ITBO970602A1

ITBO970602A1 - Apparecchiatura per trattamento di dialisi.

Info

Publication number: ITBO970602A1
Application number: IT000602A
Authority: IT
Inventors: Mario Biserni
Original assignee: Bellco Spa
Priority date: 1997-10-07
Filing date: 1997-10-07
Publication date: 1999-04-07
Also published as: ITBO970602A0; EP0911042A1; IT1295216B1

Description

D E S C R I Z I O N E

La presente invenzione è relativa ad una apparecchiatura per trattamenti di dialisi.

Com'è noto, uno dei principali problemi delle attuali apparecchiature che realizzano un trattamento di dialisi consiste nella difficoltà di rilevare il calo peso del paziente durante il trattamento. In particolare tali apparecchiature sono provviste di una serie di pompe peristaltiche il cui azionamento determina il flusso di fluidi lungo i vari condotti dell'apparecchiatura e di sofisticati e costosi dispositivi che rilevano il calo peso del paziente tramite la misura delle portate dei fluidi lungo i suddetti condotti. Tali misure di portate vengono realizzate tramite organi di tipo invasivo e cioè organi che entrano in contatto con i fluidi che circolano lungo i condotti.-dell'apparecchiatura. Per questo dopo ogni trattamento di dialisi, i suddetti organi devono essere sottoposti ad una serie di procedimenti di sterilizzazione in modo da poterli riutilizzare in un trattamento successivo. Gli organi di misura delle portate potrebbero essere non necessari se le pompe peristaltiche fossero di estrema precisione, in quanto per rilevare il calo peso del paziente sarebbe sufficiente rilevare le caratteristiche funzionali delle pompe e da queste risalire alle portate che esse determinano. Ma purtroppo tali pompe peristaltiche presentano una precisione nettamente insufficiente per un trattamento di dialisi in cui ricordiamo il calo peso del paziente deve essere seguito con particolare cura durante tutto il trattamento di dialisi pena il sorgere di squilibri cardiaci sul paziente.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare una apparecchiatura per trattamenti di dialisi che sia priva degli inconvenienti sopra citati.

In base alla presente invenzione viene realizzata una apparecchiatura per trattamenti di dialisi del tipo comprendente :

un dializzatore in cui delimitate da una membrana vi sono due canalizzazioni, la prima per il sangue extracorporeo e la seconda per un liquido di dialisi; un primo condotto lungo il quale fluisce il detto liquido di dialisi verso la detta seconda canalizzazione del detto dializzatore;

primi mezzi pompanti di comando del flusso del detto liquido di dialisi lungo il detto primo condotto;

un secondo condotto lungo il quale fluisce verso uno scarico il liquido in uscita dalla detta seconda canalizzazione del detto dializzatore;

secondi mezzi pompanti di comando del flusso del detto liquido di dialisi lungo il detto secondo condotto;

caratterizzata dal fatto che almeno uno dei detti primi e secondi mezzi pompanti comprendono almeno una pompa di tipo volumetrico.

Per una migliore comprensione della presente invenzione viene ora descritta· una forma preferita di attuazione, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

la figura 1 è uno schema a blocchi di una apparecchiatura per trattamenti di dialisi realizzata secondo i dettami della presente invenzione;

la figura 2 è una vista di un organo dell'apparecchiatura della figura 1; e

le figure da 3 a 6 sono schemi di funzionamento dell'organo di figura 2.

Secondo quanto illustrato nella figura 1 è indicata nel suo complesso con 1 una apparecchiatura per trattamenti di dialisi. Tale apparecchiatura 1 è definita essenzialmente da tre parti, una prima parte è relativa alla preparazione del bagno di dialisi, la seconda parte è relativa all'utilizzazione del bagno di dialisi, e la terza parte è relativa allo scarico del fluido in uscita dalla seconda parte ed al controllo del calo peso del paziente .

La seconda parte dell'apparecchiatura 1 comprende un dializzatore 3 di tipo noto in cui, delimitate da una membrana 4, vi sono due canalizzazioni, la prima per il sangue extracorporeo e la seconda per il liquido di dialisi; il sangue extracorporeo fluendo lungo un condotto 9.

La prima parte dell'apparecchiatura 1 comprende, schematizzata in un blocco 2, una sorgente di liquido di dialisi definito dalla miscelazione di acqua e di uno o più concentrati salini. L'apparecchiatura 1 comprende inoltre un condotto 5 presentante una prima estremità collegata con il blocco 2 ed una seconda estremità connessa con la suddetta seconda canalizzazione del dializzatore 3 ed attraverso la quale è rilasciato il liquido di dialisi. Lungo il condotto 5 è installata una pompa 6 che canalizza il liquido di dialisi verso il dializzatore 3.

La terza parte dell'apparecchiatura 1 comprende un condotto 7 connesso con una prima estremità alla citata seconda canalizzazione del dializzatore 3 ed una seconda pompa 6 installata lungo il condotto 7; la seconda estremità del condotto 7 essendo connessa ad uno scarico non illustrato, per cui la seconda pompa 6 canalizza verso lo scarico il liquido di dialisi in uscita dal dializzatore 3.

L'apparecchiatura 1 appena descritta con riferimento alla figura 1 è di tipo noto ed in particolare è una apparecchiatura per trattamenti di dialisi di tipo tradizionale da cui derivano apparecchiature relative a trattamenti di emofiltrazione, emodiafiltrazione o emodiaultrafiltrazione . Con questo si vuole intendere che, pur applicati su una apparecchiatura di tipo tradizionale, i concetti inventivi della presente descrizione, che si andranno a descrivere nel seguito, possono essere estesi a qualsiasi tipo di apparecchiatura di dialisi come quelle sopra citate in cui comunque è necessario canalizzare dei fluidi, siano essi il liquido di dialisi e/o il sangue e/o il liquido di infusione.

La principale caratteristica innovativa della presenta invenzione consiste nell'utilizzare una pompa volumetrica per canalizzare i fluidi in gioco ed in questo esempio di attuazione per canalizzare il liquido di dialisi. Inoltre la pompa volumetrica presenta due caratteristiche principali che ne consentono una corretta ed,efficace applicazione in apparecchiature di dialisi. La prima caratteristica consiste nel fatto che alla pompa volumetrica sono accoppiati mezzi di motorizzazione disaccoppiabili dalla pompa stessa e la seconda caratteristica consiste nel fatto che la pompa volumetrica è di tipo "disposable" e che cioè dopo ogni trattamento tale pompa non viene più utilizzata e quindi inviata verso uno scarico.

Entrambe le pompe, indicate con 6, sono pompe volumetriche ed una pompa 6 è illustrata in sezione nella figura 2. La pompa 6 comprende due cilindri 11 con assi longitudinali paralleli fra loro, e due pistoni 12 atti a scorrere all'interno di un proprio cilindro 11 tramite mezzi di motorizzazione 13 tra un punto morto superiore ed un punto morto inferiore e viceversa. Ogni cilindro 11 presenta una bocca 14 in corrispondenza della quale si origina un raccordo 15 nel quale è innestato l'estremità di un tratto di uno dei condotti 5 o 7. In particolare il condotto 5 presenta un primo tratto 5a tra il blocco 2 e la prima pompa 6 ed un secondo tratto 5b tra la prima pompa 6 ed il dializzatore 3, ed il condotto 7 presenta un primo tratto 7a tra il dializzatore 3 e la seconda pompa 6 ed un secondo tratto 7b tra la seconda pompa 6 e lo scarico. In ognuna delle pompe 6 tra le porzioni di testa dei cilindri 11 è definita una canalizzazione 16.

Con riferimento alla figura 2, i cilindri 11 fanno parte di un corpo di testata 17 realizzato preferibilmente in pezzo unico ed in materiale plastico. Nel corpo di testata 17 sono realizzati due fori ciechi cilindrici che costituiscono i cilindri 11 e la canalizzazione 16. I pistoni 12 sono anch'essi realizzati in materiale plastico e presentano uno stelo 18 che si estende all'esterno del proprio cilindro 11 e che supporta alla propria estremità libera un rullo 21 montato folle. Tra ogni cilindro 11 ed il rispettivo pistone 12 è realizzata una guida consistente in un perno 22 che si origina dalla parete di fondo del cilindro 11 e che va ad impegnare un foro cieco 23 realizzato nella testa del pistone 12; tra la parete di fondo del foro 23 e l'estremità libera del perno 22 essendo installati mezzi a molla precaricati 24 la cui azione consiste nel premere il pistone 12 verso l'esterno del cilindro 11. Infine ogni pistone 12 è provvisto di una guarnizione di tenuta 25 montata in corrispondenza della testa del pistone 12 e di una guarnizione di tenuta 26 montata in corrispondenza della porzione inferiore del pistone 12. E' da sottolineare che le bocche 14 dei due cilindri 11 sono al medesimo livello ed è da sottolineare che quando i pistoni 12 sono in corrispondenza del loro punto morto superiore la guarnizione 26 è ad un livello inferiore a quello della bocca 14. Quando i pistoni 12 sono in corrispondenza del loro punto morto inferiore la bocca 14 è in comunicazione con il corrispondente cilindro 11.

Con riferimento alla figura 2 i mezzi di motorizzazione 13 comprendono un motore elettrico 27 presentante un albero rotante di uscita 28 sul quale sono calettate due camme 31 perfettamente simili fra loro ma montate in maniera speculare sull'albero 28 e sfasate di 90° una rispetto all'altra. Sulla superficie laterale di uria prima camma 31 risulta a contatto il rullo 21 di un primo pistone 12, e sulla superficie laterale della seconda camma 31 risulta a contatto il rullo 21 del secondo pistone 12. La camma 31 {figura 3), tramite due assi Z' e Ζ'' ortogonali fra loro ed intersecanti in corrispondenza dell'asse di rotazione X dell'albero 28, può' essere suddivisa in quattro settori ad ognuno dei quali, sulla superficie laterale della camma 31, è. associata una rispettiva pista di contatto con il rullo 21, contatto che si verifica per un quarto di giro per ogni pista durante la rotazione della camma 31 che è antioraria .

Nelle figure da 3 a 6 sono illustrate le fasi di funzionamento della pompa 6. La figura 3 illustra la posizione iniziale della pompa 6 in cui nel cilindro 11 connesso con il tratto 5b {7b) che verrà indicato con Ila il relativo pistone, indicato con 12a, è in corrispondenza del proprio punto morto superiore ed in cui nel cilindro 11 connesso con il tratto 5a (7a) che verrà indicato con Hb il relativo pistone, indicato con 12b, è in corrispondenza del proprio punto morto inferiore. In tale posizione iniziale, quindi, la bocca 14: del cilindro Ila è chiusa dal pistone 12a e la bocca 14 del cilindro llb è aperta. Durante la rotazione della camma 31 corrispondente al cilindro llb, la camma 31 presenta a contatto con il rullo 21 in successione una prima pista 32 che determina lo stazionamento del pistone 12b nel punto morto inferiore, una seconda pista 33 che determina la traslazione del pistone 12b dal punto morto inferiore ad un punto intermedio in cui il pistone 12b va a chiudere la bocca 14, una terza pista 34 che determina la traslazione del pistone 12b dal punto intermedio al punto morto superiore, ed una quarta pista 35 che determina la traslazione del pistone 12b dal punto morto superiore al punto morto inferiore.

Durante la rotazione della camma 31 corrispondente al cilindro Ila, la camma 31 presenta a contatto con il rullo 21 in successione una prima pista 34' (uguale alla pista 34) che determina la traslazione del pistone 12a dal punto morto superiore ad un punto intermedio in cui il pistone 12a chiude ancora la bocca 14, una seconda pista 33' (uguale alla pista 33) che determina la traslazione del pistone 12a dal punto intermedio al punto morto inferiore, una terza pista 32' (uguale alla pista 32) che determina lo stazionamento del pistone 12a nel punto morto inferiore, ed una quarta pista 35' (uguale alla pista 35) che determina la traslazione del pistone 12a dal punto morto inferiore al punto morto superiore.

E' da sottolineare che, in uso, i cilindri Ila e llb e la canalizzazione 16 sono sempre pieni del liquido di dialisi. Da tale posizione iniziale (illustrata in figura 3) si passa, ruotando di un quarto di giro l'albero 28, ad una posizione illustrata in figura 4 in cui mentre il pistone 12b rimane in corrispondenza del punto morto inferiore, il pistone 12a dal punto morto superiore si porta in corrispondenza del proprio punto intermedio. In questo quarto di giro si verifica l'aspirazione del liquido dal tratto 5a (7a) di quella quantità .atta ad occupare la maggiorazione del volume definito nel cilindro Ila; tale quantità di liquido attraverso la bocca 14 entra nel cilindro llb ed attraverso la canalizzazione 16 dal cilindro llb passa al cilindro 11a.

Dalla posizione illustrata in figura 4 si passa, ruotando di un altro quarto di giro l'albero 28, alla posizione illustrata in figura 5 in cui il pistone 12b passa dal punto morto inferiore al proprio punto intermedio per chiudere la corrispondente bocca 14 ed il pistone 12a passa dal proprio punto intermedio al punto morto inferiore aprendo la corrispondente bocca 14; quest'ultimo passaggio avvenendo a volume costante. Dalla posizione illustrata in figura 5 si passa, ruotando di un quarto di giro l'albero 28, alla posizione illustrata in figura 6 in cui mentre il pistone 12a rimane in corrispondenza del proprio punto morto inferiore, il pistone 12b passa dal proprio punto intermedio al punto morto superiore. Durante questo passaggio si ha una riduzione del volume interno della pompa 6 per cui si ha una compressione del liquido di dialisi, compressione che determina la canalizzazione verso il tratto 5b (7b) di quella quantità di liquido corrispondente alla riduzione di volume. Dalla posizione illustrata in figura 6 si ritorna, ruotando dell'ultimo quarto di giro l'albero 28, alla posizione illustrata in figura 3; quest'ultimo passaggio avvenendo a volume costante.

Da quanto sopra descritto risulta evidente che ad ogni giro completo (ciclo) dell'albero 28 si ha dapprima una. aspirazione dal tratto 5a (7a) di una quantità prefissata di liquido di dialisi e poi l'immissione nel tratto 5b (7b) della medesima quantità di liquido, ed in sostanza si è generato un flusso, positivo tra ingresso ed uscita della pompa 6, di tipo impulsato con durata dell'impulso di un quarto di ciclo. Poiché la pompa 6 è di tipo volumetrico si ottiene una elevata precisione della quantità di liquido pompata. Ora appare evidente che se tramite una centralina elettronica di controllo 36 si comanda la pompa 6 installata lungo il condotto 7 a pompare una quantità di liquido maggiore di quella pompata dalla pompa 6 installata lungo il condotto 5, si determina con estrema precisione il calo peso del paziente in quanto tale calo peso non è altro che la differenza fra la quantità pompata lungo il condotto 7 e quella pompata lungo il condotto 5.

Da quanto sopra descritto risultano evidenti i vantaggi conseguiti con la realizzazione della presente invenzione .

In particolare si è realizzata una apparecchiatura che presentando delle pompe volumetriche consente un controllo del calo peso del paziente con estrema precisione in quanto per tale controllo risulta sufficiente rilevare le caratteristiche funzionali dei motori elettrici per risalire alle portate in gioco. Inoltre tale controllo risulta di semplice e rapida esecuzione e può essere ripetuto più volte durante il trattamento di dialisi. E' da notare che l'apparecchiatura risulta di semplice costruzione e non necessita di dispositivi di rilevamento delle portate di tipo invasivo e quindi da sterilizzare dopo ogni trattamento. Ora appare evidente che ulteriori significativi vantaggi della presente invenzione consistono nell'avere la pompa disaccoppiabile dal motore elettrico e nell'avere una pompa di tipo disposatole.

Risulta infine chiaro che all'apparecchiatura 1 qui descritta ed illustrata possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito protettivo della presente invenzione.

In particolare è possibile sul condotto 5 (7) installare da due a quattro pompe 6 in parallelo fra loro. In questo modo con due pompe 6 in parallelo si ottiene un flusso impulsato con durata dell'impulso di metà ciclo, con tre pompe 6 in parallelo si ottiene un flusso impulsato con durata dell'impulso di tre quarti di ciclo, e con quattro pompe 6 in parallelo si ottiene un flusso continuo e regolare. Inoltre come illustrato nella figura 1 la pompa 6 può essere installata lungo il condotto 9 per pompare il sangue in uscita dal paziente o lungo un condotto 10 per canalizzare nel condotto 9, a valle del dializzatore 3, un liquido di infusione; tali pompe 6 essendo anch'esse gestite dalla centralina 36.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1- Apparecchiatura per trattamenti di dialisi del tipo comprendente: un dializzatore (3) in cui delimitate da una membrana (4) vi sono due canalizzazioni, la prima per il sangue extracorporeo e la seconda per un liquido di dialisi ; un primo condotto (5) lungo il quale fluisce il detto liquido di dialisi verso la detta seconda canalizzazione del detto dializzatore (3); primi mezzi pompanti (6) di comando del flusso del detto liquido di dialisi lungo il detto primo condotto (5); un secondo condotto (7) lungo il quale fluisce verso uno scarico il liquido in uscita dalla detta seconda canalizzazione del detto dializzatore (3); secondi mezzi pompanti (6) di comando del flusso del detto liquido di dialisi lungo il detto secondo condotto (7); caratterizzata dal fatto che almeno uno dei detti , primi e secondi mezzi pompanti comprendono almeno una pompa (6) di tipo volumetrico. 2- Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che entrambi i detti primi e secondi mezzi pompanti comprendono almeno una rispettiva pompa (6) di tipo volumetrico. 3- Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 e/o 2 caratterizzata dal fatto che la detta pompa (6) è provvista di mezzi di motorizzazione (13) disaccoppiabili dalla pompa (6) stessa. 4- Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3 caratterizzata dal fatto che la detta pompa (6) è realizzata in materiale plastico ed è un organo disposable e cioè è destinata allo scarico dopo ogni trattamento di dialisi. 5- Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3 e/o 4 caratterizzata dal fatto che la detta pompa (6) comprende due cilindri (11) con assi longitudinali paralleli fra loro, e due pistoni (12) atti a scorrere all'interno di un proprio cilindro (11) tramite i detti mezzi di motorizzazione (13) tra un punto morto superiore ed un punco morto inferiore e viceversa; tra i detti cilindri (11) essendo realizzato un canale (16), ognuno dei detti cilindri (il) presentando una bocca (14) in corrispondenza della quale si origina un raccordo (15) nel quale è innestato l'estremità di un tratto del detto condotto (5 o 7) lungo il quale la detta pompa (6) è installata, e le dette bocche (14) dei due cilindri (il) essendo al medesimo livello. 6- Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5 caratterizzata dal fatto che ognuno dei detti pistoni (12) un rispettivo stelo (18) che si estende all'esterno del proprio cilindro (il) e che supporta alla propria estremità libera un rullo girevole (21); ognuno dei detti pistoni (12) essendo provvisto di mezzi a molla precaricati (24) la cui azione consiste nel premere il detto pistone (12) verso l'esterno del corrispondente detto cilindro (11). 7- Apparecchiatura secondo la rivendicazione 6 caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di motorizzazione (13) comprendono un motore (27) presentante un albero rotante di uscita (28) sul quale sono calettate due camme (31) perfettamente simili fra loro ma montate in maniera speculare sul detto albero (28) e sfasate di 90° una rispetto all'altra,· sulla superficie laterale di una prima camma (31) risultando a contatto il detto rullo (21) di un primo dei detti pistone (12), e sulla superficie laterale della seconda camma (31) risultando a contatto il detto rullo (21) del secondo dei detti pistoni (12). 8- Apparecchiatura secondo la rivendicazione 7 caratterizzata dal fatto che ognuna delle dette camme (31)., tramite due assi (Z' e Z'') ortogonali fra loro ed intersecanti in corrispondenza dell'asse di rotazione (X) del detto albero (28), è suddivisa in quattro settori ad ognuno dei quali, sulla superficie laterale della detta camma (31), è associata una rispettiva pista di contatto con il detto rullo (21), contatto che si verifica per un quarto di giro per ogni pista durante la rotazione della detta camma (31). 9- Apparecchiatura secondo la rivendicazione 8 caratterizzata dal fatto che la detta prima camma (31), durante la propria rotazione, presenta a contatto con il rispettivo detto rullo (21) in successione una prima pista (32) che determina lo stazionamento del detto primo pistone (12) nel punto morto inferiore in cui la corrispondente detta bocca (14) è aperta, una seconda pista (33) che determina la traslazione del detto primo pistone (12) dal punto morto inferiore ad un punto intermedio in cui il detto primo pistone (12) va a chiudere la corrispondente detta bocca (14), una terza pista (34) che determina la traslazione del detto primo pistone (12) dal punto intermedio al punto morto superiore, ed una quarta pista (35) che determina la traslazione del detto primo pistone (12) dal punto morto superiore al punto morto inferiore. 10- Apparecchiatura secondo la rivendicazione 9 caratterizzata dal fatto che la detta seconda camma (21), durante la propria rotazione, presenta a contatto con il corrispondente detto rullo (21) in successione una prima pista (34') che determina la traslazione del detto secondo pistone (12) dal punto morto superiore ad un punto intermedio in cui il detto secondo pistone (12) chiude la corrispondente detta bocca (14), una seconda pista (33') che determina la traslazione del detto secondo pistone (12) dal punto intermedio al punto morto inferiore in cui risulta aperta la corrispondente detta bocca (14), una terza pista (32') che determina lo stazionamento del detto secondo pistone (12) nel punto morto inferiore, ed una quarta pista (35') che determina la traslazione del detto secondo pistone (12) dal punto morto inferiore al punto morto superiore. 11- Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto di comprendere terzi mezzi pompanti simili ai detti primi e secondi mezzi pompanti provvisti di almeno una pompa (6) di tipo volumetrico ed installati lungo un condotto (9) di canalizzazione del sangue verso il detto dializzatore (3). 12- Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto di comprendere quarti mezzi pompanti simili ai detti primi e secondi mezzi pompanti provvisti di almeno una pompa (6) di tipo volumetrico ed installati lungo un condotto (10) di canalizzazione di un liquido di infusione verso la canalizzazione del sangue verso il paziente. 13 - Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto di comprendere una centralina elettronica (36) di gestione dei detti mezzi pompanti (6).