ITMI20111422A1 - Dispositivo per la selezione dell'aria alveolare esalata da mammifero - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“Dispositivo per la selezione dell’aria alveolare esalata da mammiferoâ€

La presente invenzione riguarda un dispositivo per la selezione dell’aria alveolare esalata da un mammifero. Più in particolare, la presente invenzione riguarda un dispositivo in grado di discriminare l’aria alveolare rispetto alla totalità dell’aria esalata da un mammifero, e in particolare da un essere umano.

La raccolta dell'aria esalata negli studi clinici riguardanti l'uomo, riveste particolare importanza per la ricerca medica e si ipotizza, in un futuro non lontano, anche nell'uso clinico. Attraverso l'analisi dell'aria esalata à ̈ infatti possibile raccogliere interessanti dati su patologie o infezioni del sistema respiratorio (disease markers), e si possono stimare le conseguenze derivanti da esposizioni ambientali o occupazionali a sostanze tossiche inalate (exposure markers), siano esse legate ad abitudini voluttuarie (es. fumo) che disperse nell'ambiente generale o nel luogo di lavoro. Infine, l'aria esalata può essere usata per la valutazione di condizioni di aumentata suscettibilità individuale agli effetti nocivi degli inquinanti stessi.

La ricerca clinica condotta sull’aria esalata, à ̈ applicata da lungo tempo: infatti, sono molti i laboratori di ricerca universitaria o di farmacologia in grado di individuare e quantificare molti dei biomarcatori contenuti in essa.

L'aria esalata raccolta, può essere analizzata come gas, oppure come aerosol o come condensato: quest'ultimo metodo, conosciuto come EBC Collection System, à ̈ una delle tecniche non invasive più promettenti, in continua fase di evoluzione.

L'impegno del mondo scientifico per incrementare lo sviluppo di queste tecniche non invasive ha lo scopo, tra gli altri, di arrivare alla identificazione di marcatori tumorali che permettano la diagnosi precoce del tumore polmonare, uno dei più aggressivi e letali tra quelli conosciuti.

A tale scopo, viene posta molta attenzione all'analisi dell'aria alveolare che, provenendo dagli alveoli polmonari, dovrebbe contenere in forma molto più concentrata (in quanto non ancora mescolata e quindi diluita con l'aria delle medie-alte vie respiratorie e del volume morto) biomarcatori specifici provenienti dal polmone profondo.

La separazione dell'aria alveolare dalla totalità dell'aria esalata, attuata con una procedura semplice, affidabile e facilmente ripetibile senza l’intervento di personale altamente specializzato , rappresenta uno degli ostacoli più importanti da superare per aumentare la qualità della ricerca sull'aria esalata.

Esistono svariate metodologie per effettuare detta separazione, ma quelle conosciute e attualmente utilizzate sono empiriche, costose e difficili da praticare (sono quindi utilizzate prevalentemente nella ricerca), quindi di limitata applicabilità soprattutto in un eventuale e futuro impiego clinico.

Inoltre, attualmente non risulta che esistano dispositivi per effettuare detta separazione in soggetti "ventilati", ossia sottoposti a indagine in Terapia Intensiva, ambiente nel quale la non invasività e la semplice ripetitività della raccolta costituirebbero un importantissimo passo avanti nella metodologia di indagine .

Sulla base di modelli cinetici presenti in letteratura, l’inventore della presente invenzione ha percepito che, mentre all'inizio di ogni espirazione il CO2à ̈ sostanzialmente uguale a quello ambientale (livello zero o di background), la sua concentrazione nell’aria esalata va aumentando in modo sigmoidale fino ad una soglia massima di saturazione, alla quale l'aria esalata à ̈ ritenuta essere prevalentemente alveolare, ossia proveniente dal polmone profondo. Come punto di discriminazione viene usualmente considerato il punto di flesso della sigmoide (aumento della CO2del 50%, modello di Fowler).

L’inventore ha quindi ritenuto che riuscendo ad individuare il momento in cui CO2nell’aria espirata supera il livello zero o di background, sarebbe possibile discriminare l’aria alveolare dalla totalità dell’aria espirata, e utilizzare un opportuno dispositivo, per tralasciare la raccolta dell’aria esalata dalle alte vie respiratorie e dallo spazio morto, e raccogliere la sola aria alveolare che proviene dal polmone profondo.

Secondo un aspetto dell’invenzione viene fornito un apparecchio per la selezione e la raccolta dell’aria esalata da un mammifero, detto apparecchio comprendendo:

un circuito per la raccolta dell’aria esalata, il circuito comprendendo una via di raccolta e una via di scarico;

un rilevatore di CO2; ed

un organo di selezione per eseguire una selezione tra la via di raccolta e la via di scarico,

in cui quando detto rilevatore rileva una quantità di CO2superiore ad un valore prefissato, esso comanda l’organo di selezione affinché apra detta via di raccolta per raccogliere aria alveolare e quando detto rilevatore rivela una quantità di CO2inferiore a detto valore prefissato, esso comanda la chiusura di detta via di raccolta.

In forme di realizzazione dell’invenzione, il rilevatore di CO2à ̈ un rilevatore ad infrarossi.

Il rilevatore di CO2può essere posizionato in serie alla via di raccolta, a valle di un boccaglio o di un tubo endotracheale.

L’organo di selezione può comprendere una valvola pinza-tubo configurata per, alternatamente, chiudere la via di raccolta e aprire la via di scarico oppure aprire la via di raccolta e chiudere la via di scarico.

L’organo di selezione può comprendere un congegno elettronico che pilota la valvola pinza-tubo sulla base di un segnale ottenuto da detto rilevatore.

L’organo di selezione può comprendere un elettromagnete configurato per cooperare con un pistone sagomato di detta valvola pinza-tubo.

In forme di realizzazione, l’apparecchio comprende anche una provetta per la raccolta dell’aria esalata sotto forma di condensato.

Secondo un altro aspetto, l’invenzione fornisce un metodo per la selezione e la raccolta dell’aria esalata da un mammifero, detto metodo comprendendo:

prevedere un circuito per la raccolta dell’aria esalata, il circuito comprendendo una via di raccolta e una via di scarico; e

rilevare CO2, ad esempio tramite infrarosso; e

selezionare tra la via di raccolta e la via di scarico di detto circuito, in cui detta via di raccolta viene selezionata quando viene rilevata una quantità di CO2superiore ad un valore prefissato per raccogliere aria alveolare, mentre detta via di raccolta viene chiusa quando viene rilevata una quantità di CO2inferiore ad un valore prefissato.

La fase di selezionare può vantaggiosamente comprendere la fase di azionare una valvola pinza-tubo configurata per, alternatamente, chiudere la via di raccolta e aprire la via di scarico oppure aprire la via di raccolta e chiudere la via di scarico.

La presente invenzione diverrà più chiara leggendo la descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento alle allegate figure, in cui:

- Figura 1 mostra una prima forma di realizzazione di un circuito monouso per la selezione e la raccolta dell’aria esalata da un mammifero collaborante;

- Figure 2a, 2b e 2c sono tre viste di un particolare adattatore del dispositivo di Figura 1;

- Figura 3 mostra una seconda forma di realizzazione di un circuito monouso per la selezione e la raccolta dell’aria esalata da un mammifero non collaborante o “ventilato†;

- Figura 4 mostra una di una pluralità di varianti del circuito monouso per la selezione e la raccolta dell’aria esalata da un mammifero, in questo caso predisposto per l’inserimento di una pompa di prelievo esterna;

- Figura 5 mostra schematicamente una parte del circuito di Figura 3 e l’insieme del dispositivo per la discriminazione dell’aria alveolare comprendente una valvola pinza-tubo e un congegno elettrico di pilotaggio;

- Figura 6 mostra, in aggiunta a quanto mostrato in Figura 5, un rilevatore di CO2all’infrarosso,

- Figura 6a mostra una forma di realizzazione di un rilevatore di CO2all’infrarosso; e

- Figure 7a e 7b mostrano, smontata, una valvola pinza-tubo utilizzabile nella presente invenzione.

Con riferimento alle Figure 1 e 2, verrà ora descritta una prima forma di realizzazione della presente invenzione.

In Fig. 1 con il numero di riferimento 1 à ̈ indicato il circuito monouso per il convogliamento dell’aria esalata su un soggetto collaborante che comprende un boccaglio 10, un adattatore 20 per “capnometro†, un primo connettore a T 30 ed un secondo connettore a Y parallelo da cui si dipartono una via di raccolta 100 ed una via di scarico 200. La via di scarico 200 comprende un tubo di scarico 210 che comunica direttamente con l’ambiente esterno o con altri sistemi di campionamento non mostrati. La via di raccolta 100 comprende un tubo 110 di afflusso dell’aria alveolare ad un sistema di raccolta, un connettore 111 contenente una trappola per la saliva, una provetta di raccolta 140 ed una uscita 154 per lo scarico dell’aria nell’ambiente.

Le vie di scarico 200 e di raccolta 100 vengono aperte e chiuse alternatamente dal dispositivo di discriminazione dell’aria alveolare, ossia quando la via di raccolta 100 viene aperta, contemporaneamente la via di scarico 200 viene chiusa e viceversa. Il circuito monouso per il convogliamento dell’aria esalata coopera con un dispositivo 300 di chiusura/apertura delle vie di raccolta/scarico 100, 200. Il dispositivo 300, una cui forma di realizzazione à ̈ illustrata nelle Figure 5 e 6, comprende una valvola pinza-tubo 310 ed un congegno elettronico 330 che pilota la valvola pinza-tubo 310 sulla base di un segnale ottenuto da un capnometro 210 con sensore a IR montato sull’adattatore 20 per rilevare la variazione di concentrazione di CO2nell’aria esalata.

Il boccaglio 10 à ̈ sagomato opportunamente per essere introdotto parzialmente nella bocca di un mammifero, ad esempio nella bocca di un essere umano collaborante. Nella forma di realizzazione illustrata nelle figure, il boccaglio ha un becco appiattito e cavo che termina con un orlo inspessito 11. Dalla parte opposta all’orlo inspessito, il boccaglio 10 ha preferibilmente una forma tubolare 12 e leggermente conica. Tra il becco appiattito e l’estremità tubolare 12 può essere previsto un tratto di irrigidimento 13 con una pluralità di anelli paralleli di diametro maggiore rispetto al diametro dell’estremità tubolare, per facilitare eventuali altri tipi di connessione con differenti diametri. Naturalmente, il becco 10 à ̈ completamente cavo in modo che l’aria che fuoriesce dalla bocca possa proseguire verso la via di raccolta 100 o di scarico 200.

A valle del boccaglio 10, e connesso ad esso, vi à ̈ l’adattatore 20. L’adattatore 20 à ̈ mostrato anche nelle figure 2a, 2b e 2c. : à ̈ un organo cavo ed à ̈ configurato per supportare il “capnometro con sensore a IR 320 per il rilevamento della CO2che verrà descritto nel seguito. Preferibilmente, l’adattatore 20 comprende una prima estremità femmina 21, una seconda estremità femmina 23 ed un tratto intermedio 22 tra la prima estremità femmina 21 e la seconda estremità femmina 23. La prima estremità femmina 21 dell’adattatore 20 à ̈ configurata per ricevere il tratto tubolare 12 del boccaglio 10. La seconda estremità femmina 23 à ̈ preferibilmente a diametro maggiore della prima estremità femmina 21, sia per quanto riguarda il diametro esterno che quello interno. In una posizione intermedia tra le due estremità femmina vi à ̈ un foro passante 25 realizzato lungo una direzione diametrale. Il foro 25 attraversa lo spessore dell’adattatore 20 in due punti diametralmente opposti 251, 252. In corrispondenza di ciascuno dei due punti diametralmente opposti 251, 252vi à ̈ una superficie piana 26 incassata rispetto alla superficie esterna circolare del tratto intermedio 23. Le due superfici piane 26 sono parallele tra loro e sostanzialmente perpendicolari all’asse del foro 25.

Preferibilmente, a valle dell’adattatore 20 viene previsto un raccordo a “T†30 con una via principale 31 per il flusso di aria ed una via 32 di aspirazione aria dotata di una valvola mono via 33.

A valle del raccordo a T 30 vi à ̈ il raccordo a Y parallelo 40 che sdoppia un ingresso d’aria 41 in due uscite 42, 43. Ogni uscita 42, 43 del raccordo a Y 40 costituisce l’ingresso della via di raccolta 100 e della via di scarico 200, rispettivamente. Preferibilmente, le estremità 41, 42 e 43 sono maschio e sono configurate per essere calzate da un adattatore idoneo a ridurre il diametro e renderlo compatibile con quello dei tubi 110 e 210 delle vie di raccolta e di scarico.

Il tratto di tubo 210 della via di scarico 200 ha una estremità di ingresso 210-i ed una estremità di uscita 210-o. L’estremità di ingresso 210-i preferibilmente viene calzata sull’estremità dell’adattatore riduttore 201. L’estremità di uscita 210-o à ̈ invece libera per la fuoriuscita dell’aria espirata nell’ambiente.

La via di raccolta 100 comprende un primo adattatore riduttore 101, un tratto di tubo 110, un secondo adattatore riduttore 111 che alloggia la trappola per la saliva (preferibilmente in polietilene con una estremità a forma di ogiva, specialmente disegnato per rendere minimo il rischio di contaminazione del campione raccolto con la saliva del soggetto in analisi), un gomito a L 130, una provetta di raccolta 140 ed un tappo speciale 150 dotato di raccordi di entrata ed uscita.

Il primo adattatore riduttore 101 à ̈ preferibilmente uguale all’adattatore riduttore 201 e anch’esso comprende una estremità femmina per collegarsi all’estremità maschio del raccordo a Y parallelo ed un’estremità maschio opposta di diametro inferiore. Il secondo adattatore riduttore 111 à ̈ anch’esso preferibilmente uguale al riduttore 201 e anch’esso comprende una estremità femmina ed un’estremità maschio opposta di diametro inferiore. Il tratto di tubo 110 à ̈ calzato sulle estremità del primo e del secondo riduttore. Preferibilmente, il tratto di tubo 110 à ̈ lungo sostanzialmente come il tratto di tubo 210. A valle del secondo adattatore riduttore 111 vi à ̈ inserita al suo interno la trappola per la saliva sulla quale viene inserito il gomito a L 130 che si innesta sul tappo 150 della provetta di raccolta 140.

La provetta di raccolta 140 può essere una provetta standard, ad esempio da 50 ml, di uso commerciale sulla quale, durante la raccolta, viene inserito il tappo 150 in sostituzione del suo tappo di dotazione.

Il tappo 150 à ̈ di forma discoidale con un orlo che si prolunga inferiormente e che à ̈ internamente filettato (la filettatura non à ̈ mostrata in Fig. 1). La filettatura à ̈ corrispondente alla filettatura presente in prossimità della bocca della provetta 140. Il tappo 150 à ̈ dotato alla sommità esterna di un raccordo di ingresso 153 ed un raccordo di uscita 154. Il raccordo di ingresso 153 si prolunga con un tratto inferiore (non mostrato) verso il fondo del contenitore di raccolta.

Secondo la presente invenzione, il dispositivo 300 comprende una valvola pinza-tubo 310 in grado di interrompere il flusso dell’aria esalata nella via di scarico 200 (deviando il flusso stesso nella via di raccolta 100) o di ritornare nella posizione precedente interrompendo il flusso dell’aria esalata nella via di raccolta 100 (deviandolo nuovamente nella via di uscita 200). Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, la valvola 310 à ̈ una valvola pinza-tubo che alternativamente pinza esternamente il tratto di tubo 110 o il tratto di tubo 210. Preferibilmente, i tratti di tubo 110 e 210 sono in un materiale morbido e neutro (cioà ̈ senza “rilasci†di contaminanti o “assorbimento†di sostanze) come silicone trattato o simili. Preferibilmente, i tratti di tubo 110 e 210 sono di un materiale a ritorno elastico in grado di ritornare nella forma originaria (sostanzialmente cilindrica) non appena la pinzatura viene rilasciata. La pinzatura dei tubi 110 e 210 avviene comprimendo la superficie esterna dei tubi stessi. Questo metodo di interruzione del flusso à ̈ particolarmente importante perché essendo applicato ad un circuito di raccolta monouso, da una parte garantisce la protezione del sistema dalla contaminazione dell’aria espirata (quindi non à ̈ necessario disinfettare o sterilizzare le parti prima di impiegarle nuovamente con un nuovo soggetto) e dall’altra evita che l’aria esalata raccolta possa essere inquinata o contaminata da agenti estranei al sistema respiratorio. Secondo la presente invenzione, facendo riferimento alle Figure 7a e 7b, la valvola pinza-tubo 310 comprende un corpo cilindrico cavo 311 rigidamente collegato al corpo di un attuatore (come ad esempio un elettromagnete, non mostrato) ed un pistone 312 scorrevole longitudinalmente entro detto corpo cilindrico 311. La superficie del corpo cilindrico cavo 311 à ̈ preferibilmente generalmente chiusa. La superficie del corpo cilindrico cavo 311 à ̈ tuttavia aperta in corrispondenza di due fresature sagomate 313, 314 poste su una stessa faccia del corpo cilindrico cavo 311 una sopra l’altra ad una opportuna distanza una dall’altra. Preferibilmente, l’interasse H (misurato lungo una direzione longitudinale, cioà ̈ parallelamente all’asse del cilindro, come mostrato in Figura 7b) tra le due fresature sagomate 313 e 314 à ̈ sostanzialmente uguale all’interasse tra i tubi 110 e 210 del circuito monouso che vengono inseriti entro le due fresature sagomate.

La prima fresatura sagomata 313 (quella superiore nelle Figure 7a e 7b) à ̈ configurata per accogliere il tubo 210 di scarico mentre la seconda fresatura sagomata 314 (quella inferiore nelle Figure 7a e 7b) à ̈ configurata per accogliere il tubo 110 di raccolta. Le due fresature sagomate hanno un asse che à ̈ sostanzialmente perpendicolare all’asse longitudinale del corpo cilindrico cavo 311. L’asse delle fresature sagomate 313, 314 sostanzialmente coincide con l’asse dei tubi 110 e 210 quando essi vengono inseriti nelle fresature sagomate stesse.

Tra le due fresature 313, 314 vi sono due perni fissati, ad opportuna distanza fra di loro, al corpo cilindrico cavo. In realtà, in Figura 7a vengono mostrati i fori 315, 316 entro i quali i perni vengono inseriti e bloccati. Per semplicità, nel seguito, anche perni verranno denominati con i numeri di riferimento dei fori 315, 316. Il primo perno 315 coopera con il pistone 312 della valvola pinza-tubi 310 per pinzare il tubo di scarico 210. Il secondo perno 316 coopera con il pistone 312 della valvola pinza-tubi 310 per pinzare il tubo di raccolta 110. I due perni 315, 316 sono orientati lungo una direzione diametrale, preferibilmente perpendicolare all’asse del corpo cilindrico cavo 311.

Il pistone 312 della valvola pinza-tubo 310 à ̈ sagomato in modo da formare due denti di pinzatura 317, 318 rivolto verso uno rispettivo di detti perni fissi 315, 316. Ogni dente di pinzatura 317, 318 à ̈ sagomato in modo da avere un bordo di pinzatura che si estende parallelamente ad uno corrispondente dei perni fissi 315, 316. In questo modo, come diverrà chiaro nel seguito, quando il pistone 312 à ̈ nella posizione normale non sollecitata, il dente 318 à ̈ alla distanza minima rispetto al perno fisso 316 e pinza il tubo di raccolta 110 in modo da interromperne il flusso. In questa posizione, il tubo di scarico 210 à ̈ aperto, non pinzato, perché il dente 317 à ̈ alla distanza massima dal perno fisso 315.

Una traslazione del pistone 312 allontana il dente 318 dal perno fisso 316 in modo da aprire il flusso del tubo di raccolta 110. Figura 6b. Lo stesso movimento di traslazione fa in modo che il tubo di scarico 210 sia pinzato e che quindi il relativo flusso sia interrotto. Infatti, il dente 317 si porta alla distanza minima dal perno fisso 315 e schiaccia il tubo 210 tra di essi.

Secondo la presente invenzione, il pistone 312 à ̈ tenuto nella posizione non sollecitata (tubo di scarico 210 aperto, tubo di raccolta 110 chiuso) da una molla (non mostrata). La traslazione del pistone 312 per raggiungere la posizione in cui il tubo di scarico 210 à ̈ chiuso ed il tubo di raccolta 110 à ̈ aperto può essere realizzata con un elettromagnete che attrae rapidissimamente il pistone 312 vincendo la forza di spinta della molla 321. Tale elettromagnete 319 può essere pilotato da un dispositivo elettronico 330, a sua volta rispondente ad un rilevatore 320 di CO2che à ̈ indicativa dell’aria alveolare. L’inventore ha realizzato che l’aria alveolare (quella proveniente dagli alveoli polmonari) può vantaggiosamente essere distinta dall’aria delle medie-alte vie respiratorie e del volume morto facendo scattare la valvola ad un valore di CO2che corrisponda ad almeno il 50% del valore massimo di CO2rilevata – CO2background regolabile dall’operatore (modello di Fowler).

Pertanto, l’inventore ha ritenuto che un’efficace distinzione tra aria esalata alveolare e aria esalata non alveolare possa avvenire grazie al sensore di anidride carbonica (CO2) funzionante a radiazione infrarossa (IR) di appropriata banda di frequenza.

In una forma di realizzazione, l’inventore ha utilizzato con buon successo un sensore IR non commerciale. Il segnale rilevato dal sensore IR e opportunamente elaborato mediante un microprocessore ed un software appositamente realizzato, serve per comandare un attuatore (in questo caso l’elettromagnete) della valvola pinza-tubo 310.

In Figure 6 e 6a viene mostrato un sensore IR di CO2identificato con il numero 27. In una forma di realizzazione preferita, il sensore 27 ha una forma a ferro di cavallo o ad “U†ed à ̈ sagomato per accoppiarsi all’adattatore 20. In particolare, il sensore 27 à ̈ dotato di un trasmettitore di IR e di un corrispondente ricevitore di IR. Quando il sensore 27 si innesta sull’adattatore 20, i raggi emessi dal trasmettitore possono passare attraverso il foro 25 dell’adattatore e raggiungere il ricevitore di IR.

Preferibilmente, il sensore IR (comparabile con la funzione di un tradizionale capnometro IR) à ̈ posizionato in serie al circuito di raccolta, a valle del boccaglio (quando il paziente à ̈ collaborante) o del tubo endotracheale (quando il paziente à ̈ ventilato, come nella seconda forma di realizzazione di circuito monouso). L'aria esalata dal soggetto in esame, passa attraverso il sensore IR di CO2e prosegue attraverso il tubo di scarico aperto (non pinzato) per disperdersi nell'ambiente (o convogliata nel condotto di scarico del “ventilatore†).

Preferibilmente, inizialmente il dispositivo à ̈ collegato ai circuito dell'aria espirata senza attivare il funzionamento del meccanismo "pinza-tubo" e in condizioni di stand-by: l'elettronica di pilotaggio del sensore di CO2memorizza i valori di lettura e identifica il valore medio che esso deve considerare come punto di riferimento per l'inizio dei cicli operativi di raccolta. In pratica un autoapprendimento delle condizioni iniziali di lavoro.

Una volta attivato il funzionamento effettivo per la raccolta dell’EBC, il rilevamento o meno del CO2consente l'azionamento della valvola pinzatubo: quando il valore di CO2rilevato dal sensore IR, inizialmente posto a zero, trattandosi dell’aria relativa alle alte vie respiratorie e agli spazi morti, aumenta rapidamente significa che si à ̈ in presenza di aria proveniente dalle basse vie respiratorie, quindi alveolare. Infatti l’aumento di CO2rispetto al background à ̈ una caratteristica peculiare dell'aria alveolare. Il segnale elaborato dal software viene quindi inviato all'attuatore che aziona la chiusura del tubo in scarico e apre quello collegato al sistema di raccolta consentendo la deviazione del flusso di aria, divenuta alveolare, verso questa via, ad un opportuno cut-off di CO2definito dall’auto-apprendimento (50% del segnale) o regolabile dall’operatore.

Alla fine del ciclo espiratorio (che si manifesta con l'assenza di aria espirata e conseguentemente l'assenza di CO2) il sensore di CO2(o in alternativa un sensore di pressione prevedibile sul circuito), comanda il reset del dispositivo: la valvola pinza-tubo 310 ritorna nella sua posizione iniziale (viene riaperto il tubo in scarico 210 e contemporaneamente chiuso il tubo 110 verso il sistema di raccolta) e il dispositivo à ̈ pronto per il successivo ciclo respiratorio.

Il funzionamento ciclico può continuare per tempo illimitato.

La seconda forma di realizzazione di circuito monouso, illustrata nella figura 3, à ̈ adatta a pazienti solo parzialmente collaboranti o completamente non collaboranti, cioà ̈ non in grado di inspirare ed espirare autonomamente. Tali pazienti possono ad esempio essere esseri umani sottoposti a terapie respiratorie. Il dispositivo 1’ della seconda forma di realizzazione à ̈ del tutto simile alla prima forma di realizzazione. Una prima differenza tra la prima forma di realizzazione e la seconda forma di realizzazione à ̈ che il boccaglio 10 à ̈ sostituito da un connettore endotracheale 10’ adatto a collegarsi ad un tubo endotracheale (non mostrato). Una seconda differenza consiste nel fatto che, a valle del connettore endotracheale 10’, viene connesso un connettore 10†a Y con una uscita connessa all’ingresso dell’adattatore 20 e l’altra uscita connessa alla valvola di scarico del ventilatore (non mostrato) che realizza una ventilazione forzata per il paziente. Infine, mentre nella prima forma di realizzazione la via di scarico 210 può disperdere l’aria espirata direttamente in aria libera, nella seconda forma di realizzazione la via di scarico à ̈ connessa al suddetto ventilatore (non mostrato) per formare un circuito di ventilazione chiuso. La via di scarico e la via di raccolta si riuniscono in un connettore denominato con il numero 401.

Nella descrizione dettagliata della prima forma di realizzazione, peraltro valida (a parte le suddette differenze) anche per la seconda forma di realizzazione, l’aria viene tipicamente raccolta nella forma di condensato (metodo EBC Collection System). Il tubo di raccolta 110 termina nel tappo 150 della provetta 140 inserita in un condensatore. Il condensatore ad esempio può essere un condensatore modello “Turbo DECCS†prodotto dalla stessa Richiedente.

In aggiunta o in alternativa alla raccolta/analisi dell’aria alveolare come condensato, l’aria può essere raccolta/analizzata come gas, oppure come aerosol.

In Figura 4 viene mostrata una variante del circuito di raccolta monouso di Figura 1 in grado di raccogliere l’aria anche nella sua forma gassosa uno speciale dispositivo 400 (ad esempio, ma non limitatamente, una cartuccia contenente zeoliti o carbonio attivo, idonei ad intrappolare le sostanze volatili contenute nell’aria espirata, assorbendo per depressione parte della stessa aria esalata attraverso un collegamento a T, appositamente realizzato, che inserito in serie al circuito à ̈ collegato ad una piccola pompa di aspirazione, analoga a quelle usate per il campionamento dell'aria ambientale, ma opportunamente modificata per funzionare ciclicamente in sintonia con l’attuatore). Questo sistema permette di caricare le sostanze volatili nell'aria esalata, all'interno della cartuccia; in laboratorio, le sostanze vengono successivamente estratte per sottoporle ad analisi.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchio per la selezione e la raccolta dell’aria esalata da un mammifero, detto apparecchio comprendendo: - un circuito per la raccolta dell’aria esalata, il circuito comprendendo una via di raccolta e una via di scarico; - un rilevatore di CO2; ed - un organo di selezione per eseguire una selezione tra la via di raccolta e la via di scarico, in cui quando detto rilevatore rileva una quantità di CO2superiore ad un valore prefissato, esso comanda l’organo di selezione affinché apra detta via di raccolta per raccogliere aria alveolare e quando detto rilevatore rivela una quantità di CO2inferiore a detto valore prefissato, esso comanda la chiusura di detta via di raccolta.
2. 2. Apparecchio secondo la rivendicazione 1, in cui detto rilevatore di CO2Ã ̈ un rilevatore ad infrarossi.
3. 3. Apparecchio secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto rilevatore di CO2Ã ̈ posizionato in serie alla via di raccolta, a valle di un boccaglio o di un tubo endotracheale.
4. 4. Apparecchio secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, in cui detto organo di selezione comprende una valvola pinza-tubo configurata per, alternatamente, chiudere la via di raccolta e aprire la via di scarico oppure aprire la via di raccolta e chiudere la via di scarico.
5. 5. Apparecchio secondo la rivendicazione 4, in cui detto organo di selezione comprende un congegno elettronico che pilota la valvola pinzatubo sulla base di un segnale ottenuto da detto rilevatore.
6. 6. Apparecchio secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui detto organo di selezione comprende un elettromagnete configurato per cooperare con un pistone sagomato di detta valvola pinza-tubo.
7. 7. Apparecchio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente anche una provetta per la raccolta dell’aria esalata sotto forma di condensato.
8. 8. Metodo per la selezione e la raccolta dell’aria esalata da un mammifero, detto metodo comprendendo: - prevedere un circuito per la raccolta dell’aria esalata, il circuito comprendendo una via di raccolta e una via di scarico; ed - rilevare CO2; e - selezionare tra la via di raccolta e la via di scarico di detto circuito, in cui detta via di raccolta viene selezionata quando viene rilevata una quantità di CO2superiore ad un valore prefissato per raccogliere aria alveolare, mentre detta via di raccolta viene chiusa quando viene rilevata una quantità di CO2inferiore ad un valore prefissato.
9. 9. Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui detta fase di rilevare CO2comprende rilevare CO2tramite infrarosso.
10. 10. Metodo secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui detta fase di selezionare comprende azionare una valvola pinza-tubo configurata per, alternatamente, chiudere la via di raccolta e aprire la via di scarico oppure aprire la via di raccolta e chiudere la via di scarico.