APARATO DE INFUSIÓN PARA MANÓMETRO
Antecedentes de la Invención Campo de la Invención Esta invención se refiere a manómetros para la infusión de fluido y más particularmente a un manómetro para medir la presión hidrodinámica de fluidos administrados parenteralmente a un paciente. Descripción dß la Técnica Relacionada La infusión intravenosa de fluidos en un paciente es un procedimiento de rutina hospitalario. Típicamente el aparto de infusión intravenosa consiste de una sonda permanente que se conecta a través de tubería hacia una fuente de fluido tal como una botella de vidrio o bolsa de plástico elevada. Debido a la resistencia del catéter y de la tubería del catéter y la contrapresión del paciente algunas veces es necesario suministrar una fuente de presión tal como una bomba eléctrica de fluido, tal como la bomba Harvard o un manguito de presión por bombeo. El manguito de presión se coloca sobre la bolsa de plástico que contiene el fluido y se infla. De esta manera el fluido de infusión puede suministrarse a una presión particular que es consistente con la tasa de flujo deseada para el fluido de infusión. En algunas situaciones es importante proporcionar
una tasa de flujo cuidadosamente controlada del fluido de infusión. Por ejemplo, la adecuada administración de algunos tipos de medicamentos puede requerir tasas de flujo cuidadosamente controladas a través de largos periodos de tiempo. Ya que la tasa de flujo es dependiente de la presión hidrodinámica de la infusión del fluido, las presiones del fluido deben monitorearse de manera continua. En el pasado, un problema asociado con la administración parenteral de fluidos a un paciente ha sido medir la presión hidrodinámica del fluido que se infunde en el paciente. Típicamente se ha asumido que la presión ejercida por el manguito de presión sobre la bolsa de la fuente del fluido es la misma que la presión ejercida sobre el fluido en su punto de infusión en el paciente. El nivel de presión en el manguito de presión se lee directamente a partir de un calibre que se asocia con el manguito de presión. Sin embargo, en la práctica, la presión hidrodinámica del fluido que se infunde en el paciente no es la misma que la presión hidrostática medida en el manguito de presión. La resistencia del sistema de tubería y el catéter y la contrapresión del paciente todo afecta la presión hidrodinámica del fluido que se infunde en el paciente . Para eliminar estas inexactitudes, se han desarrollado manómetros hidrostáticos que pueden colocarse
directamente en la línea de tubería y que pueden operar para interrumpir temporalmente el flujo del fluido a fin de que puedan tomarse periódicamente las mediciones de la presión hidrostática. Ver, por ejemplo, la Patente de E.U. No . 3,807,389 de Miller et al. Aunque estos tipos de manómetros en línea proporcionan lecturas de presión algo exactas del fluido de infusión, no permiten el monitoreo continuo de las presiones hidrodinámicas. Ya que en lugar de que midan la presión hidrostática, tales monómetros requieren la interrupción periódica del flujo del fluido, tal como mediante una válvula, para obtener una lectura de presión. Esto es inconveniente en algunas situaciones y puede aún ser peligroso si el nivel de presión requerido cae o se eleva significativamente entre las lecturas dando como resultado una sobre o baja infusión. Un manómetro hidrodinámico en línea para medir las presiones de infusión se describe en la Patente de E.U. ?o. 4,282,881 de Todd et al. Este manómetro utiliza una cámara cerrada de medición de presión que contiene un volumen no expansible de aire, el cual se encuentra en comunicación con un pasaje a través del cual el fluido, cuya presión se va a medir, fluye. Existen varios problemas con este diseño de manómetro. Primero, solamente existe una cámara cerrada de
medición de presión, por lo que todo el aparato es más bien grande a fin de adaptar una cámara de medición de presión lo suficientemente grande para medir un rango dado de presiones. Por ejemplo, el manómetro, como se ilustra en la Figura 1 de la Patente de E.U. No. 4,282,881, es suficientemente grande para requerir soporte sobre un pedestal . Segundo, tradicionalmente existen varias marcas en el alojamiento del manómetro, como se muestra en la Figura 2 de la Patente de E.U. No . 4,282,881, que corresponden a varias lecturas de presión hidrodinámica del fluido que fluye a través del pasaje. De nuevo, esto da como resultado la necesidad de una cámara de medición de presión relativamente grande y de este modo un aparato de manómetro relativamente grande. Además, debido a que la presión de las infusiones intravenosas es típicamente baja, desde aproximadamente 6 psi en la fuente de fluido hasta aproximadamente 0.3 psi en la vena del paciente, el personal clínico generalmente no tiene cuidado acerca de eso, ni necesitan conocer, las presiones hidrodinámicas absolutas durante la infusión intravenosa ("IV") del fluido. Lo que es clínicamente importante es si y cuando la infusión se encuentra en uno de tres estados: 1) fluyendo relativamente libre; 2) obstruido por un bloqueo distal (i.e., corriente abajo desde el manómetro, típicamente en el sitio de inserción del catéter IV en la vena del paciente) ; 3) no fluir del todo, ya sea debido a que la
infusión IV se detuvo o existe una obstrucción proximal (i.e., aguas arriba a partir del manómetro, típicamente cerrado a la fuente del fluido y/o dentro de la tubería IV asociada) . De este modo, la escala del manómetro tradicional con un amplio ordenamiento de marcas de presión absoluta es en general, clínicamente innecesaria. Sumario de la Invención A partir de lo anterior, debe apreciarse que lo que se necesita es un manómetro en línea que pueda utilizarse para monitorear de manera continua la presión hidrodinámica de fluidos que se administran parenteralmente a un paciente y que a) sea pequeño y de peso ligero suficiente para suspenderse convenientemente a partir de la tubería del catéter sin necesidad de soporte externo; b) que no tenga partes movibles y sea desechable; c) que tenga al menos una cámara cerrada adicional dentro del manómetro, la cual se encuentre en continuidad con una cámara principal de medición de presión, a fin de reducir el tamaño total del dispositivo; y d) tener solamente dos o tres marcas de presión de referencia en un alojamiento transparente para indicar los tres estados del flujo de infusión clínicamente relevantes descritos anteriormente. Tal invención se ilustra y describe en la presente. El manómetro de la presente invención proporciona indicación en línea directa, continua de la presión
hidrodinámica o flujo de un fluido administrado parenteralmente. El manómetro tiene un pasaje que permite el flujo continuo del fluido a través del mismo. El manómetro también consiste de una cámara de medición de presión. Un extremo de la cámara de medición de presión se encuentra en comunicación fluida con el pasaje abierto y el otro extremo de la cámara de medición de presión se comunica con un espacio de aire cerrado. El fluido que fluye a través del pasaje entrará a la cámara de presión y se elevará a un nivel que sea dependiente de la presión del fluido que fluye a través del pasaje abierto. Las marcas se colocan en el manómetro por lo que la presión hidrodinámica del fluido que fluye a través del pasaje abierto puede fácilmente determinarse con referencia al nivel del fluido en la cámara de medición de presión, proporcionando así una indicación del flujo a través del pasaje. En una forma preferida de la invención, el pasaje de flujo es más grande que el que proporciona la tasa de flujo deseada. Más bien se coloca una válvula reductora que tiene un orificio muy pequeño a través de la misma en el pasaje aguas arriba y aguas abajo de la entrada a la cámara de medición de presión. Las válvulas reductoras proporcionan una caída de presión conocida y una tasa de flujo conocida. Esto asegura una lectura de presión exacta, aún cuando la presión aguas abajo se cierra a la atmósfera y también
proporciona la tasa de flujo deseada. Estos y otros objetivos y características de la presente invención se volverán más completamente aparentes a partir de la siguiente descripción y reivindicaciones anexas tomadas en conjunto con los dibujos acompañantes. Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 es una ilustración del aparato de manómetro en uso con administración parenteral del fluido a un paciente. La Figura 2 es una vista elevacional frontal del manómetro de la Figura 1. La Figura 3 es una vista posterior del manómetro mostrado en la Figura 2. La Figura 4 es una vista del extremo de entrada del manómetro de la Figura 2. La Figura 5 es una vista del extremo de salida del manómetro de la Figura 2. La Figura 6 es una vista en planta del manómetro de la Figura 2. La Figura 7 es una vista de abajo arriba del manómetro de la Figura 2. La Figura 8 es una vista elevacional frontal de otra modalidad del manómetro de la invención, ilustrando una cámara curva que ahorra espacio. La Figura 9 ilustra una modificación de los
manómetros de las Figuras 1 y 8. Descripción Detallada de la Modalidad Preferida La Figura 1 ilustra un manómetro^ 1 en uso durante la administración parenteral del fluido, e.g., infusión intravenosa. El fluido fluye, por ejemplo, desde la fuente de infusión parenteral del paciente tal como una botella o bolsa 5 intravenosa, a través de la tubería 3 intravenosa ("IV") y a través del manómetro 1, hacia el cuerpo 7 del paciente. Refiriéndose a las Figuras 2 a 7, el manómetro 1 incluye un alojamiento 2, una entrada de fluido 4 y una salida de fluido 6 conectada mediante un pasaje 8 a través del cual el fluido fluye hacia el paciente . Una cámara o conducto 10 de medición de presión tubular se encuentra en comunicación fluida con el pasaje 8 adyacente a la salida 6 y se extiende generalmente perpendicular al pasaje 8. El extremo distal 11 de la cámara 10 se encuentra cerrado y define un volumen no expandible. También se encuentra presente una cámara tubular 12 que permite ahorrar espacio o conducto de extremo cerrado, que se encuentra en comunicación al aire con la cámara 10 de medición de presión en el extremo proximal 13 de la cámara 12 que permite ahorrar espacio. En la modalidad mostrada, la cámara 12 se extiende generalmente lejos de la cámara 10, algo paralela al pasaje 8. Esto proporciona una instalación compacta.
El fluido fluye desde la fuente de infusión 5, hacia la entrada de fluido 4, a través del pasaje 8 y fuera de la salida de fluido 6 y hacia el cuerpo 7 del paciente. Ya que la cámara 10 de medición de presión se encuentra en comunicación fluida con el pasaje 8, de tal forma que la presión hidrodinámica del fluido dentro del pasaje 8 se traslada hacia la cámara 10 de medición de presión. Las marcas o indicaciones 14 se proporcionan en el alojamiento 2 del manómetro 1, lo cual permite que la presión ejercida sobre el fluido que fluye a través del pasaje se lea directamente desde el nivel del fluido en la cámara de medición de presión. En la modalidad mostrada, varias marcas 14 se encuentran presentes en el alojamiento 2. Estas incluyen una marca 20 "0", la cual indica que no se encuentra fluido que fluya a través del pasaje; una marca 18 rectangular, la cual indica que el fluido fluye a través del pasaje 8; y una marca 16 "X", la cual indica que la presión del fluido dentro de la cámara de medición de presión es alta, más probablemente debido a que existe una obstrucción para que fluya el fluido localizado aguas abajo del pasaje 8. Considerando que en los sistemas de manómetro hidrodinámicos anteriores, la cámara de medición de presión necesita ser relativamente grande, i.e., grande en sus dimensiones del eje grande, a fin de medir la presión del fluido que fluye en el paciente, en la presente invención, la
cámara 10 de medición,- de presión puede ser relativamente pequeña debido a la presencia de la cámara 12 que permite ahorrar espacio. En ciertas modalidades, el ángulo Y (mostrado en la Figura 2) formado entre los ejes grandes de la cámara 10 de medición de presión y la cámara 12 que permite ahorrar espacio es preferentemente de aproximadamente 90° , de manera que la cámara 12 se extiende aproximadamente paralela al pasaje 8, por lo tanto minimiza el tamaño del alojamiento 2. Una función de la cámara que permite ahorrar espacio es reducir la longitud de los ejes grandes de la cámara 10 de medición de presión. La cámara 12 que permite ahorrar espacio realiza este objetivo al permitir la comunicación de aire con la cámara 10 de medición de presión, de tal forma que el volumen combinado de aire dentro de la cámara 10 de medición de presión y de la cámara 12 que permite ahorrar espacio es suficiente, a través de la compresión y expansión, para permitir la detección exacta de los estados de flujo dentro del pasaje 8. Esto es, que la longitud de la cámara 10 por sí misma no es suficiente para atrapar un volumen de aire para cambios de presión indicados adecuadamente . Existen tres estados de flujo clínicamente importantes que se detectan por el sistema actual: 1) el fluido en el pasaje 8 fluye relativamente libre; 2) el flujo
a través del pasaje 8 se obstruye mediante un bloqueo distal (i.e., aguas abajo a partir del manómetro, típicamente en el sitio de inserción del catéter IV en la vena del paciente) ; o 3) el fluido no fluye del todo a través del pasaje 8 o fluye a tasas de flujo insubstanciales, ya sea debido a que la infusión IV se desconecta o existe una obstrucción proximal (i.e., aguas arriba a partir del manómetro, típicamente cerrado para la fuente del fluido y/o dentro de la tubería IV asociada) . La detección de los estados de flujo dentro del pasaje 8 es dependiente de la presión del fluido que se encuentra dentro del pasaje 8. A medida que se eleva la presión de fluido dentro del pasaje se eleva una columna de fluido dentro de la cámara 10 de medición de presión a un nivel que depende de la presión del fluido que fluye a través del pasaje 8. El estado de flujo del fluido dentro del pasaje 8 puede desde por lo tanto, determinarse por un examinador, típicamente una enfermera u otro cuidador, al verificar donde el borde anterior o parte superior de la columna del fluido dentro de la cámara 10 de medición de presión se encuentra en comparación a ciertas marcas de referencia que se asocian con y se encuentran presentes a lo largo de la cámara 10 de medición de presión. Como se ve a partir de los dibujos, el alojamiento 2 tiene una configuración rectangular, delgada, plana.
Preferentemente se hace de plástico transparente adecuado que es relativamente económico, de manera que es bastante práctica como un artículo desechable. El manómetro 1 es pequeño y de peso ligero y por lo tanto se une fácilmente a la tubería 3 de infusión sin ningún soporte separado, apretando la tubería 3 o incomodando al paciente. En una forma prototipo del manómetro 1, el alojamiento 2 es solo de aproximadamente 3 centímetros de largo y aproximadamente 2 centímetros de ancho. Esto coloca a la línea central más grande del alojamiento 2 solo a aproximadamente 1 centímetro de la tubería 3 de la Figura 1, minimizando así la carga del momento dinámico de torsión en la tubería 3. En grosor, el alojamiento 2 es aproximadamente el mismo al del diámetro externo de la tubería 3 conectada al alojamiento 2, como se ve en las Figuras 4, 6 y 7. Esto es de aproximadamente 0.4 centímetros . A través del uso de la cámara 12 que permite ahorrar espacio, la cámara 10 de medición de presión puede disminuir significativamente en longitud a lo largo de sus ejes grandes en relación a los dispositivos utilizados en la técnica anterior. En ciertas modalidades, la cámara 10 de medición de presión es de menos de 3.0 centímetros de longitud a lo largo de sus ejes grandes como se midió desde el pasaje 8 hacia el extremo distal 11 de la cámara 10 de medición de presión. En estas modalidades, la cámara 10 de
medición de presión es menor de 2 centímetros en su longitud, siendo el prototipo solamente de aproximadamente 1.5 centímetros a lo largo de sus ejes grandes. En la instalación mostrada, la cámara 12 que permite ahorrar espacio es un poco menor del doble de largo que la cámara 10 de medición de presión. Como se ilustra en la Figura 8, en otra modalidad, la cámara 12 que permite ahorrar espacio es curva, asemejando un arco o bobina parcial, el cual se encuentra en comunicación al aire con la cámara 10 de medición de presión en el extremo proximal 13 de la cámara 12 que permite ahorrar espacio. Como se ve, el extremo 13 se extiende lejos de la cámara 12 a un ángulo Y de aproximadamente 90° y su extremo distal se curva hacia el pasaje 8 y después regresa por sí mismo hacia la cámara 10, dado vuelta de este modo a aproximadamente 180°. Este diseño de configuración en arco o bobina es para permitir ahorrar espacio, a medida que permite la reducción del tamaño total del alojamiento 2, mientras que proporciona la longitud necesaria para las cámaras. También ilustradas en la Figura 8 se encuentran varias marcas 14 en el alojamiento 2 como en la Figura 2. Estas marcas 14 consisten de una marca 20 "0" la cual indica que no se encuentra fluido fluyendo a través del pasaje; una marca 18 rectangular, la cual indica que el fluido fluye a través del pasaje 8; y una marca 16 "X" la cual indica que
existe una obstrucción para el flujo del fluido localizado aguas abajo desde el pasaje 8. Aunque que las instalaciones anteriores funcionarán como se describió, puede ser deseable mayor exactitud de la tasa de flujo e indicaciones de presión, particularmente con tasas de flujo bajas. Por ejemplo, la diferencia en la presión en la entrada hacia el espacio 10 y en la vena del paciente depende de la resistencia para fluir en la tubería entre el espacio 10 y el paciente. Aunque esto es una resistencia fija, para la tubería seleccionada, puede utilizarse tubería de varios tamaños y varias longitudes y materiales. También, aunque la presión venosa sea bastante baja, esta varía. Por lo tanto, ambas de estas variables afectarían el nivel del líquido alcanzado dentro del espacio 10. Con tasas de flujo bajas, es necesario calcular cuidadosamente la resistencia para fluir en el pasaje 8. En lugar de calcular las características del cuerpo de manómetro plástico para obtener la tasa de flujo deseada, la Figura 9 ilustra una modificación de las instalaciones anteriores que proporciona las tasas de flujo respecto a la exactitud deseada y mayor exactitud de las indicaciones de la presión por el manómetro. Como se muestra, una válvula reductora 30 se coloca en el pasaje 8 aguas arriba de la entrada hacia el espacio 10 y una válvula reductora 32 similar se coloca en el
pasaje 8 aguas abajo dé la entrada del espacio 10. Cada una de estas válvulas reductoras comprende un tubo de vidrio 34 y un sello anular 36 circundante, elaborado preferentemente de hule de silicio. El tubo de vidrio 34 tiene un diámetro interno muy pequeño, tal como en el rango de .001 hasta .004 pulgadas. En una versión de producción del -dispositivo, el diámetro se encuentra en el rango de .001 hasta .002 pulgadas. El OD de ese dispositivo _es de aproximadamente .050 pulgadas. La longitud del tubo de vidrio se selecciona para proporcionar una caída de presión deseada a través de cada una de las válvulas reductoras y una tasa de flujo deseada. Con el diámetro del pasaje 8 siendo así relativamente grande para el orificio en la válvula reductora, la resistencia a disminuir aguas abajo a partir de la válvula reductora 32 es muy baja, esencialmente atmosférica . En una versión de producción del dispositivo, la longitud de las válvulas reductoras se seleccionó de aproximadamente .3 pulgadas. Suponiendo que la presión de entrada en el manómetro es de aproximadamente 6 psi, la válvula reductora 30 se seleccionó para crear una caída de presión de aproximadamente 3 psi. Esa presión aplicada hacia el espacio 10 dará como resultado el movimiento del fluido en el pasaje 10 manteniendo un nivel en el rango deseado entre el indicador 0 y el X. Una caída de presión similar de
aproximadamente 3 psi se crea por la válvula reductora 32 aguas abajo y la combinación de las dos válvulas reductoras creará la tasa de flujo deseada para el dispositivo. Debido a que la presión aguas abajo de la válvula reductora 32 es esencialmente atmosférica y debido a la diferencia de tamaño entre el orificio en la válvula reductora 32 y el diámetro del pasaje 8, la válvula reductora 32 es necesaria a fin de obtener una lectura adecuada del manómetro cuando el flujo se encuentra a una tasa satisfactoria. Es decir, si no hay válvula reductora aguas abajo, el indicador podría ser cero. De manera similar, si hay una válvula reductora 32 aguas abajo pero no hay la válvula reductora 30 aguas arriba, la presión indicada en el manómetro podría cerrarse a la presión en la fuente del fluido. De este modo, existiría poca o ninguna diferencia entre un flujo normal y un bloqueo del flujo aguas abajo de la válvula reductora aguas abajo. Debe reconocerse que las especificaciones de la caída de presión y las tasas de flujo necesitarían determinarse para cada situación. Aunque la presente invención se ha descrito en términos de ciertas modalidades, otras modalidades de esta invención serán aparentes para aquellos expertos en la técnica en vista de la descripción en la presente. De acuerdo a esto, el alcance de la presente invención no intenta limitarse | por lo anterior, sino más bien por
referencia a las reivin?icaeiones anexas .