in quanto complica la membrana ed il sensore che deve lavorare a trazione e a non solo a compressione.

Lo scopo della presente invenzione è quello di fornire un metodo per rilevare in modo non intrusivo la pressione del sangue in un circuito di una macchina di dialisi che ovvi agli inconvenienti dell'arte nota e che, nello stesso tempo, fornisca misure accurate della pressione e sia semplice nella costruzione e nell'uso.

Secondo la presente invenzione viene fornito un metodo per rilevare in modo non intrusivo la pressione del sangue in un circuito di una macchina di dialisi per mezzo di un manicotto definente un tratto del detto circuito e comprendente una porzione mobile in funzione della differenza di pressione fra l'interno e l'esterno del manicotto, il metodo essendo caratterizzato dal fatto di dirigere verso la detta porzione mobile un fascio di onde elettromagnetiche e di ricevere il fascio riflesso dalla detta porzione mobile per determinare lo spostamento della porzione mobile rispetto ad una posizione di riferimento della porzione mobile.

La presente invenzione è inoltre relativa un dispositivo .

Secondo la presente invenzione viene realizzato un dispositivo per rilevare in modo non intrusivo la pressione del sangue in un circuito di una macchina di dialisi, il dispositivo comprendendo un manicotto provvisto di una porzione mobile in funzione della differenza di pressione fra l'interno e l'esterno del manicotto, il dispositivo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere un emettitore dì un fascio di onde elettromagnetiche e di un ricevitore di un fascio di onde elettromagnetiche riflesso dalla porzione mobile per rilevare gli spostamenti della detta porzione mobile rispetto ad una posizione di riferimento della porzione mobile.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

- la figura 1 è un vista prospettica, con parti asportate per chiarezza, di una macchina di dialisi comprendente un dispositivo per l'attuazione del metodo della presente invenzione;

- la figura 2 è una vista in elevazione laterale, con parti asportate per chiarezza ed in scala ingrandita, di un particolare di un circuito associato alla macchina della figura 1; e

- la figura 3 è una vista schematica in sezione, in scala ingrandita e con parti asportate per chiarezza, del particolare del circuito della figura 2 associato alla macchina della figura 1.

Con riferimento alla figura 1, con 1 è indicata nel suo complesso una macchina di dialisi comprendente un corpo 2 macchina ed un circuito 3 di circolazione del sangue (illustrato solo in parte) collegabile al corpo 2 macchina. La macchina 1 è atta a prelevare il sangue da un paziente, effettuare un trattamento di dialisi, e a trasferire il sangue trattato al paziente. Il circuito 3 comprende dei tubi 4 realizzati in materiale flessibile e trasparente (generalmente PVC), ed una cassetta 5 realizzata in materiale plastico rigido comprendente due manicotti 6.

Ciascun manicotto 6 è collegato a due tubi 4 del circuito 3 in modo tale per cui il manicotto 6 definisca un tratto del circuito 3. Uno dei manicotti 6 è, inoltre, collegato ad un tubo 7 ripiegato ad U ed atto a cooperare con un rotore 8 associato alla macchina 1 per formare una pompa peristaltica.

Il corpo macchina 2 comprende, oltre al rotore 8, una unità 9 di elaborazione e controllo, una sede 10 di fissaggio della cassetta 5 in corrispondenza della quale sono alloggiati dei sensori 11.

Con riferimento alla figura 2, la cassetta 5 è realizzata per esempio in policarbonato o polipropilene o altri materiali plastici. Ciascun manicotto 6 definisce un comparto interno a forma di parallelepipedo e comprende una parete 12, la quale presenta due porzioni 13 e 14 sostanzialmente rigide ed una porzione flessibile 15 di collegamento fra le porzioni 13 e 14. Con riferimento alla figura 3, le porzioni 13, 14 e 15 sono realizzate con lo stesso materiale, ma con spessori diversi. La porzione 13 è solidale alle parti restanti del manicotto 6 e per questo motivo viene definita fissa, presenta uno spessore costante, ed è sostanzialmente rigida. La porzione 14 è definita mobile in quanto può effettuare degli spostamenti rispetto alla porzione 13 e presenta una forma circolare e sostanzialmente lo stesso spessore della porzione 13, ed è sostanzialmente rigida. La porzione 15 presenta uno spessore molto ridotto rispetto allo spessore delle porzioni 13 e 14 e ha una forma anulare concentrica alla porzione 14. Inoltre, la porzione 15 presenta un profilo ondulato per permettere la deformazione della porzione 14 rispetto alla porzione 13. La porzione 14 presenta un faccia 16 interna ed una faccia 17 esterna, che, in uso, coopera con uno dei sensori 11.

Con riferimento alle figure 1 e 3, ciascuna sede 10 è definita da una piastra 18 di fissaggio per fissare la cassetta 5 in modo noto e non illustrato nelle figure allegate e per disporre la cassetta 5 in una posizione determinata rispetto al corpo 2 macchina. La piastra 18 presenta due aperture circolari 19 di accesso a rispettive cavità 20, all'interno delle quali sono alloggiati i rispettivi sensori 11. Con riferimento alla figura 3, durante l'accoppiamento della cassetta 5 alla piastra 18, ciascuna porzione 14 viene disposta in corrispondenza di una relativa apertura 19 in modo da otturare una relativa cavità 20.

Ciascuna cavità 20 presenta un asse A perpendicolare alla piastra 18 e di conseguenza perpendicolare alla faccia 17, e due pareti 21a e 21b inclinate rispetto all'asse A. Ciascun sensore 11 comprende un emettitore 22, il quale è disposto lungo la parete 21a ed è orientato in modo da dirigere un fascio di onde elettromagnetiche verso la faccia 17 con un angolo a di inclinazione rispetto alla faccia 17, ed un ricevitore 23, il quale è disposto lungo la parete 21b per ricevere un fascio riflesso di onde elettromagnetiche, il quale forma una angolo a rispetto alla faccia 17 dalla banda opposta rispetto al fascio emesso. La posizione del fascio riflesso e, di conseguenza, la zona di incidenza del fascio riflesso lungo il ricevitore 23 sono modificate dalla posizione della faccia 17 della porzione 14 secondo quando illustrato a linee tratteggiate e a linee a tratto e punto nella figura 3.

In pratica, ciascun manicotto 6, e ciascun sensore 11 definiscono in combinazione un dispositivo 24 per rilevare la posizione della porzione 14 rispetto alla porzione 13 e di conseguenza la pressione del sangue nel circuito 3.

A questo scopo il ricevitore 23 è formato da un successione di celle 25 adiacenti, ciascuna delle quali fornisce un segnale quando investita dal fascio riflesso. Nel caso della forma di attuazione descritta le onde elettromagnetiche sono nel campo del visibile e le celle sono delle celle 25 fotosensibili. L'emettitore 22 ed il ricevitore 23 sono controllati dall'unità 9, la quale elabora i segnali ricevuti dal ricevitore 23 per determinare un valore di pressione del sangue.

In uso, la cassetta 5 viene fissata nella sede 18 per disporre le porzioni 14 in corrispondenza delle aperture 19 della piastra 18, secondo quanto descritto in precedenza. Prima di iniziare il trattamento dialitico, ossia quanto il circuito 3 è vuoto, viene effettuata una procedura di azzeramento del dispositivo 24 di rilevazione. Tale procedura di azzeramento consiste nell' emettere un fascio di onde elettromagnetiche tramite l'emettitore 22 e di determinare quale cella 25 ha ricevuto il fascio riflesso in condizione di riposo in modo tale per cui l'unità 9 definisca una corrispondenza fra la cella 25 che ha ricevuto il fascio riflesso e la pressione ambiente. In pratica, nella fase di azzeramento la pressione agente sulla faccia 17 è uguale alla pressione agente sulla faccia 16 e la porzione 14 è disposta in una posizione di riposo che viene assunta come posizione di riferimento della porzione 14. Successivamente, ha inizio il trattamento dialitico, durante il quale il sangue fluisce attraverso il circuito 3 e presenta in funzione delle condizioni di funzionamento della macchina 1 e delle caratteristiche del paziente degli sbalzi di pressione, la quale agendo sulla faccia 16 determina degli spostamenti della porzione 14 della parete 12 rispetto alla posizione di riferimento. Ad esempio nella figura 3, la posizione della faccia 17 della parete 14 è illustrata a linee tratteggiate in corrispondenza di una condizione di funzionamento in cui il sangue nel circuito 3 presenta una pressione superiore alla pressione ambiente. In questa fase il punto di incidenza lungo la faccia 17 esterna del fascio emesso viene avvicinato all'emettitore 22 e, di conseguenza il fascio riflesso indicato a linee tratteggiate investe una cella 25 fotosensibile diversa dalla cella 25 investita quando la porzione 14 è disposta nella posizione di riferimento. L'unità 9 riceve il segnale dalla cella 25 investita e determina la pressione del sangue in base ad una taratura effettuata sperimentalmente.

In modo analogo, quando il sangue circolante nel circuito 3 presenta una pressione inferiore alla pressione ambiente, la faccia 17 assume la posizione indicata a tratto e punto nella figura 3 ed una distanza dall'emettitore 22 maggiore rispetto alla distanza nelle condizione di riposo. Di conseguenza, il fascio riflesso viene diretto verso una cella 25 fotosensibile che rileva la nuova posizione della faccia 17 e l'unità 9 determina un corrispondente valore della pressione del sangue.

Il dispositivo 24 descritto presenta il vantaggio di richiedere un montaggio relativamente semplice e la possibilità di correggere automaticamente errori di montaggio grazie alla procedura di azzeramento.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1) Metodo per rilevare in modo non intrusivo la pressione del sangue in un circuito (3) di una macchina (1) di dialisi per mezzo di un manicotto (6) definente un tratto del detto circuito (3) e comprendente una porzione (14) mobile in funzione della differenza di pressione fra l'interno e l'esterno del manicotto (6), il metodo essendo caratterizzato dal fatto di dirigere verso la detta porzione (14) mobile un fascio di onde elettromagnetiche e di ricevere il fascio riflesso dalla detta porzione (14) mobile per determinare lo spostamento della porzione (14) mobile rispetto ad una posizione di riferimento della porzione (14) mobile.
2) Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le onde elettromagnetiche sono nello spettro visibile.
3) Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il detto emettitore (22) ed il detto ricevitore (23) sono disposti a bordo della macchina (1) di dialisi.
4) Metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto di dirigere il fascio emesso in modo tale per cui il detto fascio emesso sia inclinato rispetto ad una faccia (17) esterna della detta porzione (14) mobile.
5) Metodo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la detta porzione è rigida e presenta una faccia (16) interna atta ad essere disposta a contatto del sangue circolante nel detto circuito (3).
6) Metodo secondo la rivendicazione 4 o 5, caratterizzato dal fatto che il detto ricevitore (23) comprende una successione di celle (25) sensibili alle onde elettromagnetiche.
7) Metodo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di azzeramento, in cui viene determinata la detta posizione di riferimento della porzione (14) mobile rispetto all'emettitore (22), la detta fase di azzeramento prevedendo di associare ad almeno una cella (25) sensibile del ricevitore (23) un valore noto di pressione all'interno del manicotto (6); la detta posizione di riferimento essendo determinata per una condizione di funzionamento nella quale la pressione agente sulla faccia (17) esterna è uguale alla pressione agente sulla faccia (16) interna.
8) Metodo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che la detta pressione è la pressione ambiente; la detta fase di azzeramento essendo implementata prima di iniziare il trattamento dialitico.
9) Dispositivo per rilevare in modo non intrusivo la pressione del sangue in un circuito (3) di una macchina (1) di dialisi, il dispositivo (24) comprendendo un manicotto (6) provvisto di una porzione (14) mobile in funzione della differenza di pressione fra l'interno e l'esterno del manicotto (6), il dispositivo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere un emettitore (22) di un fascio di onde elettromagnetiche e di un ricevitore (23) di un fascio di onde elettromagnetiche riflesso dalla porzione (14) mobile per rilevare gli spostamenti della detta porzione (14) mobile rispetto ad una posizione di riferimento della porzione (14) mobile.
10) Dispositivo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che l'emettitore (22) ed il ricevitore (23) sono montati sulla macchina (1) di dialisi in una sede (10) di alloggiamento del detto manicotto (6).
11) Dispositivo secondo la rivendicazione 9 o 10, caratterizzato dal fatto che la detta porzione (14) mobile è una porzione rigida di una parete (12) del detto manicotto (6).
12) Dispositivo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che la detta porzione presenta una faccia (16) interna atta ad essere disposta a contatto del sangue circolante all'interno del circuito (3) ed una faccia (17) esterna atta a riflettere il fascio emesso.
13) Dispositivo secondo la rivendicazione 9 o 11, caratterizzato dal fatto che la parete (12) comprende una porzione (13) rigida e fissa, la detta porzione (14) mobile ed una porzione (15) flessibile per collegare la detta porzione (14) alla detta porzione (13) fissa.
14) Dispositivo secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che la porzione (13) fissa, la porzione (14) mobile e la porzione (15) flessibile sono realizzate in unico pezzo e nello stesso materiale.
15) Dispositivo secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che la porzione (15) flessibile presenta uno spessore inferiore allo spessore della porzione (13) fissa e della porzione (15) mobile.
16) Dispositivo secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che la detta porzione (14) mobile è circolare, la detta porzione (15) flessibile essendo anulare è concentrica alla porzione (14) mobile.
17) Dispositivo secondo la rivendicazione 16, caratterizzata dal fatto che la detta porzione (15) flessibile è ondulata.