MX2014010416A

MX2014010416A - Dispositivo y metodo para ventear gas de un liquido.

Info

Publication number: MX2014010416A
Application number: MX2014010416A
Authority: MX
Inventors: Martin Joseph Crnkovich; Colin Weaver
Original assignee: Fresenius Med Care Hldg Inc
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2014-10-13
Also published as: CA2864148C; WO2013138233A1; CN104168933A; CN104168933B; CA2864148A1; AU2013232375B2; EP2825221A4; AU2013232375A1; EP2825221A1; JP2015509816A; ES2670604T3; EP2825221B1; US20130237897A1; MX351431B; JP6116662B2

Abstract

La presente invención se relaciona con un dispositivo y método para ventear un gas de un líquido, que es aplicable a una amplia variedad de sistemas para el suministro de líquido médico. El dispositivo incluye detectores de nivel, una pinza y un dispositivo de control conectado operablemente con los detectores de nivel y la pinza. El método incluye detectar si está presente líquido o gas en los detectores de nivel, y abrir o cerrar una pinza para ventear gas. La presente invención también se relaciona con un dispositivo y método para controlar el diferencial de presión a través de una membrana semipermeable al usar un sensor de presión, una fuente de gas, una válvula y una membrana.

Description

DISPOSITIVO Y METODO PARA VENTEAR GAS DE UN LIQUIDO ANTECEDENTES DE LA INVENCION La hemodiálisis es una transferencia difusa de pequeños solutos del plasma sanguíneo por difusión a través de una membrana selectivamente permeable. La hemodiálisis se realiza debido a un gradiente de concentración a través de la membrana selectivamente permeable tal que los solutos se difunden desde un líquido que tiene una mayor concentración hacia un líquido que tiene una concentración menor. La hemodiálisis remueve sustancias tóxicas, residuos metabólicos y fluidos en exceso de la corriente sanguínea que tiene un circuito extracorpóreo con los componentes diseñados para realizar la ultrafiltración y la difusión en la sangre. Antes que la sangre regrese al cuerpo, se remueven las burbujas de aire de la sangre para inhibir el embolismo.

Se han revelado en la técnica cámaras de venteo de gas para sistemas de hemodiálisis. Por ejemplo, se revela un sistema convencional en la Patente U.S. No. 7,871,391, que describe una cámara para el uso de un sistema de líquido extracorpóreo. El sistema convencional incluye una membrana semipermanente en la parte superior de la cámara de venteo de gas que permite el venteo del gas en el líquido de la cámara. En este sistema, es importante minimizar el contacto entre el líquido (p.ej., sangre) y la membrana semipermeable. Con el Ref. 250146 contacto de la sangre con la membrana, la proteínas presentes dentro de la sangre pueden depositarse sobre la membrana, de esta forma se tapa la membrana y disminuye la capacidad de gas (p.ej., aire) para salir a través de la membrana.

A pesar del hecho que existen sistemas para ventear un gas de un líquido, existe la necesidad de sistemas mejorados que son confiables, reproducibles y simples para su uso ya sea en instalaciones clínicas o en el hogar. En particular, existe una necesidad de un dispositivo y método para ventear gas de un líquido que previene el líquido en la cámara de recolección de gas para poner en contacto una membrana semipermeable que cubre la salida cuando el gas se ventea a la atmósfera.

Además, la operación normal de una máquina de hemodiálisis origina la acumulación de gas en una cámara de recolección de gas que se ventea a través de una membrana semipermeable. La liberación continua de gas a través de la membrana semipermeable puede tender a degradar la membrana debido a la presión aplicada a través de la membrana por el gas. De esta forma también existe una necesidad por un dispositivo y método para prologar el tiempo de vida de la membrana semipermeable.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Aspectos de la presente invención se relaciona con un dispositivo de venteo de gas y un método para ventear gas, que son aplicables a una amplia variedad de sistemas para el suministro de líquido. Las modalidades reveladas enseguida, sin embargo, se dirigen generalmente a la diálisis, tal como la hemodiálisis ( "HD" ) .

En una modalidad de esta invención, un dispositivo para ventear gas contenido en un líquido que fluye en un circuito de flujo de líquido incluye una cámara de recolección de gas colocada dentro del circuito de flujo de líquido a fin de que el líquido fluya a través de la cámara permitiendo que el gas se separe del líquido y se establece una interface gas-líquido dentro de la cámara. Se proporciona una cámara de venteo de gas en la parte superior de la cámara de recolección de gas a través de esta puede liberarse el gas dentro de la cámara. La cámara de recolección de gas y la cámara de venteo de gas pueden ser una sola unidad. Se coloca un detector inferior ya sea en la cámara de recolección de gas o la cámara de venteo de gas, y se provee un detector inferior ya sea en la cámara de recolección de gas o la cámara de venteo de gas. El detector inferior se localiza debajo del detector superior. Los detectores inferior y superior son capaces de detectar gas y líquido. Se provee una grapa en la cámara de venteo de gas ya sea entre los detectores inferior y el superior o por arriba de ambos detectores de nivel. El dispositivo también incluye un dispositivo de control para abrir y cerrar la grapa en respuesta de si los detectores inferior y superior detectan gas o líquido.

En otra modalidad de esta invención, un método automatizado para ventear un gas contenido en un líquido que fluye en un circuito de flujo de líquido incluye líquido que fluye dentro de una cámara de recolección de gas localizada dentro del circuito de flujo de líquido a fin de que el líquido fluya a través de la cámara de recolección de gas que permite separa el gas del líquido y establecer una interface gas- líquido dentro de la cámara de recolección de gas, detectando si está presente el líquido en la posición inferior ya sea la cámara de recolección de gas o una cámara de venteo de gas por un detector de nivel inferior para detectar gas y líquido, abriendo una grapa si no está presente un líquido en la posición inferior, detectando si el líquido está presente en una posición inferior ya sea en la cámara de recolección de gas o la cámara de venteo de gas por un detector de nivel superior para detectar gas y líquido, y cerrando la grapa de líquido si está presente en la posición superior. La grapa puede localizarse en la cámara de venteo de gas ya sea entre el detector de nivel inferior y el detector de nivel superior o arriba de ambos detectores de nivel .

En otra modalidad de esta invención, se revela un dispositivo para controlar el diferencial de presión a través de una membrana semipermeable sellando una trayectoria de salida de una cámara de venteo de gas. El dispositivo incluye un primer sensor de presión que detecta la presión a lo largo de una trayectoria de salida desde una cámara de venteo de gas, una válvula conectada operablemente con una fuente de gas, la trayectoria de salida desde la cámara de recolección del gas, y la atmósfera, y un dispositivo de control conectado con el sensor de presión y la válvula. El dispositivo de control puede variar la fuente de gas a fin de variar la cantidad de contrapresión aplicada a través de la membrana semipermeable. Una bomba de gas o gas presurizado, tal como aire o nitrógeno presurizado, puede proporcionar la fuente de gas. El dispositivo además puede incluir un segundo sensor de presión que detecta la presión de entrada o salida. El dispositivo de control puede comparar la presión medida por el primer sensor de presión y el segundo sensor de presión y controlar la fuente de gas a fin de que la cantidad de presión a lo largo de la trayectoria de salida sea menor que la presión medida por el segundo sensor de presión. La presión detectada por el segundo sensor de presión puede ser de aproximadamente 13.332 KPa alrededor de 66.661 KPa (aproximadamente 100 mmHg a aproximadamente 500 mmHg) , o aproximadamente 13.332 KPa alrededor de 26.664 KPa (aproximadamente 100 mmHg a aproximadamente 200 mmHg) . El dispositivo además puede incluir un detector de nivel inferior localizado ya sea en la cámara de recolección de gas o la cámara de venteo de gas, y un detector de nivel superior localizado ya sea en la cámara de recolección de gas o en la cámara de venteo de gas. El detector de nivel inferior puede localizarse debajo del detector de nivel superior, y los detectores de nivel inferior y superior pueden ser capaces de detectar gas o líquido. El dispositivo de control puede abrir la conexión de válvula a la atmósfera cuando el detector de nivel inferior detecta gas y cierra la conexión de la válvula a la atmósfera cuando el detector de nivel superior detecta líquido.

En otra modalidad, se revela un dispositivo para controlar el diferencial de presión a través de una membrana semipermeable sella una trayectoria de salida desde una cámara de venteo de gas que recibe líquido que libera el gas. El dispositivo incluye una fuente de gas para aplicar presión al lado de la trayectoria de salida de la membrana semipermeable, una válvula conectada operablemente con la fuente de gas, la trayectoria de salida y la atmósfera, un primer sensor de presión que detecta la presión a lo largo del lado de la trayectoria de salida, un segundo sensor de presión que detecta la presión en la cámara de venteo de gas, y un medio de control conectado con el primer y segundo sensores de presión y la válvula. El medio de control puede variar la fuente de gas a fin de variar la cantidad de contrapresión aplicada a través de la membrana semipermeable.

En otra modalidad, un método automatizado para controlar el diferencial de presión a través de una membrana semipermeable incluye detectar una entrada o salida de presión, detectando una presión a lo largo de una trayectoria de salida, comparando la presión de entrada o salida con la presión de la trayectoria de salida con un dispositivo de control, incrementando la cantidad de presión suministrada por una fuente de gas si la presión de entrada excede la presión de la trayectoria de salida por una cantidad predeterminada, e incrementando la cantidad de presión suministrada por la fuente de gas sí la presión de entrada es muye cercana a la presión de la trayectoria de salida por una segunda cantidad predeterminada.

En otra modalidad, un método automatizado para controlar el diferencial de presión a través de una membrana semipermeable incluye detectar una presión de entrada o salida, detectando una presión a lo largo de una trayectoria de salida, comparando la presión de entrada o salida con la presión de la trayectoria de salida con un dispositivo de control, abriendo una conexión de válvula con la atmósfera sí la presión interna excede la presión de trayectoria de salida por una primera cantidad predeterminada, y cerrando la conexión de la válvula con la atmósfera si la presión interna es muy cercana a la presión de la trayectoria de salida por una segunda cantidad predeterminada.

En otra modalidad, un método automatizado para controlar el diferencial de presión a través de una membrana semipermeable incluye detectar si el líquido está presente en un detector de nivel inferior, abriendo una conexión de la válvula a la atmósfera si el líquido no está presente en el detector de nivel inferior, detectando si el líquido está presente en el detector de nivel superior, y cerrando la conexión de la válvula a la atmósfera si está presente líquido en el detector de nivel superior.

En otra modalidad de esta invención, un circuito de hemodiálisis extracorpóreo incluye tubería arterial para recibir la sangre sin filtrar de un paciente, tubería venosa para proporcionar sangre filtrada a un paciente, un dispositivo de diálisis y un dispositivo para ventear gas contenido en un líquido. El dispositivo de diálisis y el dispositivo para ventear gas se localizan dentro del circuito de hemodiálisis extracorpóreo a fin de que la sangre fluya desde el paciente, a través de la tubería arterial, a través del dispositivo de diálisis, a través del dispositivo de venteo de gas, y hacia la tubería venosa.

En otra modalidad de esta invención, un circuito de hemodiálisis extracorpóreo incluye tubería arterial para recibir la sangre sin filtrar desde un paciente, tubería venosa para proporcionar sangre filtrada a un paciente, un dispositivo de diálisis y un dispositivo para controlar el diferencial de presión. El dispositivo de diálisis y el dispositivo para ventear gas se ubican dentro del circuito de hemodiálisis extracorpóreo a fin de que la sangre fluya desde el paciente, a través de la tubería arterial, a través del dispositivo de diálisis, a través del dispositivo para controlar el diferencial de presión, y hacia la tubería venosa .

Las modalidades descritas en la presente pueden proporcionar ventajas en la operación de una máquina de hemodiálisis. Al abrir y cerrar una grapa para controlar la altura de una interface gas-líquido en la cámara de recolección de gas, puede prevenir que el líquido (como sangre o solución salina) entre en contacto con la membrana semipermeable colocada en la posición superior de la cámara de venteo de gas. Al reducir el diferencial de presión a través de la membrana semipermeable, el tiempo de vida de la membrana semipermeable puede prolongarse. Estas ventajas originan una menor supervisión del operador, mantenimiento, y costos de operación, así como también mejor esterilidad.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS La fig. 1 es un diagrama esquemático de un típico circuito líquido extracorpóreo de un sistema de hemodiálisis.

La fig. 2 es una vista lateral de una cámara para ventear gas que tiene dos detectores de nivel y una grapa.

La fig. 3 es una vista lateral de un c sete de hemodiálisis para ventear gas que tiene dos detectores de nivel y una grapa.

La fig. 4 ilustra un algoritmo de control para ventear gas en un sistema que tiene dos detectores de nivel y una grapa .

La fig. 5 es un esquema que ilustra la conectividad entre una cámara de recolección de gas, un transductor de presión, una bomba de gas y una válvula.

La fig. 6 ilustra un algoritmo de control para un primer modo de operación de un sistema de venteo de gas activo.

La fig. 7 ilustra un algoritmo de control para un segundo modo de operación de un sistema de venteo de gas activo.

La fig. 8 ilustra un algoritmo de control para un tercer modo de operación de un sistema de venteo de gas activo.

Lo anterior se volverá aparente con la siguiente descripción particular de las modalidades de ejemplificacion de la invención, como se ilustra en las figuras acompañantes en donde los mismos caracteres de referencia se refieren a las mismas partes a través de las diferentes vistas. Las figuras no están necesariamente a escala, por el contrario se tiene énfasis en las modalidades ilustrativas de la presente invención.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Circuito Extracorpóreo La figura 1 ilustra un circuito de hemodiálisis extracorpóreo 100, que incluye tubería a través de la cual fluye sangre y componentes para filtrar y desarrollar hemodiálisis en la sangre. La sangre fluye desde un paciente 105 a través de la tubería arterial 110. Después de salir del paciente, la sangre gotea dentro de una cámara de goteo 115 donde una tubería de conexión 116 desde la cámara de goteo 115 se acopla con un montaje del sensor de presión arterial 120 que determina la presión de la sangre en el lado arterial del circuito 100. El montaje de presión arterial 120 puede incluir un transductor de presión 130 a fin de que pueda monitorearse la presión de la sangre a través del circuito 100 en el lado arterial.

Una bomba 160, tal como una bomba peristáltica, fuerza a la sangre para continuar a lo largo de la trayectoria del circuito 100. Después de salir de la cámara de goteo 115, la sangre después fluye a través de la tubería 117 hacia un dispositivo de diálisis 170, que separa productos residuales y fluidos en exceso de la sangre. Después de pasar a través del dispositivo de diálisis 170, la sangre fluye a través de la tubería venosa 180 hacia una cámara de recolección y venteo de gas 230 en donde (p.ej., aire) burbujas de gas en la sangre pueden separarse de la sangre y escapa al pasar a través de una membrana semipermeable 270 antes que la sangre continúe hacia el paciente 105. Como se usa en la presente, el término "membrana semipermeable" se refiere a una membrana que es permeable al gas, pero impermeable al líquido. De esta forma, la membrana semipermeable opera para inhibir líquidos dentro de la cámara 230. Después de dejar la cámara 230, la sangre viaja a través de una línea venosa 190 y regresa al paciente 150. El dispositivo de recolección de gas y el cásete posteriormente descrito en la presente puede usarse con un circuito hemodiálisis extracorpórea y dispositivo, como se ilustra en la figura 1, o con otros sistemas de diálisis sanguínea.

Dispositivo de Recolección de Gas y Cásete La figura 2 ilustra una modalidad de ejemplificación de un dispositivo de venteo de gas 200 que tiene una cámara, dos detectores de nivel, y una grapa. El dispositivo de venteo de gas 200 tiene una entrada de líquido 210 y una salida de líquido 220. En la figura 2, la entrada de líquido 210 se coloca debajo de la salida de líquido 220, pero la entrada de líquido 210 también puede colocarse arriba de la salida de líquido 220 pero la entrada de líquido 210 también puede colocarse arriba de la salida de líquido 220 o en aproximadamente la misma altura que la salida de líquido 220. Un líquido, tal como sangre, entre a través de la entrada de líquido 210 y sale a través de la salida de líquido 220. El líquido entra al volumen de la cámara de recolección de gas 230 cuando la pinza 250 está en una posición abierta.

El detector de nivel inferior 240 y el detector de nivel superior 260 pueden detectar la presencia de un gas o un líquido. La pinza 250 puede abrir o cerrar con base en las señales desde el detector inferior 240 y el detector de nivel superior 260. Durante la operación, la cámara de recolección de gas inicialmente se llena con un líquido, tal como sangre, si la grapa 250 está en una posición abierta. Con la detección de la presencia de líquido en el detector de nivel superior 260, la grapa 250 puede cerrarse. El líquido puede contener burbujas de gas. Con el tiempo, las burbujas de gas suben a la superficie y comienzan a llenar con el gas la cámara de recolección de gas, por medio de esto se crea una interface entre el gas y el líquido. Mientras las burbujas de gas continúan ascendiendo hacia la superficie, la interface entre el gas y el líquido se mueve verticalmente de forma descendente en la cámara de recolección de gas.

Cuando el detector del nivel inferior 240 detecta la presencia de un líquido, la pinza 250 permanece cerrada. Cuando la interface gas- líquido cruza el sitio donde está colocado el detector de nivel inferior, el detector de nivel puede mandar una señal indicadora de la presencia de un gas. La señal puede mandarse desde el detector de nivel inferior 240 hacia el dispositivo de control, que se describe con respecto a la figura 4, que recibe la señal. Con la recepción de la señal, el dispositivo de control puede mandar una señal a la pinza 250 dando la instrucción a la pinza de cerrarse.

Una vez que la pinza 250 se abre, el gas en la cámara de recolección 230 puede viajar a través de la cámara de venteo de gas 270. La cámara de venteo de gas 270 tiene una membrana semipermeable 275 colocada en la porción superior y una salida de gas 280. En algunas modalidades, la salida puede ventear el gas a la atmósfera. Cuando la pinza 250 se abre, la cámara de recolección de gas 230 está en comunicación fluida con la cámara de venteo de gas 270, la cual a su vez está en comunicación fluida con la atmósfera.

Ordinariamente, la presión en la cámara de recolección de gas es mayor que la presión atmosférica. De esta forma cuando se abre la pinza 250, la interface de gas-líquido se mueve verticalmente de forma ascendente en la cámara de recolección de gas, la cual libera el gas acumulado con la atmósfera .

Similar al detector de nivel inferior, el detector de nivel superior 260 detecta la presencia de un gas o un líquido. Cuando la pinza 250 se abre, la interface de gas-líquido puede moverse verticalmente arriba de la cámara y puede atravesar la ubicación donde está colocado el detector de nivel superior 260. Cuando el detector de nivel superior 260 detecta la presencia de un gas, la pinza 250 puede permanecer abierta, permitiendo de esta manera ventear más el gas a la atmósfera. Cuando el detector de nivel superior 260 detecta la presencia de un líquido, la pinza 250, puede cerrarse, previniendo de esta forma que el líquido alcance la salida del gas 280. En algunas modalidades, el detector de nivel superior puede mandar una señal indicativa de la presencia de un gas o líquido hacia el dispositivo de control, lo cual se describe con respecto a la figura 4. El dispositivo de control después puede mandar una señal a la pinza que abre o cierra la pinza.

La figura 3 ilustra un cásete de venteo de gas 300 que tiene una cámara, dos detectores de nivel y una pinza. El dispositivo de la figura 3 es similar al de la figura 2, excepto que el dispositivo de la figura 3 es un cásete 300 que incluye una entrada de líquido 310, una salida de líquido 320, una cámara de recolección de gas 330, un detector de nivel inferior 340, una pinza 350, un detector de nivel superior 360, una cámara de venteo de gas 370, una membrana semipermanente 375, y una salida de gas 380. La modalidad de la figura 3 opera de forma similar a la modalidad de la figura 2. La principal diferencia entre las modalidades de la figura 2 y la figura 3 es la forma de la cámara de recolección de gas.

El término "pinzas" se utiliza en su sentido más amplio, significa que este es un elemento que es capaz de abrir y cerrar la cámara de venteo de gas. En una modalidad, las pinzas (250 y 350) pueden sr las pinzas de estrangulamiento que, en una posición cerrada, ejerce presión sobre un tubo para prevenir el paso de gas o líquido. En otra modalidad, las pinzas (250 y 350) pueden ser pinzas de globo. Puede utilizarse una amplia variedad de dispositivos adecuados que pueden abrir y cerrar la cámara de venteo de gas en respuesta a una señal . La pinza puede cerrar y abrir completamente la cámara de venteo de gas, o la pinza puede cerrar y abrir parcialmente la cámara de venteo de gas.

En una modalidad los detectores de nivel (240, 260, 340 y 360) pueden detectar la densidad de un fluido. Por ejemplo, los detectores de nivel pueden ser detectores de nivel ultrasónicos. Los líquidos tienen una mayor densidad que los gases. De esta forma, el detector de nivel puede mandar una señal indicativa de la densidad de un fluido, en donde la densidad es indicativa de la presencia de un gas o un líquido. En algunas modalidades, el líquido puede ser sangre. En algunas modalidades, el gas puede ser aire.

Las burbujas de gas pueden disolverse en el líquido, o las burbujas de gas pueden ser muy grandes para considerarse que se disuelven en el líquido. En algunos casos, las burbujas de gas pueden observarse a simple vista. En otros casos, las burbujas de gas pueden ser del orden de magnitud de un milímetro o menores.

La cámara de recolección de gas (230 y 330) y la cámara de venteo de gas (270 y 370) no son necesariamente piezas separadas. Además, las dos pueden ser un componente integrado. En otras palabras, la cámara de recolección de gas y la cámara de venteo de gas puede ser una sola unidad integral. Aunque las figuras 2 y 3 ilustran el detector de nivel menor (240 y 340) colocado en la cámara de recolección de gas (230 y 330) y el detector de nivel superior (260 y 360) colocado en la cámara de venteo de gas (270 y 370) , los detectores de nivel inferior y superior (240, 260, 340 y 360) pueden colocarse ya sea en la cámara de recolección de gas (230 y 330) o la cámara de venteo de gas (270 y 370) .

Típicamente, se tapa la salida de gas (280 y 380) con una membrana semipermeable (275 y 375) hecha de polímeros tal como politetrafluoroetileno (PTFE) o polietileno (PE) , aunque también puede usarse otra membrana semipermeable adecuada. Típicamente, la membrana semipermeable es una membrana hidrofóbica. Típicamente, la membrana semipermeable es una membrana microporosa. Preferentemente, la membrana semipermeable tiene un tamaño de poro entre 0.1 micrómetros a 0.22 micrómetros. Las membranas adecuadas se fabrican por W.L. Gore & Associates, Inc. Millipore Corporation, and Paul Corporation .

La modalidad de la cámara de la Figura 2 y la modalidad del cásete de la figura 3 puede hacerse de una amplia variedad materiales biocompatibles adecuados para aplicaciones médicas, y pueden formarse con la forma apropiada por cualquier proceso adecuado para aplicaciones médicas. Por ejemplo, el cásete típicamente puede formarse de polímeros tal como cloruro de polivinilo (PVC) y policarbonato (PC) .

Típicamente, la entrada de líquido (210 y 310) y la salida de líquido (220 y 320) se conectan con tubería. Como se muestra en la figura 1, la entrada de líquido (210 y 310) se conecta con la tubería 180, y la salida de líquido (220 y 320) se conecta con la tubería 190. La tubería puede ser de una amplia variedad de materiales biocompatibles adecuados para la aplicación médica.

Operación del Dispositivo de Recolección de Gas y Cásete La figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra los pasos en un método para ventear gas en un sistema que tiene una cámara de recolección de gas, dos detectores de nivel y una pinza. En una modalidad, la pinza inicialmente está en una posición cerrada. Opcionalmente , la pinza puede cerrarse si está abierta (paso 405) . El líquido fluye dentro de la cámara de recolección de gas (paso 410) . El líquido ingresa a la cámara de recolección de gas por medio de una entrada de líquido, tal como la entrada de líquido 210 o 310. El detector de nivel inferior detecta la presencia de un líquido o gas (420) . Si el líquido está presente en el detector de nivel inferior (es decir, si no está presente) , la pinza permanece cerrada y contiene líquido continua fluyendo dentro de la cámara de recolección de gas (paso 410) . Si no está presente líquido en el detector de nivel inferior (p.ej., si está presente gas en el detector de nivel inferior) , la pinza se abre (paso 430) .

Mientras se abre la pinza, el gas en la cámara de recolección de gas está en comunicación fluida con la atmósfera por medio de una cámara de venteo de gas, y el gas puede ventearse a la atmósfera. Mientras el gas se ventea a la atmósfera, la interface gas- líquido sube y el detector de nivel superior detecta la presencia de un líquido o un gas (paso 440) . Si el líquido no está presente en el detector de nivel superior (es decir, si está presente gas) , la pinza permanece abierta (paso 430) , y el detector de nivel superior continua detectando la presencia de líquido o gas (paso 440) . Si está presente líquido en el detector de nivel superior (es decir, si el gas no está presente) , entonces la pinza cierra (paso 460) . El líquido continua fluyendo dentro de la cámara de recolección de gas (paso 410) y el ciclo se repite.

Aunque la figura 4 describe la detección de si está presente el líquido en el detector de nivel superior en el paso 440, el detector de nivel superior puede detectar la presencia de líquido o gas al inicio. Sin embargo, el sistema y el método no necesitan considerar la presencia o ausencia de gas o líquido en el detector de nivel superior hasta que la pinza se haya abierto.

Aunque los pasos 420 y 440 describen la detección si está presente líquido en los detectores de nivel, es equivalente detectar si está presente gas en los detectores de nivel. En este caso, se invierte la colocación relativa de las respuestas "Si" y "No" a la pregunta. En otras palabras, si está presente el gas en el detector de nivel inferior, (paso 420) , entonces la pinza se abre (430) , y si el gas no está presente, entonces la pinza permanece cerrada (paso 410) . Similarmente, si está presente gas en el detector de nivel superior (paso 440) , entonces la pinza permanece abierta (paso 430) , y si el gas no está presente, entonces la pinza se cierra (paso 460) .

Dispositivo para Controlar el Diferencial de Presión Otra modalidad es un dispositivo y el método de control del diferencial de presión a través de una membrana semipermanente al proporcionar contrapresión a la membrana semipermeable (es decir, en la dirección opuesta a la dirección aplicada por el flujo del gas que sale del sistema) . De esta forma, el actual dispositivo y el método puede prologar el tiempo de vida de la membrana semipermeable así como también proporcionar un medio para controlar activamente el nivel del líquido, tal como sangre y /o solución salina, en la cámara de venteo de gas.

La figura 5 es una ilustración esquemática de la conectividad del dispositivo de venteo activo y el método 500. La cámara de recolección de gas 530 recolecta el gas que se ha liberado del líquido que entra de la cámara de recolección de gas 530 por medio de la entrada 510 y que sale vía la salida 520. Los sensores de presión 511 y 521 pueden monitorear la presión de entrada y de salida. En un típico inicio de la hemodiálisis , el líquido es sangre 505 y solución salina 515 que cumple con una interface 522. La cámara de recolección de gas 530 también puede tener un detector de nivel inferior 540 y un detector de nivel superior 560, como se describe anteriormente. Como se ilustra en la figura 5, el detector de nivel superior 560 se coloca para percibir gas o líquido cerca de la parte superior de la cámara de recolección de gas 530. Como se describe previamente, los detectores de nivel (540 y 560) pueden detectar la densidad de un fluido. Por ejemplo, los detectores de nivel pueden ser detectores de nivel ultrasónicos .

Cerca de la parte superior de la cámara de recolección de gas es una membrana semipermeable 542 que sirve como una barrera entre el circuito de hemodiálisis, tal como el circuito de hemodiálisis extracorporeo 100 de la Figura 1, y el medio ambiente. La membrana semipermeable 542 puede ser una membrana hidrofóbica. Cuando la válvula 572 se abre, el gas pasa a través de la membrana semipermeable 542 y a lo largo de la trayectoria de salida 545 hacia el punto de ramificación 550. La ramificación 555 se extiende hacia un sensor de presión 561 que monitorea la presión a lo largo de la trayectoria de salida 545. El sensor de presión 561 puede referirse como el sensor de presión del lado de la máquina para distinguirlo de los sensores de presión de la línea sanguínea (p.ej., 511 y 521) . El sensor de presión del lado de la máquina 561 ordinariamente no está en contacto directamente con líquidos biopeligrosos . La trayectoria de salida se extiende a lo largo de la trayectoria 565 dentro del conector T 570, que se extiende a la atmósfera 575 vía la válvula 572 y con una bomba de gas 590 vía la trayectoria 580. Alternativamente, una fuente de gas presurizada, tal como aire o nitrógeno presurizado, puede proveerse en lugar de una bomba de gas 590.

Durante la operación de una máquina de hemodiálisis , la cámara de recolección de gas 530 comienza a llenarse crecientemente y la interface gas-líquido 562 se mueve de forma descendente. El gas sale de la cámara de recolección de gas 530 por el flujo a través de la membrana semipermeable 542 a lo largo de la trayectoria de salida 545 y 565 dentro del conector T 570. El gas se ventea a la atmósfera 575 vía la válvula 572.

En un primer y segundo modo de operación, el sensor de presión del lado de la máquina 561 y el sensor de presión de entrada 511 puede conectarse operablemente con un dispositivo de control, que se describe con respecto a las figuras 6 y 7. El dispositivo de control puede comparar la presión de entrada que se mide por el sensor de presión de entrada 511 con la presión que se mide por el sensor de presión del lado de la máquina 561. La presión a lo largo de la salida 545 puede ajustarse al controlar la fuente de gas 590 para incrementar o disminuir la presión. La presión a lo largo de la trayectoria de salida 545 también puede ajustarse al abrir o cerrar la válvula 572. De esta forma, la cantidad de presión aplicada a la parte trasera de la membrana semipermeable puede ajustarse a fin de que solo ligeramente menor que la presión aplicada en el lado de venteo del gas. Alternativamente, el sensor de presión de salida 521 pueden conectarse operablemente con un dispositivo de control, y el dispositivo de control puede comparar la presión de salida que se mide por el sensor de presión de salida 521 con la presión que se mide por el sensor de presión del lado de la máquina 561. Además, ambas presiones la de entrada y la de salida pueden medirse y compararse con el sensor de presión del lado de la máquina 561. Las típicas presiones venosas o arteriales son de 13.332 KPa a 66.661 KPa (100 mmHg a 500 mmHg) , o más típicamente 13.332 KPa a 26.664 KPa (100 mmHg a 200 mmHg) .

La figura 6 ilustra un algoritmo de control de un primer modo de operación de un sistema de venteo activo, tal como se ilustra en la figura 5. La presión de entrada y la presión a lo largo de la trayectoria de salida se detectó (pasos 610 y 620) . Alternativamente, la presión de salida puede detectarse en lugar de la presión de entrada, o la presión de salida puede detectarse además de la presión de entrada. Puede invertirse la secuencia de los pasos 610 y 620, tal que la presión a lo largo de la trayectoria de salida se detectó antes que se detecte la presión de entrada. Alternativamente, los pasos 610 y 620 pueden combinarse en un solo paso que se desarrolla simultáneamente. Después, el dispositivo de control compara la presión de entrada o salida con la presión de la trayectoria de salida (paso 630) . Si la presión de entrada o salida excede la presión de la trayectoria de salida por una cantidad predeterminada, después se incrementa la cantidad de presión suministrada con la trayectoria de salida (p.ej., por una bomba de gas o fuente de gas presurizado) . Si la presión de entrada o salida es demasiado cercana a la presión de la trayectoria de salida (es decir, dentro de una segunda cantidad predeterminada) , después la cantidad de la presión suministrada a la trayectoria de salida se disminuye (paso 640) . La primera y segunda cantidades predeterminadas puede seleccionarse por un operador de una máquina de hemodiálisis .

La figura 7 ilustra un algoritmo de control para un segundo modo de operación de un sistema de venteo activo, tal como se ilustra en la figura 5. Se detecta la presión de entrada y la presión a lo largo de la trayectoria de salida (pasos 710 y 720) . Alternativamente, puede detectarse la presión de salida en lugar de la presión de entrada, o puede detectarse la presión de salida además de la presión de entrada. La secuencia de los pasos 710 y 720 pueden invertirse, tal que se detecta la presión a lo largo de la trayectoria de salida antes que se detecte la presión de entrada. Alternativamente, los pasos 710 y 720 pueden combinarse dentro de un solo paso que se desarrol la simultáneamente. Después, el dispositivo de control compara la presión de entrada o salida con la presión de la trayectoria de salida (paso 730) . Si la presión de entrada o salida excede la presión de la trayectoria de salida por una cantidad predeterminada, después la válvula 572 puede abrir la conexión con la atmósfera 575. Si la presión de entrada o salida es muy cercana a la presión de la trayectoria de salida (es decir, dentro una segunda cantidad predeterminada) , después la válvula 572 puede cerrar la conexión con la atmósfera 575 (paso 640) . La primera y segunda cantidades predeterminadas pueden seleccionarse por un operador de una máquina de hemodiálisis . La válvula 572 que abre y cierra la conexión con la atmósfera 575 no necesita cerrarse o abrirse completamente, pero puede abrirse y cerrarse parcialmente con relación a la diferencia entre la presión de entrada que excede la presión de la trayectoria de salida.

En un tercer modo de operación, el detector de nivel inferior 540 y el detector de nivel superior 560 pueden detectar la presencia de un líquido o un gas, como se describe anteriormente. Cuando el detector de nivel inferior detecta la presencia de un gas, puede mandarse una señal a un dispositivo de control, que se describe con respecto a la figura 8. El dispositivo de control puede mandar una señal para abrir y cerrar la válvula 572 que controla la conexión con la atmósfera 575. Por ejemplo, el dispositivo de control puede abrir la válvula 572 cuando el detector de nivel inferior 540 detecta gas y cierra la válvula 572 cuando el detector de nivel superior 560 detecta líquido.

La figura 8 ilustra un algoritmo de control para un tercer modo de operación de un sistema de venteo activo, tal como se ilustra en la figura 5. Al inicio, la conexión de válvula con la atmósfera se cierra (paso 810) . Si el líquido está presente en el detector de nivel inferior, la válvula permanece cerrada (paso 820) . Si el líquido no está presente en el detector de nivel inferior, la conexión de la válvula con la atmósfera se abre (paso 830). Entonces, si está presente el líquido en el detector de nivel superior (paso 840) , la válvula se cierra (paso 810) . Si el líquido no está presente en el detector de nivel superior (paso 840) , después se abre la conexión de la válvula con la atmósfera (paso 830) .

El dispositivo para controlar el diferencial de presión puede servir para reducir el diferencial de presión a través de la membrana semipermeable 542, que puede reducir el daño a la membrana causado por el excesivo diferencial de presión a través de la membrana. En la experiencia del inventor, la membrana semipermeable puede ser frágil y puede tender a fugar líquido, particularmente con el transcurso de una operación de duración prolongada (p.ej., 24 a 72 horas) . Al reducir o prevenir la incidencia de los rasgados, tirones, roturas, u otras fugas en la membrana 542, puede incrementarse el tiempo de vida operativo de la membrana, por medio de esto se reducen los costos de operación y mejora la facilidad de la operación en una instalación clínica u hogar. La mejor conflabilidad proporcionada por el sistema de venteo activo y el método puede reducir la cantidad de la intervención del operador requerido durante un típico procedimiento de hemodiálisis .

Aunque esta invención se ha mostrado particularmente y se describe con referencia a las modalidades de ejemplificación de esto, se entenderá por una persona con experiencia en la técnica que pueden hacerse varios cambios en la forma y detalle sin alejarse de la perspectiva de la invención abarcada por las reivindicaciones anexas.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Dispositivo para controlar el diferencial de presión a través de una membrana semipermeable que sella una trayectoria de salida desde la cámara de venteo de gas, caracterizado porque comprende: a) un primer sensor de presión que detecta la presión a lo largo de la trayectoria de salida de la cámara de venteo del gas; b) una válvula conectada operablemente con una fuente de gas, la trayectoria de salida desde la cámara de recolección de gas, y la atmósfera; y c) un dispositivo de control conectado con el primer sensor de presión y la válvula; donde el dispositivo de control puede variar la presión proporcionada por la fuente de gas presurizada a fin de variar la cantidad de contrapresión aplicada a través de la membrana semipermeable .

2. Dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque una bomba de gas proporciona la fuente de gas .

3. Dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el gas presurizado proporciona la fuente de gas .

4. Dispositivo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el gas presurizado es aire.

5. Dispositivo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el gas presurizado es nitrógeno.

6. Dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además incluye un segundo sensor de presión que detecta una presión de entrada o salida.

7. Dispositivo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque compara la presión medida por al primer sensor y el segundo sensor de presión y controla la fuente de gas a fin de que la cantidad de presión a lo largo de la trayectoria de salida es menor que la presión medida por el segundo sensor de presión.

8. Dispositivo de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la presión detectada por el segundo sensor de presión es aproximadamente 13.332 KPa a 26.664 KPa (100 mmHg a 200 mmHg) .

9. Dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque además incluye un detector de nivel inferior localizado en cualquiera la cámara de recolección de gas o la cámara de venteo de gas, y un detector de nivel superior localizado en cualquiera la cámara de recolección de gas o la cámara de venteo de gas, en donde el detector de nivel inferior se localiza debajo del detector de nivel superior, y en donde los detectores de nivel inferior y superior son capaces de detectar gas o líquido.

10. Dispositivo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque abre la conexión de la válvula a la atmósfera cuando el detector de nivel inferior detecta gas y cierra la conexión de la válvula a la atmósfera cuando el detector de nivel superior detecta líquido.

11. Dispositivo para controlar el diferencial de presión a través de una membrana semipermeable sellando una trayectoria de salida de una cámara de venteo de gas que recibe líquido que libera gas, caracterizado porque comprende : a) una fuente de gas para aplicar presión al lado de la trayectoria de salida de la membrana semipermeable; b) una válvula conectada operablemente con la fuente de gas, la trayectoria de salida y la atmósfera; c) un primer sensor de presión que detecta la presión a lo largo del lado de la trayectoria de salida; d) un segundo sensor de presión que detecta la presión en la cámara de venteo de gas; y e) un medio de control conectado con el primer y segundo sensores de presión y la válvula; donde el medio de control puede variar la fuente de gas a fin de variar la cantidad de contrapresión aplicada a través de la membrana semipermeable.

12. Circuito de hemodiálisis extracorpóreo, caracterizado porque comprende: a) tubería arterial para recibir la sangre sin filtrar de un paciente; b) tubería venosa para proporcionar sangre filtrada a un paciente; y c) un dispositivo de diálisis y un dispositivo para controlar el diferencial de presión de conformidad con la reivindicación 1, localizado dentro del circuito de hemodiálisis extracorpóreo a fin de que la sangre fluya desde el paciente, a través de la tubería arterial, a través del dispositivo de diálisis, a través del dispositivo de venteo de gas de conformidad con la reivindicación 1, y dentro de la tubería venosa.