ES2266479T3

ES2266479T3 - Sistema para enriquecer un fluido corporal con gas.

Info

Publication number: ES2266479T3
Application number: ES02719289T
Authority: ES
Inventors: Derek J. Daw; William R. Patterson; Stephen E. Myrick; Jeffrey L. Creech; Jr. Vincent Divino; Gregory P. Watson; Paul J. Zalesky
Original assignee: Therox Inc
Current assignee: Therox Inc
Priority date: 2001-03-20
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2022-03-19
Also published as: WO2002074364A3; US6582387B2; DE60214352D1; US20040019319A1; JP2004524106A; JP4156376B2; US20020138034A1; EP1372759A2; WO2002074364A2; ATE337808T1; US6974435B2; EP1372759B1; DE60214352T2

Abstract

Un sistema para enriquecer un fluido corporal con un gas, comprendiendo el sistema: un sistema de bomba (24) destinado a transmitir un fluido corporal desde un paciente; un dispositivo enriquecedor con gas acoplado operativamente al sistema de bomba (24) para recibir el fluido corporal, combinando el dispositivo enriquecedor con gas el fluido corporal con un gas para formar un fluido corporal enriquecido con gas; un detector de burbujas (74) dispuesto para detectar burbujas en el fluido corporal enriquecido con gas; y un controlador (28) destinado a controlar el sistema de bomba (24) y el dispositivo enriquecedor con gas automáticamente, caracterizado porque el dispositivo enriquecedor con gas comprende un cartucho desechable destinado a ser colocado en un recinto (26) y que comprende un alojamiento (16); un dispositivo de enriquecimiento dispuesto en el alojamiento (16) para formar un fluido fisiológico enriquecido con gas; un dispositivo de mezclado dispuesto en el alojamiento (16) para mezclar el fluido fisiológico enriquecido con gas con el fluido corporal para formar el fluido corporal enriquecido con gas; un dispositivo de alimentación de fluido dispuesto en el alojamiento (16) para alimentar un fluido fisiológico al dispositivo de enriquecimiento; y un conjunto de válvulas dispuesto en el alojamiento (16), teniendo el conjunto de válvulas, válvulas para controlar la circulación de fluido fisiológico entre el dispositivo de alimentación de fluido y el dispositivo de enriquecimiento para controlar la circulación del fluido fisiológico enriquecido con gas entre el dispositivo de enriquecimiento y el dispositivo de mezclado.

Description

Sistema para enriquecer un fluido corporal con gas.

Antecedentes del invento 1. Campo del invento

El presente invento se refiere en general a fluidos enriquecidos con gas y, más particularmente, a un sistema que enriquece un fluido corporal con un gas.

2. Antecedentes de la técnica relacionada

Esta sección está destinada a introducir al lector a distintos aspectos de la técnica que puede estar relacionada con distintos aspectos del presente invento que son descritos y/o reivindicados a continuación. Esta descripción se cree que es útil para proporcionar al lector información antecedente para facilitar una mejor comprensión de los distintos aspectos del presente invento. Consiguientemente, debe comprenderse que estas indicaciones han de ser leídas con este objetivo, y no, como admisiones de técnica anterior.

Los fluidos enriquecidos con gas son usados en una amplia variedad de aplicaciones médicas, comerciales, e industriales. Dependiendo de la aplicación, un tipo particular de fluido es enriquecido con un tipo particular de gas para producir un fluido enriquecido con gas que tiene propiedades que son superiores a las propiedades bien del gas o bien del fluido solos para la aplicación dada. Las técnicas para entregar fluidos enriquecidos con gas varían también dramáticamente, dependiendo de nuevo del tipo particular de aplicación para el que el fluido enriquecido con gas ha de ser usado.

Existen muchas aplicaciones comerciales e industriales. Como ejemplo, las bebidas pueden ser purificadas con la adición de oxígeno y carbonatadas con la adición de dióxido de carbono. Otro ejemplo, la purificación de agua residual es mejorada por la adición de oxígeno para facilitar la degradación biológica aeróbica. Aún como otro ejemplo, en extintores de incendios, un gas inerte, tal como nitrógeno, dióxido de carbono, o argón, puede ser disuelto en agua u otro fluido adecuado para producir un fluido enriquecido con gas que se expande al impactar para extinguir un incendio.

Mientras las aplicaciones comerciales e industriales de fluidos enriquecidos con gas son relativamente bien conocidas, los fluidos enriquecidos con gas continúan haciendo incursiones en la industria del cuidado de la salud. Terapias de oxigeno, por ejemplo, están resultando más populares en muchas áreas. Una extensa variedad de tratamientos que implican oxígeno, ozono, H_{2}O_{2} y otros suplementos de oxígeno activo han ganado partidarios entre virtualmente todas las especialidades médicas. Las terapias de oxigeno han sido utilizadas en el tratamiento de distintas enfermedades, incluyendo cáncer, SIDA, y Alzheimer. La terapia de ozono, por ejemplo, ha sido usada para tratar a varios millones de personas en Europa para una variedad de condiciones médicas que incluyen eczema, gangrena, cáncer, apoplejía, hepatitis, herpes, y SIDA. Tales terapias de ozono han resultado populares en Europa debido a que tienden a acelerar el metabolismo de oxigeno y a estimular la liberación de oxígeno en la corriente
sanguínea.

El oxígeno es un nutriente crucial para las células humanas. Produce energía para la actividad de la célula saludable y actúa directamente contra tóxicos extraños en el cuerpo. Además, el daño de la célula puede resultar de depravación de oxigeno incluso durante períodos breves de tiempo, y tal daño de la célula puede conducir a disfunciones o fallos de órganos. Por ejemplo, las víctimas de ataques al corazón y apoplejía experimentan obstrucciones o divergencia en el flujo de sangre que impiden que el oxígeno de la sangre sea entregado a las células de tejidos vitales. Sin oxígeno, estos tejidos se deterioran progresivamente, y en casos severos, puede producirse la muerte del fallo completo del órgano. Sin embargo, incluso casos menos severos pueden implicar hospitalizaciones costosas, tratamientos especializados, y rehabilitación a largo plazo.

Los niveles de oxígeno en sangre pueden ser descritos en términos de la concentración de oxigeno que puede ser alcanzada en una solución saturada a una presión parcial dada de oxigeno (pO_{2}). Típicamente para sangre arterial, los niveles de oxígeno normal, es decir, normoxia o normoxemia, oscilan desde 90 a 110 mm de Hg. La sangre hipoxémica, es decir la hipoxemia, es sangre arterial con un pO_{2} menor de 90 mm de Hg. Sangre hiperoxémica, es decir hiperoxemia o hiperoxia, es sangre arterial con un pO_{2} mayor de 400 mm de Hg, pero menor de 760 mm de Hg. La sangre hiperbárica es sangre arterial con un pO_{2} mayor de 760 mm de Hg. La sangre venosa, por otro lado, tiene típicamente un nivel de pO_{2} menor de 90 mm de Hg. En el adulto medio, por ejemplo, los niveles de oxígeno de sangre venosa normal oscilan generalmente desde 40 mm de Hg a 70 mm de Hg.

Los niveles de oxígeno en sangre pueden también ser descritos en términos de niveles de saturación de hemoglobina. Para sangre arterial normal, la saturación de hemoglobina es de aproximadamente el 97% y sólo varía cuando aumentan los niveles de pO_{2}. Para sangre venosa normal, la saturación de hemoglobina es de aproximadamente el 75%. Además, la hemoglobina es normalmente el componente que transporta el oxigeno primario en la sangre. Sin embargo, la transferencia de oxígeno tiene lugar desde la hemoglobina, a través del plasma sanguíneo, y a los tejidos corporales. Por ello, el plasma es capaz de transportar una cantidad sustancial de oxigeno, aunque normalmente no lo hace. Así, las técnicas para aumentar los niveles de oxígeno en sangre mejoran fundamentalmente los niveles de oxígeno del plasma, no la hemoglobina.

Las técnicas para aumentar el nivel de oxígeno en sangre no son desconocidas. Por ejemplo, los submarinistas navales o aficionados por diversión están familiarizados con tratamientos de cámara hiperbárica usados para combatir el aeroembolismo, aunque la medicina hiperbárica es relativamente poco común para la mayoría de la gente. Como la hemoglobina está relativamente saturada con oxigeno, los tratamientos de cámara hiperbárica intentan oxigenar el plasma. Tal hiperoxigenación se cree que vigoriza los glóbulos blancos del cuerpo, que son las células que luchan contra la infección. Los tratamientos de oxígeno hiperbáricos pueden también ser proporcionados a pacientes que sufren de daños por radiación. Los daños por radiación ocurren usualmente en conexión con tratamientos para el cáncer, en los que la radiación es usada para matar el tumor. Desgraciadamente, hoy día, los tratamientos de radiación dañan también los tejidos saludables circundantes. El cuerpo se mantiene saludable por sí mismo manteniendo un flujo constante de oxigeno entre células, pero los tratamientos por radiación pueden interrumpir este flujo de oxígeno. Consiguientemente, la hiperoxigenación puede estimular el crecimiento de nuevas células, permitiendo así que el cuerpo se cure a sí mismo.

Los tratamientos por radiación no son el único tipo de terapia médica que puede privar a las células de oxígeno. En pacientes que sufren infarto de miocardio agudo, por ejemplo si el miocardio es privado de niveles adecuados de sangre oxigenada durante un período prolongado de tiempo, puede producirse un daño irreversible al corazón. Cuando el infarto es manifestado en un ataque al corazón, las arterias coronarias fallan para proporcionar un flujo de sangre adecuado al músculo del corazón. El tratamiento para el infarto de miocardio agudo o isquemia miocárdica implica a menudo la realización de angioplastia o colocación de prótesis endovascular o "stents" de vasos para comprimir, extirpar, o tratar de otro modo las oclusiones dentro de las paredes de los vasos sanguíneos. En un procedimiento de angioplastia, por ejemplo, se sitúa un globo en el vaso y se infla durante un corto periodo de tiempo para aumentar el tamaño del interior del vaso. Cuando el globo es desinflado, el interior del vaso, con optimismo, retendrá la mayor parte o la totalidad de este aumento de tamaño para permitir un flujo de sangre incrementado.

Sin embargo, incluso con el tratamiento satisfactorio de vasos sanguíneos ocluidos, puede aún existir un riesgo de lesión de tejido. Durante la angioplastia coronaria transluminal percutánea (PTCA), el tiempo de inflado del globo está limitado por la tolerancia del paciente a la isquemia provocada por el bloqueo temporal del flujo de sangre a través del vaso durante el inflado del globo. La isquemia es un estado en el que la necesidad de oxigeno excede al suministro de oxígeno, y el estado puede conducir a daño celular o necrosis. Pueden también producirse daños por nueva perfusión, por ejemplo, debido a un lento reflujo coronario o a la inexistencia de reflujo que sigue a la angioplastia. Además, para algunos pacientes, los procedimientos de angioplastia no son una opción atractiva para el tratamiento de bloqueos de vasos sanguíneos. Tales pacientes están típicamente en riesgo aumentado de isquemia por razones tales como una pobre función ventricular izquierda, tipo de lesión y localización, o la cantidad de miocardio en riesgo. Las opciones de tratamiento para tales pacientes incluyen típicamente más procedimientos invasores, tales como cirugía de by pass coronaria.

Para reducir el riesgo de lesión del tejido que puede estar asociado con tratamientos de infarto de miocardio agudo e isquemia miocárdica, es deseable usualmente entregar sangre oxigenada o fluidos enriquecidos con oxígeno a los tejidos en riesgo. El daño al tejido es minimizado o impedido por la difusión del oxigeno disuelto desde la sangre al tejido. Así, en algunos casos, el tratamiento de infarto de miocardio agudo y de la isquemia miocárdica incluye perfusión de sangre oxigenada o fluidos enriquecidos con oxígeno. El término "perfusión" se deriva del verbo francés "perfuse" que significa "verter sobre o a través de". En este contexto, sin embargo, la perfusión se refiere a distintas técnicas en las que al menos una parte de la sangre del paciente es desviada a un circuito de circulación extracorpórea, es decir, un circuito que proporciona circulación de sangre fuera del cuerpo del paciente. Típicamente, el circuito extracorpóreo incluye un órgano artificial que reemplaza la función de un órgano interno antes de entregar la sangre de nuevo al paciente. Actualmente, hay muchos órganos artificiales que pueden ser colocados en un circuito extracorpóreo para sustituir a órganos del paciente. La lista de órganos artificiales incluye corazones artificiales (bombas de sangre), pulmones artificiales (oxigenadores), riñones artificiales (hemodiálisis), e hígados artificiales.

Durante el PTCA, por ejemplo, el tiempo tolerable de inflado del globo puede ser aumentado por la introducción concurrente de sangre oxigenada a la arteria coronaria del paciente. Los niveles de oxígeno en sangre incrementados pueden también provocar la hipercontractilidad en el tejido cardíaco ventricular izquierdo perfusionado normalmente para aumentar el flujo de sangre aún más a través de los vasos coronarios tratados. La infusión de sangre oxigenada o fluidos enriquecidos con oxígeno puede también ser continuada después de la conclusión del PTCA u otros procedimientos, tales como cirugía, para acelerar la inversión de isquemia y para facilitar la recuperación de la función del miocardio.

Los métodos tradicionales para la entrega de sangre oxigenada o fluidos enriquecidos con oxígeno a tejidos implican el uso de oxigenadores de sangre. Tales procedimientos implican generalmente extracción de sangre de un paciente, hacer circular la sangre a través de un oxigenador para aumentar la concentración de oxígeno en sangre, y a continuación entregar la sangre de nuevo al paciente. Hay inconvenientes, sin embargo, para el uso de oxigenadores tradicionales en un circuito extracorpóreo. Tales sistemas son típicamente costosos, complejos, y difíciles de hacer funcionar. A menudo, se requiere un perfusionista cualificado para preparar y vigilar el sistema. Un perfusionista es un experto profesional de la salud específicamente entrenado y educado para cooperar como un miembro de un equipo quirúrgico responsable para la selección, ajuste, y funcionamiento de un circuito de circulación extracorpórea. El perfusionista es responsable de hacer funcionar la máquina durante la cirugía, vigilar estrechamente el proceso circulatorio alterado, tomar la acción correctiva apropiada cuando se presenten situaciones anormales, y mantener tanto al cirujano como al anestesista totalmente informados. Además del funcionamiento del circuito extracorpóreo durante la cirugía, los perfusionistas a menudo actúan en misiones de soporte para otras especialidades médicas para ayudar a la conservación de sangre y productos de la sangre durante la cirugía y para proporcionar soporte a largo plazo para la circulación del paciente fuera del entorno del quirófano o sala de operaciones. Debido a que no hay actualmente técnicas disponibles para hacer funcionar y vigilar un circuito extracorpóreo automáticamente, la presencia de un perfusionista cualificado, y el coste asociado con ello, es típicamente requerido.

Los circuitos extracorpóreos convencionales exhiben también otros inconvenientes. Por ejemplo, los circuitos extracorpóreos tienen típicamente un volumen de cebado relativamente grande. El volumen de cebado es típicamente el volumen de sangre contenido dentro del circuito extracorpóreo, es decir, el volumen total de sangre que está fuera del cuerpo del paciente en cualquier instante dado. Por ejemplo, no es infrecuente que el circuito extracorpóreo contenga uno o dos litros de sangre para un paciente adulto típico. Tales volúmenes de cebado grandes son indeseables por muchas razones. Por ejemplo, en algunos casos puede ser necesaria una transfusión de sangre para compensar la pérdida de sangre temporalmente al circuito extracorpóreo debido a su volumen de cebado grande. También, deben ser usados a menudo calentadores para mantener la temperatura de la sangre a un nivel aceptable cuando se desplaza a través del circuito extracorpóreo. Además, los circuitos extracorpóreos tradicionales son relativamente difíciles de encender y apagar. Por ejemplo, si el circuito extracorpóreo es apagado, grandes cantidades de sangre estancada en el circuito podrían coagularse.

Además de los inconvenientes antes mencionados, en circuitos extracorpóreos que incluyen oxigenadores de sangre tradicionales, hay un riesgo relativamente elevado de reacción inflamatoria de la célula y coagulación de sangre debido a caudales de sangre relativamente lentos y a la gran área de contacto de sangre de los oxigenadores. Por ejemplo, un área de contacto de sangre de aproximadamente uno a dos metros cuadrados y flujos con una velocidad de aproximadamente 3 cm/segundo no son infrecuentes con sistemas de oxigenadores tradicionales. Así, la terapia de anticoagulación relativamente agresiva, tal como heparinización, es normalmente requerida como una adición para usar el oxigenador.

Finalmente, quizás una de las mayores desventajas para usar sistemas de oxigenación de sangre tradicionales se refiere a la presión parcial máxima de oxígeno (pO_{2}) que puede ser impartida a la sangre. Los sistemas de oxigenación de sangre tradicionales pueden preparar sangre enriquecida con oxígeno que tiene una presión parcial de oxígeno de aproximadamente 500 mm de Hg. Así, sangre con niveles de pO_{2} próximos o superiores a 760 mm de Hg, es decir, sangre hiperbárica, no puede ser conseguida con oxigenadores tradicionales.

Es deseable entregar fluido enriquecido con gas a un paciente de manera que impida o minimice la nucleación y formación de burbujas durante la infusión al paciente. La máxima concentración de gas alcanzable en un líquido es gobernada corrientemente en por la ley de Henry. A temperatura ambiente, la solubilidad relativamente baja de muchos gases, tales como oxígeno, nitrógeno, dentro de un líquido, tal como agua, produce una baja concentración del gas en el líquido. Sin embargo, tales bajas concentraciones no son típicamente adecuadas para tratar pacientes como se ha descrito antes. En su lugar, es ventajoso usar una concentración de gas dentro de un líquido que excede ampliamente de su solubilidad a temperatura ambiente. La compresión de una mezcla de gas y líquido a una elevada presión puede ser usada para conseguir una elevada concentración de gas disuelto de acuerdo con la ley de Henry, pero la alteración de un líquido saturado con gas o sobresaturado con gas por intentos de inyectarlo en un entorno a presión ambiente desde un depósito de alta presión da como resultado corrientemente en el inicio de cavitación en o cerca del puerto de salida. La rápida evolución de las burbujas producidas en el puerto de salida evacua mucho gas del liquido, de manera que un elevado grado de sobresaturación del gas ya no existe en el líquido a presión ambiente fuera del vaso sanguíneo a presión elevada. Además, la presencia de burbujas en el efluente genera turbulencia e impide el flujo del efluente más allá del puerto de salida. Además, la coalescencia de las burbujas de gas en los vasos sanguíneos puede entender a obstruir los vasos sanguíneos y dar como resultado en una embolia local gaseosa que provoca una disminución en la circulación local, hipoxemia arterial, e hipoxia sistémica.

En terapias de fluido enriquecido con gas, tal como terapias de oxígeno que implican el uso de sangre hiperóxica o hiperbárica, son utilizadas técnicas de entrega para impedir o minimizar la formación de núcleos de cavitación de manera que clínicamente no se forman burbujas significativas dentro de vasos sanguíneos del paciente. Sin embargo, debe comprenderse que cualesquiera burbujas que son producidas tienden a ser muy pequeñas en tamaño, de manera que un perfusionista tendría típicamente dificultad para detectar la formación de burbujas sin la ayuda de un dispositivo de detección de burbujas. Desgraciadamente, los detectores de burbujas conocidos no son efectivos para detectar burbujas en un circuito extracorpóreo para la preparación y entrega de sangre hiperóxica o hiperbárica. Este problema resulta del hecho que el tamaño y la velocidad de algunas burbujas están más allá de la resolución de los detectores de burbuja conocidos. Por ello, las microburbujas (burbujas con diámetros de aproximadamente 50 micras a aproximadamente 1000 micras) y algunas macroburbujas (burbujas con diámetros mayores de 1000 micras) pueden escapar a la detección.

A partir del documento WO 99/08733 es conocido un sistema y método para aumentar la concentración de gas en sangre, en el que la sangre es mezclada con una solución sobresaturada de oxígeno para generar sangre hiperoxémica que ha de ser infundida al paciente. El sistema extracorpóreo comprende un tubo a través del que es hecha circular la sangre del paciente, una bomba de sangre para extraer sangre y entregar sangre al paciente, al menos un canal para entregar fluido sobresaturado en oxígeno a la sangre hipoxémica o normoxémica del paciente, sangre hiperoxémica es por ello producida. La sangre hiperoxémica es a continuación devuelta a una vena central, corazón derecho o arteria del paciente con la bomba de sangre aproximadamente a la misma velocidad de entrega de volumen que la velocidad de extracción de volumen en sangre.

A partir del documento US 5.618.441A es conocida una máquina de diálisis, que usa un único microcontrolador para realizar tanto las funciones del sistema de seguridad como las funciones del sistema de control. Está provisto un cartucho al que una bomba de sangre exterior extrae sangre de una cámara arterial.

Breve descripción de los dibujos

Las anteriores y otras ventajas del invento resultarán evidentes de la lectura de la descripción detallada siguiente y con referencia a los dibujos en los que:

La fig. 1 ilustra una vista en perspectiva de un sistema ejemplar para producir fluido enriquecido con gas;

La fig. 2 ilustra un diagrama de bloques del sistema de la fig. 1;

La fig. 3 ilustra un diagrama de bloques del enlace anfitrión/usuario usado en el sistema de la fig. 1;

La fig. 4 ilustra una presentación ejemplar;

La fig. 5 ilustra un diagrama de bloques de un sistema de bomba de sangre usado en el sistema de la fig. 1;

La fig. 6 ilustra un sistema de bloqueo interno usado en el sistema de la fig. 1;

La fig. 7 ilustra una vista superior de un dispositivo de oxigenación usado en el sistema de la fig. 1;

La fig. 8 ilustra una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 8-8 en la fig. 7;

La fig. 9 ilustra una vista inferior del dispositivo de oxigenación usado en el sistema de la fig. 1;

La fig. 10 ilustra una vista detallada de una válvula de comprobación ilustrada en la fig. 8;

La fig. 11 ilustra una vista detallada de un conjunto de pistón ilustrado en la fig. 8;

La fig. 12 ilustra una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 12-12 de la fig. 8;

La fig. 13 ilustra una vista detallada de un conjunto de válvula ilustrado en la fig. 8;

La fig. 14 ilustra una vista en sección transversal del conjunto de válvula tomada a lo largo de la línea 14-14 de la fig. 13;

La fig. 15 ilustra una vista detallada de un tubo capilar ilustrado en la fig. 8;

La fig. 16 ilustra una vista detallada de una válvula de ventilación ilustrada en la fig. 8;

La fig. 17 ilustra una vista despiezada ordenadamente del cartucho y del recinto del cartucho;

La fig. 18 ilustra una vista frontal del receptáculo del cartucho del recinto del cartucho ilustrado en la fig. 1;

La fig. 19 ilustra una vista en sección transversal del recinto del cartucho tomada a lo largo de la línea 19-19 en la fig. 18;

La fig. 20 ilustra la vista frontal de un pestillo o cerrojo de puerta sobre la puerta del recinto del cartucho;

La fig. 21 ilustra una vista en sección transversal del pestillo de la puerta tomada a lo largo de la línea 21-21 en la fig. 20;

La fig. 22 ilustra otra vista en sección transversal del pestillo de la puerta;

La fig. 23 ilustra una vista detallada del pestillo de la puerta de la fig. 19;

La fig. 24 ilustra una vista sección transversal del pestillo de la puerta que incluye un mecanismo de bloqueo;

La fig. 25 ilustra una vista en sección transversal del mecanismo de bloqueo de la fig. 24 cuando el pestillo está siendo cerrado;

La fig. 26 ilustra una vista en sección transversal del mecanismo de bloqueo después de que el pestillo haya sido cerrado;

La fig. 27 ilustra una vista inferior del recinto del cartucho;

La fig. 28 ilustra una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 28-28 en la fig. 27 de un dispositivo de accionamiento de válvula en una posición extendida;

La fig. 29 ilustra una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 28-28 en la fig. 27 de un dispositivo de accionamiento de válvula en una posición retraída;

La fig. 30 ilustra una vista superior del recinto del cartucho;

La fig. 31 ilustra una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 31-31 de la fig. 30 de un dispositivo de accionamiento de válvula en su posición extendida;

La fig. 32 ilustra una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 31-31 de la fig. 30 de un dispositivo de accionamiento de válvula en su posición retraída;

La fig. 33 ilustra una vista en sección transversal del recinto de cartucho tomada a lo largo de la línea 33-33 de la fig. 18;

La fig. 34 ilustra una vista detallada de un sensor ultrasónico ilustrado en la fig. 33;

La fig. 35 ilustra una vista detallada de un sensor ultrasónico ilustrado en la fig. 33;

La fig. 36 ilustra una vista superior del recinto de cartucho que incluye conexiones de gas;

La fig. 37 ilustra una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 37-37 de la fig. 36;

La fig. 38 ilustra una vista detallada de la vista en sección transversal de la fig. 37 de una conexión de gas en una posición no asentada;

La fig. 39 ilustra una vista detallada de la vista en sección transversal de la fig. 37 de una conexión de gas en una posición asentada;

La fig. 40 ilustra una vista en sección transversal parcial de un mecanismo de accionamiento;

Las figs. 41A y B ilustran una vista despiezada ordenadamente del mecanismo de accionamiento ilustrado en la fig. 40;

La fig. 42 ilustra una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 42-42 de la fig. 40;

La fig. 43 ilustra una vista detallada de la celda de carga ilustrada en la fig. 42;

La fig. 44 ilustra una vista despiezada de un conjunto sensor del mecanismo de accionamiento;

La fig. 45 ilustra una vista en sección transversal parcial superior del conjunto de accionamiento;

La fig. 46 ilustra una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 46-46 de la fig. 45;

La fig. 47 ilustra una vista detallada de una parte del conjunto sensor ilustrada en la fig. 46;

La fig. 48 ilustra un sensor ejemplar para su uso en el conjunto sensor en la fig. 44;

La fig. 49 ilustra un diagrama de estado que representa la operación básica del sistema ilustrado en la fig. 1;

La fig. 50 ilustra un diagrama de bloques de un controlador de sistema;

La fig. 51 ilustra un diagrama de bloques de un detector de burbuja;

La fig. 52 ilustra una señal ejemplar transmitida por el detector de burbujas;

La fig. 53 ilustra una señal ejemplar recibida por el detector de burbujas;

La fig. 54 ilustra un sensor de burbujas acoplado al tubo de retorno;

La fig. 55 ilustra una vista en sección transversal del tubo de retorno de la fig. 54;

La fig. 56 ilustra un diagrama esquemático de un sistema usado para evaluar detectores de burbuja tales como el detector de burbuja del presente sistema;

La fig. 57 ilustra una vista lateral en alzado de un tubo ejemplar capilar;

La fig. 58 ilustra una vista lateral del tubo capilar de la fig. 57 posicionado dentro de un dispositivo de conexión que incide en un flujo de material;

La fig. 59 ilustra un diagrama esquemático de un sistema alternativo usado para evaluar detectores de burbuja, en los que el sistema incluye un amortiguador de impulsos;

La fig. 60 ilustra un vista detallada de un amplificador de impulsos, y

La fig. 61 ilustra la salida de un procesador de señal digital que indica los diámetros de burbujas detectados por el detector de burbujas.

Descripción de las realizaciones específicas

A continuación se describirán una o más realizaciones específicas del presente invento. En un esfuerzo para proporcionar una descripción concisa de estas realizaciones, no han sido descritas todas las características de una puesta en práctica real en la memoria. Debe apreciarse que en el desarrollo de cualquier puesta en práctica real, como en cualquier proyecto de ingeniería o de diseño, deben tomarse numerosas decisiones de puestas en práctica específicas para conseguir los objetivos específicos de los que los desarrollan, tales como el cumplimiento con las solicitaciones relacionadas con el sistema y relacionadas con el negocio, que pueden variar de una puesta en práctica a otra. Además, debe apreciarse que tal esfuerzo de desarrollo podría ser complejo y consumir tiempo, pero sin embargo sería una empresa rutinaria de diseño, fabricación, y producción para los expertos corrientes que tienen el beneficio de esta descripción.

Descripción de Sistema

Volviendo ahora a los dibujos, y con referencia inicialmente a la fig. 1, un sistema para preparar y entregar fluido enriquecido con gas está ilustrado y designado por un número de referencia 10. Aunque el sistema 10 puede ser usado para preparar un número de diferentes tipos de fluidos enriquecidos con gas, en este ejemplo particular, el sistema 10 prepara sangre enriquecida con oxígeno. Como se describirá detalladamente aquí, el sistema 10 está destinado a extraer sangre de un paciente, combinar la sangre con un fluido fisiológico sobresaturado en oxígeno, y entregar la sangre enriquecida con oxígeno de nuevo al paciente.

Debido a que el sistema 10 puede ser usado durante procedimientos quirúrgicos, está típicamente dimensionado para ser colocado dentro de un entorno de quirófano normal. Aunque el sistema 10 puede configurarse como un dispositivo estacionario o un dispositivo dentro de un quirófano, es a menudo deseable para distintos dispositivos quirúrgicos que sea móvil. Consiguientemente, en este ejemplo, el sistema 10 está ilustrado acoplado a una base rodante 12 a través de un pedestal 14. Aunque alguno de los componentes eléctricos y/o mecánicos del sistema 10 pueden estar alojados en la base 12 o el pedestal 14, estos componentes estarán colocados, más típicamente, dentro de un alojamiento 16. Para facilitar el posicionamiento del sistema 10, una empuñadura 18 puede estar acoplada al alojamiento 16 para dirigir el movimiento del sistema 10, y un pedal 20 puede ser acoplado a la base 12 para subir y bajar el alojamiento 16 sobre el pedestal 14 (a través de un mecanismo de cremallera y piñón que no se ha mostrado, por ejemplo).

El alojamiento 16 puede incluir una cubierta, tal como una puerta abisagrada 22, para proteger algunos componentes del sistema 10 que están posicionados en situaciones externas al alojamiento 16. Los componentes que están típicamente situados en el exterior del alojamiento 16 pueden incluir una bomba de sangre 24, un recinto de cartucho 26, así como distintos dispositivos de control 28. Elementos externos adicionales pueden incluir un panel de enlace de usuario 30 y una pantalla de presentación 32.

Con referencia ahora a la fig. 2, se ha ilustrado un diagrama de bloques que representa diferentes componentes del sistema 10. Un tubo de extracción apropiado 34, tal como una cánula, catéter o funda de introductor, es insertado en un vaso sanguíneo 36 de un paciente 38. La sangre es extraída del paciente 38 a través del tubo de extracción 34 usando el sistema de bomba de sangre 24. Específicamente, el sistema de bomba de sangre 24 incluye una bomba 40, tal como una bomba peristáltica. Como la bomba peristáltica 40 produce mecánicamente ondas de contracción a lo largo del tubo flexible 34, el fluido dentro del tubo 34 es bombeado en la dirección de la flecha 42. Como se describirá detalladamente a continuación, el sistema 24 de bomba de sangre incluye un caudalímetro 46 que recibe realimentación desde una sonda de flujo 48. La sonda de flujo 48 está acoplada a tubo 50 de retorno del paciente, tal como una cánula o catéter. Con esta realimentación, el sistema de 24 de bomba de sangre puede funcionar como un circuito extracorpóreo automático que puede ajustar las r.p.m., de la bomba peristáltica 40 para mantener el flujo de sangre deseado.

El tubo de extracción 34 y/o el tubo de retorno 50 pueden tener catéteres sub-selectivos. La construcción del tubo de retorno 50 puede ser de particular importancia a la vista del hecho de que el fluido corporal enriquecido con gas puede ser saturado con gas o sobresaturado con gas sobre al menos una parte de la longitud del tubo de retorno 50. Por ello, el tubo de retorno 50, en particular, está diseñado típicamente para reducir o eliminar la creación de núcleos de cavitación que pueden causar que una parte del gas se salga de solución. Por ejemplo, puede seleccionarse la relación longitud-diámetro interno del catéter para crear una caída de presión relativamente baja desde el dispositivo de oxigenación 54 al paciente 38. Típicamente, el catéter está dimensionado para ajustarse dentro de un catéter de guía francés 6. Materiales tales como polietileno, PEBAX (polieteramida), o silicona, por ejemplo, pueden ser usados en la construcción del catéter. También, el lúmen o luz del catéter debe estar relativamente libre de transiciones que pueden causar la creación de núcleos de cavitación. Por ejemplo, una abertura uniforme que tiene transiciones de polímero no fundido trabaja típicamente bien.

La sangre es bombeada a través del tubo de extracción 34 en la dirección de la flecha 52 a un dispositivo de oxigenación 54. Aunque diferentes tipos de dispositivos de oxigenación pueden ser adecuados para oxigenar la sangre del paciente antes de su retorno, el dispositivo de oxigenación 54 en el sistema 10 prepara ventajosamente un fluido fisiológico sobresaturado en oxígeno y lo combina con la sangre para enriquecer la sangre con oxígeno. También, el dispositivo de oxigenación 54 es ventajosamente estéril, retirable, y desechable, de modo que después de que se haya completado el procedimiento en el paciente 38, el dispositivo de oxigenación 54 puede ser retirado y vuelto a colocar con otro dispositivo de oxigenación 54 para el siguiente paciente.

Ventajas del dispositivo de oxigenación 54 serán descritas en mayor detalle a continuación. Sin embargo, para los propósitos de la descripción de la fig. 2, es suficiente en este punto comprender que el fluido fisiológico, tal como solución salina, es entregada a partir de una alimentación adecuada 56, tal como una bolsa IV, a una primera cámara 58 del dispositivo de oxigenación 54 bajo el control de un controlador de sistema 55. Un gas adecuado, tal como oxígeno, es entregado desde una alimentación 60, tal como un depósito, a una segunda cámara 62 del dispositivo de oxigenación 54. Hablando en general, el fluido fisiológico desde la primera cámara 58 es bombeado a la segunda cámara 62 y atomizado para crear una solución fisiológica sobresatura en oxígeno. Esta solución fisiológica supersaturada en oxígeno es a continuación entregada a una tercera cámara 64 del dispositivo de oxigenación 54 junto con la sangre desde el paciente 38. Cuando la sangre del paciente se mezcla con la solución fisiológica sobresaturada en oxígeno, se crea sangre enriquecida con oxígeno. Esta sangre enriquecida con oxígeno es tomada de la tercera cámara 64 del dispositivo de oxigenación 54 por el tubo de retorno 50.

Un enlace anfitrión/usuario 66 del sistema 10 vigila tanto la presión en el tubo de extracción 34 mediante un sensor de presión de extracción 68 como la presión en el tubo de retorno 50 mediante un sensor de presión de retorno 70. Como se ha ilustrado en la fig. 6, los extremos del tubo de extracción 34 y el tubo de retorno 50 que se acoplan al tubo de oxigenación 54 son conectados en un conectador en Y 71 en este ejemplo. El conectador en Y 71 incluye el sensor de presión de extracción 68 y el sensor de presión de retorno 70, que están operativamente acoplados al enlace anfitrión/usuario 66 a través de un conectador eléctrico 73. El enlace anfitrión/usuario 66 puede entregar estas lecturas de presión a la pantalla de presentación 32 de tal forma que un usuario pueda vigilar las presiones y ajustarlas si lo desea. El enlace anfitrión/usuario 66 también recibe una señal desde un sensor de nivel 72 que vigila el nivel de fluido dentro de la cámara de mezclado 64 del dispositivo de oxigenación 54 para asegurar que la solución fisiológica sobresaturada en oxígeno se está mezclando con la sangre del paciente con poca formación de burbujas o sin ninguna.

El sistema 10 incluye ventajosamente además un detector de burbujas adecuado 74. El detector de burbujas 74 incluye un sensor de burbujas adecuado 76 posicionado en el tubo de retorno 50 para detectar burbujas cuando pasan a través del tubo de retorno 50 al paciente 38. De nuevo, como se ha descrito en mayor detalle a continuación, el detector de burbujas 74 recibe las señales desde el sensor de burbujas 76 y procesa la información considerando la naturaleza de cualesquiera burbujas que se puedan estar desplazando en la sangre enriquecida con oxígeno que va de nuevo al paciente 38. En esta realización, el detector de burbujas 74 proporciona esta información al enlace anfitrión/usuario 66 de modo que la información relativa a burbujas en el efluente pueda ser proporcionada al usuario a través de la pantalla de presentación 32. El detector de burbujas 74 puede también controlar o detener el sistema 10 en ciertas circunstancias como se ha descrito en detalle a continuación.

El sistema 10 también incluye un sistema de interbloqueo 44. El sistema de interbloqueo 44 comunica con muchos de los componentes del sistema 10 por distintas razones. El sistema de interbloqueo 44 vigila los distintos componentes para asegurar que el sistema 10 está funcionando dentro de ciertos límites preestablecidos. Por ejemplo, el sistema de interbloqueo 44 recibe información relativa a las presiones de extracción y de retorno a partir de los sensores de presión 68 y 70, información relativa al nivel de fluido en la cámara de mezclado 64 desde el sensor de nivel 72, e información relativa al número y/o tamaño de las burbujas desde el detector de burbujas 74, así como otra información relativa a los estados de funcionamiento de los distintos componentes. Basándose en esta información, el sistema de interbloqueo 44 puede detener el sistema 10 si comienza a funcionar fuera de los límites preestablecidos. Por ejemplo, el sistema de interbloqueo 44 puede aplicar pinzas 78 y 80 al tubo de extracción 34 y al tubo de retorno 50, respectivamente, así como inhabilitar el sistema de bomba de sangre 24 y el controlador de sistema 55 que controla el dispositivo de oxigenación 54. Aunque el sistema de interbloqueo 44 funciona típicamente de esta forma automática, puede preverse un interruptor de seguridad 82 de modo que un usuario pueda iniciar una detención del sistema 10 en la misma forma incluso si el sistema 10 está funcionando dentro de sus límites prescritos.

El sistema 10 tiene un volumen de cebado bajo con relación a circuitos extracorpóreos tradicionales, típicamente del orden de 25 a 100 mililitros. Así, no se usa un calentador típicamente con el sistema 10. Sin embargo, si es deseable controlar la temperatura de la sangre entrante en el tubo de extracción 34 o la sangre enriquecida con gas saliente en el tubo de retorno 50, un dispositivo apropiado, tal como un intercambiador de calor, puede ser acoplado operativamente a uno o a ambos tubos 34 y 50. Además, no sólo puede usarse el intercambiador de calor (no mostrado) para calentar el fluido cuando se desplaza a través del sistema 10, puede también usarse para enfriar el fluido. Puede ser deseable enfriar el fluido debido a que una hipotermia moderada, alrededor de 30ºC a 34ºC ha mostrado que reduce los daños isquémicos en los infartos de miocardio, por ejemplo.

Enlace Anfitrión/Usuario

Los diferentes detalles del sistema 10 descritos antes con referencia a las figs. 1 y 2 serán descritos con referencia a la figuras restantes. Volviendo ahora a la fig. 3, se ha ilustrado una realización ejemplar del enlace anfitrión/usuario 66. El enlace anfitrión/usuario 66 incluye un enlace de usuario 84 y un enlace de anfitrión 85. El enlace de usuario 84 puede incluir una entrada de usuario y un dispositivo de presentación, tal como una pantalla táctil 86. Como se ha ilustrado en la fig. 4, la pantalla táctil 86 puede incluir "botones" 87 que inician ciertas operaciones cuando un usuario los toca. La pantalla táctil 86 puede también incluir información tal como alarmas/mensajes 88, indicadores de estado 89, información de flujo de sangre 90, y cómputo de burbujas 91.

Las entradas de usuario son manejadas por un accionador 92 de pantalla táctil, y la información presentada es manejada por el accionador 93 de presentación. El accionador de pantalla táctil 92 transmite entradas de usuario a un enlace, tal como un enlace RS-232 94. El enlace RS-232 94 puede comunicar estas entradas de usuario con otras partes del sistema 10, tales como el controlador de sistema 55, el sistema de interbloqueo 44, el sistema de bomba de sangre 24, y el detector de burbujas 74. El accionador 93 de presentación comunica con un controlador de demostración 95, que también está acoplado al enlace RS-232 94 a través de una línea de transmisión o bus 96. El controlador de demostración 95 recibe información actualizada desde otras partes distintas del sistema 10, y usa esta información para actualizar la presentación 86.

El enlace de anfitrión 85 puede también incluir otras capacidades distintas. Por ejemplo, el enlace de anfitrión 85 puede incluir una tarjeta de sonido 97 para accionar los altavoces 98 en el enlace de usuario 84. Además, un adaptador de red 99 puede permitir que el enlace de anfitrión 85 comunique con una red externa, tal como una LAN en el hospital o una red remota para proporcionar actualizaciones para el sistema 10, por ejemplo, la Internet. Finalmente, el enlace de anfitrión 85 puede incluir un dispositivo analógico y/o digital I/O 101, que en este ejemplo transmite y recibe ciertas señales tales como una señal de habilitación, una señal de "petición de parada", una señal de presión de extracción, y una señal de presión de retorno.

Sistema de Bomba de Sangre y Sistema de Interbloqueo

Muchos de los componentes descritos más abajo, mientras son particularmente útiles en el sistema ejemplar 10, pueden ser muy útiles en otros tipos de sistemas también. Por ejemplo, el sistema de bomba de sangre 24 descrito en detalle con referencia a la fig. 5 puede ser usado no sólo en el contexto del sistema 10, sino también en otros tipos de sistemas de perfusión, tales como máquinas cardio-pulmonares tradicionales y otros tipos de otros circuitos extracorpóreos. Como se ha descrito previamente, el sistema de bomba de sangre 24 utiliza una bomba adecuada 40, tal como una bomba peristáltica, para extraer sangre del paciente 38 a través de un tubo de extracción 34. El sistema de bomba de sangre 24 incluye además un caudalímetro 46, tal como un caudalímetro transónico, que comunica con un transductor de flujo 48 mediante tuberías 100 y 102. La realimentación desde el transductor 48 permite al sistema de bomba de sangre 24 mantener el caudal deseado. El caudal deseado puede ser introducido por un usuario, tal como un perfusionista o una enfermera, mediante el panel de control 30. En este ejemplo, el panel de control 30 incluye una indicación del caudal de sangre corriente en mililitros por minuto, así como un botón de "aumento" 104 y un botón de "disminución" 106 que permite a un usuario ajustar el caudal de sangre hacia arriba y hacia abajo, respectivamente. El panel de control 30 incluye además un botón "de cebado" 108, un botón de "inicio" 110, y un botón de "parada" 112. Además, el panel de control 30 puede ser aumentado por un interruptor de pie 114, que incluye un pedal de parada 116, que realiza la misma función que el botón de parada 112, y un pedal de inicio de cebado 118, que realiza la misma función que el botón de cebado 108 y el botón de inicio 110.

Debido a que el sistema de bomba de sangre 24 utiliza realimentación desde el transductor de flujo 48 para mantener y ajustar las r.p.m., de la bomba 40 de una forma que proporciona un caudal consistente, el sistema de bomba de sangre 24 no requiere ninguna interacción del usuario una vez que el sistema ha sido cebado y el caudal ha sido ajustado. Por ello, a diferencia de las bombas de sangre usadas en otros circuitos extracorpóreos, el sistema de bomba de sangre 24 puede ser hecho funcionar por un técnico semi-experto o una enfermera, en vez de por un perfusionista muy experto.

Para proporcionar una medida adicional de confianza con tal operación semi-experta, el sistema de bomba de sangre 24 se beneficia de ciertas características proporcionadas por el sistema de interbloqueo 44. Por ejemplo, con referencia al sistema de interbloqueo 44 ilustrado en la fig. 6 también, el sistema de interbloqueo 44 puede incluir o tener acceso a un módulo personalizado 120. El módulo personalizado 120 puede incluir una memoria 122, tal como por ejemplo una memoria sólo de lectura. La memoria 122 del módulo personalizado 120 puede incluir distinta información, tal como caudales e intervalos, así como otra información que se describirá a continuación. Por ello, para un paciente particular o para un tipo particular de paciente, el caudal deseado y/o el intervalo de caudal deseado puede ser programado en la memoria 122. Por ejemplo, en aplicaciones para infartos de miocardio agudos, el caudal puede ser de 75 mililitros por minuto, o para aplicaciones de apoplejía el caudal puede ser de 300 mililitros por minuto. En esta realización ejemplar, el módulo personalizado 120 puede estar situado en el conectador en Y 71. Debido a que la información programada en el módulo personalizado 120 puede estar relacionada a un paciente particular o a un tipo particular de paciente, y debido a que un nuevo conectador en Y 71 es típicamente usado con cada paciente, la situación del módulo personalizado 120 en el conectador en Y 71 proporciona un método efectivo de personalizar el sistema 10 con cada paciente tratado.

El sistema de interbloqueo 44 lee esta información de flujo desde la memoria 122 y la compara con el caudal entregado por el caudalímetro 46 en la tubería 124. Mientras el caudal procedente del caudalímetro 46 es mantenido en el caudal deseado o dentro del intervalo de caudal deseado programado en la memoria 122, el sistema de interbloqueo 44 continuará alimentando una señal de habilitación en la tubería 126 al sistema de bomba de sangre 24. Sin embargo, si el caudal cae fuera del intervalo deseado, debido a la intervención del operador, fallo del transductor de flujo 48, etc., el sistema de interbloqueo 44 conmutará la señal en la tubería 126 para inhabilitar al sistema de bomba de sangre 24. El sistema de interbloqueo 44 accionará además las pinzas 78 y 80 a fin de detener el sistema 10 de un modo seguro para el paciente 38.

El sistema de interbloqueo 44 incluye un circuito de acondicionamiento analógico 130 que recibe y acondiciona la señal de caudal analógica procedente del caudalímetro 46 en la tubería 124. Esta señal acondicionada es comparada con la información procedente de la memoria 122 usando comparadores y ajustes de umbral 132. Los resultados de esta comparación son entregados a un bloque lógico 134, que puede ser, por ejemplo, una disposición de puerta programable de campo (FPGA) o un dispositivo lógico programable complejo (CPLD). El bloque lógico 134 genera la señal de habilitación o inhabilitación en la tubería 126.

El circuito de acondicionamiento 130 también recibe las señales de presión analógicas procedentes del transductor de presión de extracción 68 y del transductor de presión de retorno 70. Estas presiones pueden ser vigiladas para asegurar que ni el tubo de extracción 34 ni el tubo de retorno 50 están atascados o son incapaces de otra manera de entregar fluido a una presión deseada mínima o mayor. El bloque lógico 134 compara estas presiones con el ajuste de presión mínimo, por ejemplo, -300 mm de Hg, y entrega una señal de alarma si alguna de las presiones cae por debajo del ajuste de presión mínima. Además, la presión de extracción es vigilada para asegurar que permanece mayor que un umbral de presión de extracción mínima, por ejemplo –300 mm de Hg, para asegurar que las burbujas no son extraídas fuera de la solución por la bomba de sangre 40. Aún más, la presión de retorno es vigilada para asegurarse de que no excede de una presión de retorno máxima, por ejemplo 2000 mm de Hg.

La manera en la que el sistema de interbloqueo 44 enlaza con otras partes distintas del sistema 10 se describirá a continuación cuando sea apropiado. Sin embargo, puede verse que el sistema de bomba de sangre 24 y el sistema de interbloqueo 44 proporcionan una técnica por la que la sangre puede ser extraída de un paciente a un caudal deseado y sostenible y que ninguna desviación del caudal deseado causará que el sistema se detenga de una manera que es segura para el paciente 38. En consecuencia, el uso de un perfusionista puede ser obviado en las mayoría de las circunstancias.

Dispositivo de Oxigenación

Aunque el sistema de bomba de sangre 24 puede ser usado en una variedad de sistemas diferentes, para el propósito principal de esta descripción está incorporado dentro del sistema 10. Como se ha descrito con referencia a la fig. 2 anterior, uno de sus propósitos principales es entregar sangre al dispositivo de oxigenación 54. En consecuencia, antes de describir el sistema de bomba de sangre 24 o los otros componentes adicionales, es apropiada una comprensión de la forma en la que funciona el dispositivo de oxigenación 54.

Con referencia primero a las figs. 7, 8, y 9, se ha ilustrado una realización ejemplar de un dispositivo de oxigenación 54. Como se ha mencionado con anterioridad, el dispositivo de oxigenación 54 incluye tras cámaras: una cámara de alimentación de fluido 58, una cámara de atomización 62, y una cámara de mezclado 64. Hablando en términos generales, fluido fisiológico tal como solución salina, es aspirado a la cámara de alimentación de fluido 58. El fluido fisiológico es transferido bajo presión desde la cámara de alimentación de fluido 58 a la cámara de atomización 62. En la cámara de atomización 62, el fluido fisiológico es enriquecido con un gas, tal como oxígeno, para formar un fluido fisiológico enriquecido con gas. Por ejemplo el fluido fisiológico puede ser sobresaturado con el gas. El fluido fisiológico enriquecido con gas es transferido a la cámara de mezclado 64 para ser combinado con un fluido corporal, tal como sangre. La mezcla de fluido fisiológico enriquecido con gas con el fluido corporal forma un fluido corporal enriquecido con gas. En un ejemplo, la sangre de un paciente es mezclada con una solución salina supersaturada en oxígeno y transmitida de nuevo al paciente.

Comenzando con una descripción detallada de la cámara de alimentación de fluido 58, un dispositivo de entrega apropiado, tal como un tubo 140, está acoplado a una alimentación de fluido fisiológico. En este ejemplo, el tubo 140 puede incluir una cámara de goteo 141 y está acoplado en un extremo a una bolsa IV 56. El otro extremo del tubo 140 está acoplado a una boquilla 142. La boquilla 142 forma una parte de un paso 144 de fluido que conduce a la cámara de alimentación de fluido 58. Una válvula de retención 146 está dispuesta en el paso 144 de fluido de modo que el fluido pueda entrar en la cámara 58 de fluido a través del paso 144 de fluido, pero el fluido no pueda salir a través del paso 144 de fluido.

Como se ha ilustrado por la vista detallada de la fig. 10, la válvula de retención 146 tiene un cierre hermético 148 de anillo en O que está dispuesto entre un labio en el paso 144 de fluido y la boquilla 142. Un resorte 150 carga una bola 152 a contacto con el cierre hermético 148 de anillo en O. Cuando el fluido que se mueve en la dirección de la flecha 154 supera la fuerza del resorte 150 y la presión dentro de la cámara 58 de alimentación de fluido, la bola 152 es empujada contra el resorte de 150 de modo que el fluido pueda circular a la cámara 58 de alimentación de fluido. Sin embargo, el fluido no puede circular en dirección opuesta debido a que la bola 152 cierra de modo hermético eficientemente contra el cierre hermético 148 de anillo en O.

Un conjunto de pistón 160 está dispuesto en el extremo opuesto de la cámara 58 de alimentación de fluido. El conjunto de pistón 160 incluye un manguito 162 que está dispuesto de modo fijo dentro de la cámara 58 de alimentación de fluido. Como se ha ilustrado en mayor detalle en la fig. 11, un empujador 164 está dispuesto deslizablemente dentro del manguito 162. Un capuchón o tapa 166 está dispuesto en un extremo del empujador 164. El capuchón incluye un ala o faldón 168 que tiene un diámetro exterior mayor que el diámetro interior del manguito 162 para limitar el movimiento hacia abajo del conjunto de pistón 160. Aunque el manguito 162, el empujador 164 y el capuchón 166 están ventajosamente hechos de un material relativamente rígido, tal como plástico, una pieza 170 de extremidad relativamente elástica está dispuesta sobre el capuchón 166. La pieza de extremidad 170 incluye ventajosamente miembros de cierre hermético 172 que cierran contra las paredes interiores de la cámara 58 de alimentación de
fluido.

Como se ha ilustrado por las líneas de trazos en la fig. 11, el conjunto de pistón 160 es móvil entre una primera posición (mostrada por las líneas continuas) y una segunda posición (mostrada por las líneas de trazos). Para facilitar este movimiento, un dispositivo que ha de ser descrito a continuación está acoplado al extremo libre 174 del conjunto de pistón 160. Aunque tal acoplamiento puede ocurrir de distintas maneras adecuadas, en este ejemplo, hay prevista una chaveta 176 en el extremo libre 174 del conjunto de pistón 160. La chaveta 176 incluye una parte estrecha 178 y una parte relativamente más ancha 180 de modo que se parece en algo al pomo de una puerta, permitiendo así que un dispositivo se fije sobre el conjunto de pistón 160 y lo mueva entre la primera y segunda posiciones.

Como se apreciará a partir de un estudio completo de esta descripción global, una de las ventajas principales del dispositivo 54 de oxigenación particular descrito aquí implica su esterilidad y desechabilidad. La esterilidad del conjunto de pistón 160 puede ser facilitada previendo una funda 182 de esterilidad dispuesta entre el capuchón 166 y el manguito 162. En esta realización, la funda de esterilidad 182 incluye un tubo extensible 184 que está acoplado al capuchón 166 por una fijación 186 y acoplado a la parte exterior del manguito 162 por una fijación 188. El tubo expandible 184 puede tener distintas formas, tales como un tubo de plástico que se pliega a modo de acordeón cuando el conjunto de pistón 160 está en su posición retraída (como se ha mostrado por las líneas continuas). Sin embargo, el tubo expandible 184 puede tener otras distintas formas, tales como un miembro flexible que se estira entre la posición retraída y la posición extendida del conjunto de pistón 160. Las fijaciones 186 y 188 pueden también tener distintas formas adecuadas, tales como anillos en O de caucho en este ejemplo.

Con referencia adicionalmente a la fig. 12, la cámara 58 de alimentación de fluido incluye además un segundo paso de fluido 190. Como se ha ilustrado por medio de un ejemplo específico en la presente realización, el paso de fluido 190 está acoplado a un paso de fluido 194 por un tubo 196. El paso 194 es una entrada a un conjunto de válvula 200 que controla la manera en la que el fluido procedente de la cámara 58 de alimentación de fluido es entregado a la cámara de atomización 62.

En funcionamiento, el conjunto de pistón 160 dentro de la cámara 58 de alimentación de fluido actúa como una bomba de pistón. Cuando el conjunto de pistón 160 se retrae, el fluido es aspirado a la cámara 58 desde la alimentación de fluido 56. Ningún fluido puede ser aspirado desde el paso 190 debido a que el conjunto de válvula 200 está cerrado y una válvula de retención 192 está cerrada en esta dirección. Cuando el conjunto de pistón 160 se extiende, el fluido dentro de la cámara 58 es puesto a presión, típicamente aproximadamente a 47,101 Kp/cm^{2}, y expulsado desde la cámara 58 de alimentación de fluido a través del paso de fluido 190. La salida de la cámara 58 de alimentación de fluido está acoplada a una entrada de la cámara de atomización 62 a través de un paso de fluido apropiado.

Vistas detalladas del conjunto de válvula 200 están ilustradas en las figs. 13 y 14. El conjunto de válvula 200 incluye tres válvulas: una válvula de llenado 202, una válvula de descarga 204, y una válvula de circulación 206. Aunque puede ser usada cualquier disposición de válvula adecuada y cualquier tipo de válvula, en esta realización las válvulas 202, 204, y 206 son válvulas de aguja que normalmente son cargadas en la posición cerrada como se ha mostrado. Cuando la presión dentro de la cámara de atomización 62 se eleva por encima de un cierto nivel, tal como aproximadamente 7,03 Kp/cm^{2}, las válvulas 202, 204, y 206 se moverán desde la posición cerrada a la posición abierta, suponiendo que se les permite hacerlo. En esta realización, como se describirá en mayor detalle a continuación, espigas de empuje y mecanismos de accionamiento asociados (como se ha ilustrado por las líneas de trazos en la fig. 13) mantienen las válvulas 202, 204, y 206 en las posiciones cerradas hasta que una o más de las válvulas 202, 204, y 206 ha de ser abierta.

Un gas, tal como oxígeno, es entregado a presión a la cámara de atomización 62 a través de un paso 210. Por ejemplo, el depósito 60 de oxígeno puede estar acoplado a la entrada del paso 210 para proporcionar la alimentación de oxígeno deseada. Si todas las válvulas 202, 204, y 206 están cerradas, el fluido circula desde el paso de entrada 194 a un paso 212 en el que está situada la válvula de llenado 202. Debido a que el área en sección transversal del paso 212 es mayor que el área en sección transversal de la válvula de llenado 202, el fluido circula alrededor de la válvula de llenado 202 cerrada y a un paso 214 que conduce a un atomizador 216.

El atomizador 216 incluye un paso central 218 en el que una válvula 220 de un solo sentido está dispuesta. En esta realización, la válvula 220 de un solo sentido es una válvula de retención similar a la descrita con referencia a la fig. 10. Consiguientemente, cuando la presión de fluido supera la fuerza del resorte en la válvula 220 de un solo sentido y supera la presión del gas dentro de la cámara de atomización 62, el fluido se desplaza a través del paso 218 y es expulsado desde una boquilla 222 en el extremo del atomizador 216.

La boquilla 222 forma gotitas de fluido en las que el oxígeno dentro de la cámara de atomización 62 se difunde cuando las gotitas se desplazan dentro de la cámara de atomización 62. Este fluido enriquecido con oxígeno puede ser denominado aquí como oxígeno acuoso (AO). En esta realización, la boquilla 222 forma un cono de gotitas definido por el ángulo \alpha, que es típicamente de aproximadamente 20 grados a aproximadamente 40 grados a presiones de funcionamiento normales, por ejemplo de aproximadamente 42,18 Kp/cm^{2}, dentro de la cámara de atomización 62. La boquilla 222 es una boquilla de atomización, de tipo simplex puesta a presión en torbellino que incluye un orificio de fluido de aproximadamente 0,102 mm de diámetro a aproximadamente 0,127 mm de diámetro. Debe apreciarse que las gotitas difundidas con el oxígeno caen a una cavidad en la parte inferior de la cámara de atomización 62. Como el atomizador 216 no atomizará apropiadamente si el nivel de la cavidad asciende por encima del nivel de la boquilla 222, el nivel de la cavidad es controlado para asegurarse de que el atomizador 216 continua funcionando apropiadamente.

El oxígeno es disuelto dentro del fluido atomizado a una magnitud mucho mayor que el fluido entregado a la cámara de atomización 62 en una forma no atomizada. Como se ha establecido previamente, la cámara de atomización funciona típicamente a una presión constante de aproximadamente 42,18 Kp/cm^{2}. Funcionando la cámara de atomización 62 a 42,18 Kp/cm^{2}, o a cualquier presión por encima de 14,06 Kp/cm^{2}, ventajosamente promueve la formación de gotitas más finas de la solución fisiológica procedente del atomizador 216 y una mejor eficiencia de saturación del gas en el fluido fisiológico que el funcionamiento a una presión inferior a 14,06 Kp/cm^{2}. Como se explicará en breve, el fluido sobresaturado en oxígeno formado dentro de la cámara de atomización 62 es entregado a la cámara de mezclado 64 donde es combinado con la sangre del paciente 38. Debido a que es deseable controlar la magnitud en la que la sangre del paciente es enriquecida con oxígeno y hacer funcionar el sistema 10 a un caudal de sangre constante, puede ser deseable diluir el fluido sobresaturado en oxígeno dentro de la cámara de atomización 62 para reducir su contenido en oxígeno. Cuando se desea tal dilución, la válvula de llenado 202 es abierta para proporcionar un trayecto de resistencia relativamente baja para el fluido en comparación al trayecto a través del atomizador 216. Consiguientemente, en vez de hacerle pasar a través del atomizador 216, el fluido circula a través de un paso 230 que se extiende hacia arriba a la cámara de atomización 62 a través de un tubo 232. El tubo 232 está ventajosamente inclinado algo tangencialmente con respecto a la pared cilíndrica de la cámara de atomización 62 de modo que el fluido se mezcla fácilmente con el fluido sobresaturado en oxígeno en la cavidad situada en el fondo de la cámara de atomización 62.

El conjunto de válvula 200 realiza esencialmente dos funciones adicionales. En primer lugar, con la válvula de llenado 202 y la válvula de circulación 206 cerradas, la válvula de descarga 204 puede ser abierta de modo que el fluido circule desde el paso de entrada 194, a través de los pasos 212 y 214, y a los pasos 240 y 242, el último de los cuales tiene una área en sección transversal mayor que el área en sección transversal de la válvula de circulación 206. Así, el fluido sale de un paso de salida 244 que está acoplado a un tubo capilar 246. El tubo capilar 246 termina en una extremidad 248 que se extiende hacia arriba a la cámara de mezclado 64. Como este fluido no ha sido enriquecido con gas, sirve esencialmente para descargar los pasos 242 y 244, y el tubo capilar 246 para eliminar cualesquiera contaminantes y para asegurar una circulación de fluido adecuada. En segundo lugar, con la válvula de llenado 202 y la válvula de descarga 204 cerradas, la válvula de circulación 206 puede ser abierta cuando se desee para entregar el fluido sobresaturado en gas desde la cavidad situada en el fondo de la cámara de atomización 62 a la cámara de mezclado 64.

En esta segunda circunstancia, el fluido sobresaturado en gas circula fácilmente desde la cámara de atomización 62 a través del tubo capilar 246 y a la cámara de mezclado 64 debido al hecho de que la presión dentro de la cámara de atomización 62 es relativamente elevada, por ejemplo de aproximadamente 42,18 Kp/cm^{2}, y la presión dentro de la cámara de mezclado 64 es relativamente baja, por ejemplo de aproximadamente 2,109 Kp/cm^{2}. El extremo de la extremidad capilar 248 está ventajosamente posicionado por debajo de una entrada de sangre 250 de la cámara de mezclado 64. Esta disposición espacial asegura típicamente que la sangre que circula a través del tubo de extracción 34 y a la entrada de sangre 250 se mezcla efectivamente con el fluido sobresaturado en oxígeno que circula a la cámara de mezclado 64 a través de la extremidad capilar 248. Finalmente, por la fuerza del sistema 24 de bomba de sangre, la sangre oxigenada es bombeada fuera de la cámara de mezclado 64 a través de una salida 252 al tubo de retorno 50.

Típicamente, el tubo capilar 246 y la extremidad capilar 248 son relativamente largos para asegurar que la resistencia apropiada es mantenida de manera que el oxígeno dentro del fluido sobresaturado en oxígeno permanece en solución cuando se desplaza desde la cámara de atomización 62 a la cámara de mezclado 64. Por ejemplo, el tubo capilar 246 y la extremidad 248 pueden tener del orden de 50 micras a 300 micras de longitud y del orden de 76,2 mm a 508 mm de diámetro interno. Para mantener el tamaño compacto del dispositivo de oxigenación 54, por ello, el tubo capilar 246 está enrollado alrededor de la boquilla de salida 252 de la cámara de mezclado 64, como se ha ilustrado en el dibujo detallado de la fig. 15. Para proteger el tubo capilar enrollado 246 contra daños, hay formada ventajosamente una pantalla protectora 254 a alrededor del tubo capilar enrollado 246 para crear un compartimiento 256.

Tanto la cámara de atomización 62 como la cámara de mezclado 64 incluyen válvulas de ventilación 258 y 260, respectivamente. Las válvulas de ventilación 258 y 260, como se ha ilustrado en el dibujo en detalle de la fig. 16, son válvulas de un solo sentido que permiten que la presión del gas sea evacuada del dispositivo de oxigenación 54 y a la atmósfera. En esta realización particular, las válvulas de ventilación 258 y 260 incluyen un empujador 262 que está cargado en una posición cerrada contra un cierre hermético 264 de anillo en O por un resorte 266. La fuerza de carga es ligera de modo que sólo 0,0703 o 0,1406 Kp/cm^{2} dentro de las cámaras respectivas 62 ó 64 es suficiente para mover el empujador 262 lejos del cierre hermético 264 para ventilar la cámara. Por ello como se describirá en mayor detalle a continuación, los dispositivos de accionamiento que son parte del recinto 26 de cartucho y controlados por el controlador de sistema 55 mantienen normalmente las válvulas 258 y 260 en la posición cerrada.

Antes de comenzar una descripción del resto del sistema 10, deben indicarse unos pocos puntos relativos a la oxigenación de sangre en general, y al uso del dispositivo 54 de oxigenación descrito en particular. En primer lugar, se conocen o están bajo desarrollo distintos métodos de oxigenar la sangre. Aunque una cámara de atomización proporciona un mecanismo conveniente para difundir cantidades de gas relativamente grandes en un fluido y en un periodo de tiempo relativamente corto, no es el único medio de disolver gas dentro de un fluido. Además, otros dispositivos, tales como oxigenadores de membrana, tubos burbujeadores de gas, burbujeadores, y dispositivos de oxigenación de película delgada, pueden ser usados para realizar también esta función. En segundo lugar, aunque una bomba de pistón proporciona similarmente un método compacto y eficiente de poner a presión un fluido antes de enviarlo a un oxigenador, tal como el atomizador, otros tipos de bombas o métodos de puesta a presión pueden ser también usados. En tercer lugar, aunque una cámara de mezclado proporciona un entorno compacto en el que el mezclado del fluido sobresaturado con la sangre puede ser apropiadamente vigilado y controlado, el fluido enriquecido con gas puede ser mezclado con sangre de otras maneras. Por ejemplo, el fluido sobresaturado con gas puede ser mezclado con sangre dentro de la zona de mezclado de un catéter un otro dispositivo adecuado. Por ello, aunque una bomba de pistón, atomizador, y cámara de mezclado comprenden el dispositivo de oxigenación 54 utilizado en la realización ejemplar del sistema 10, debido a ciertas ventajas percibidas, otros dispositivos pueden, hablando en general, realizar estas funciones.

Con estas generalidades en mente, el dispositivo de oxigenación 54 descrito aquí ofrece varias ventajas que le hacen particularmente atractivo para usar con un entorno médico. En primer lugar, el dispositivo de oxigenación 54 está ventajosamente hecho de un plástico transparente, tal como policarbonato que puede ser moldeado para proporcionar un dispositivo de elevada resistencia mecánica y de bajo coste. En segundo lugar el dispositivo de oxigenación 54 es relativamente compacto, con un espécimen ejemplar que mide aproximadamente 12 cm de altura, 10 cm de ancho, y 5,5 cm de profundidad. Así, puede utilizarse con un sistema 10 que se ajusta fácilmente dentro de un quirófano o laboratorio de procedimientos especiales, independientemente de si el sistema 10 es fijo o móvil. En tercer lugar, el dispositivo de oxigenación 54 combina la preparación del fluido enriquecido con oxígeno, junto con el mezclado del fluido enriquecido con oxígeno con la sangre, en un dispositivo unitario que utiliza sólo cuatro conexiones: (1) alimentación de fluido, (2) alimentación de oxígeno, (3) alimentación de sangre, y (4) retorno de sangre. Las otras conexiones son parte del propio dispositivo de oxigenación 54, y no requieren conexión adicional por parte del usuario. En cuarto lugar, todas las válvulas usadas para accionar el dispositivo de oxigenación 54 están integradas dentro de su estructura unitaria. Así, las válvulas y sus pasos de fluido asociados están protegidos contra contaminación externa, y los usuarios están protegidos contra cualquier contaminación que pueda presentarse como consecuencia del uso de los distintos fluidos también. Como resultado, el dispositivo de oxigenación 54 es un cartucho relativamente libre de contaminación que puede ser usado durante un procedimiento quirúrgico en un paciente, y a continuación retirado y sustituido antes de realizar un procedimiento quirúrgico sobre el siguiente paciente.

Recinto de Cartucho

Antes de describir el resto de los componentes eléctricos y la manera en que controlan los distintos componentes mecánicos del sistema 10, se describirá a continuación el modo en el que ciertos componentes mecánicos enlazan con el dispositivo de oxigenación 54. Como se ha mencionado previamente, el dispositivo de oxigenación 54 está colocado dentro del recinto de cartucho 26. La fig. 17 ilustra una vista despiezada ordenadamente del recinto de cartucho de 26, y la fig. 18 ilustra una vista frontal del recinto de cartucho 26. En esta realización, el cartucho de recinto 26 incluye un receptáculo de cartucho 302 que es accedido por una puerta abisagrada 304. Cuando el positivo de oxigenación 54 está colocado dentro del receptáculo de cartucho 302, la puerta 304 está cerrada y bloqueada por distintas razones. En primer lugar, el receptáculo de cartucho 302 y el dispositivo de oxigenación 54 están dimensionados y configurados de una manera complementaria de modo que las distintas superficies, orificios, válvulas, etc., están posicionados de una manera deseada. Cuando la puerta 304 es cerrada y bloqueada, una superficie interior 306 de la puerta 304 aprieta ventajosamente contra una superficie 308 del dispositivo de oxigenación 54 para asegurar que el posicionamiento del dispositivo de oxigenación 54 es exacto. En segundo lugar, la puerta 304 es ventajosamente bloqueada para impedir la extracción del dispositivo de oxigenación 54 durante el funcionamiento normal del sistema 10. Consiguientemente, la puerta 304 está provista de un pestillo 310. Con referencia a las figs. 19 a 26, el pestillo 310 de la puerta incluye una parte de empuñadura 312 y una parte de retención 314.

Para bloquear la puerta 304, un usuario coge la parte de empuñadura 312 para hacer pivotar el pestillo 310 alrededor de un pasador de pivotamiento 316 generalmente en la dirección de la flecha 318. Cuando el pestillo 310 pivota en la dirección de la flecha 318, la parte de retención 314 se engancha alrededor de una espiga de retención 320. La espiga de retención 320 está acoplada a un mecanismo de carga 322. El mecanismo de carga 322, en esta realización, incluye dos espigas 324 y 326 que se extienden a través de agujeros en una pared 328, un resorte respectivo 330 y 332 está dispuesto alrededor de cada espiga 324 y 326 para cargar la espiga de retención 320 hacia la pared 328. Cuando la parte de retención 314 se engancha alrededor de la espiga o pasador de retención 320, el pestillo 310 puede tender a superar la carga de los resortes 330 y 332 para mover el mecanismo de retención 322 ligeramente en la dirección de la flecha y 334. Sin embargo, debido a la carga del mecanismo de retención 322, tiende a mantener el pestillo 310, y así la puerta 304, de un modo seguro en su sitio.

Para mantener el pestillo 310 en su sitio, y así bloquear la puerta 304, está previsto un mecanismo de bloqueo 340. En esta realización, el mecanismo de bloqueo 340 incluye un pasador deslizable 342 que está dispuesto en una parte de la pared 328. Cuando el pestillo 310 se mueve en la dirección de la flecha 318, eventualmente hace contacto con el extremo frontal del pasador 342, y así lo mueve en la dirección de la flecha 344. La parte posterior del pasador 342 está acoplada a un pistón 346 de un solenoide 348 del tipo de extracción. El pistón 346 es cargado hace fuera por un resorte 350, de modo que el pistón 346 está normalmente en una posición extendida.

El pestillo 310 está configurado de modo que cuando alcanzan su oposición bloqueada, el resorte 350 empuja al pasador 342 en la dirección de la flecha 352 de modo que el pasador 342 se extiende sobre una parte 354 del pestillo 310. Con el pasador 342 en su posición bloqueada sobre la parte 354 del pestillo 310, la parte de retención 314 no puede ser retirada del mecanismo de bloqueo 322. En vez de ello, el pestillo 310 permanece bloqueado hasta que el pistón 346 del solenoide 348 es retraído para mover el pasador 342 fuera del camino del pestillo 310.

Debe también observarse que el pestillo 310 incluye un sensor 360 que proporciona una señal eléctrica indicativa de si el pestillo 310 está en su posición bloqueada. En esta realización, el sensor 360 en un sensor de efecto Hall. El pestillo 310 incluye un imán 362 que está posicionado para alinearse con el sensor 360 cuando el pestillo 310 está en la posición bloqueada. Cuando el imán 362 está alineado con el sensor 360 la señal electromagnética procedente del sensor 360 es ininterrumpida. Sin embargo, hasta que el imán 362 alcanza la alineación, la señal electromagnética procedente del sensor 360 está interrumpida, indicando así que el pestillo 310 no está aún en su posición bloqueada.

Accionamiento de válvula

Como se ha mencionado previamente, en la presente realización, el tamaño y forma del dispositivo de oxigenación 54, el contorno del receptáculo 302 del cartucho, y el cierre de la puerta 304 aseguran que el dispositivo de oxigenación 54 está posicionado de una manera deseada dentro del recinto 26 del cartucho. El posicionamiento correcto es importante debido a la colocación de las válvulas y orificios de ventilación del dispositivo de oxigenación 54 y a la manera en que son controlados y accionados. Como se ha mencionado antes, las válvulas y orificios de ventilación del dispositivo de oxigenación 54 son accionados usando espigas en esta realización. La parte superior del dispositivo de oxigenación 54 incluye orificios de ventilación 258 y 260, y el fondo del dispositivo de oxigenación 54 incluye tres válvulas, 202, 204 y 206. En esta realización, estos orificios de ventilación 258 y 260 y válvulas 202, 204 y 206, son accionados electromecánicamente utilizando espigas accionadas por solenoide.

Una vista detallada de estos dispositivos de accionamiento está ilustrada en la figs. 27 a 32. Con referencia en primer lugar a la fig. 27, está ilustrada una vista inferior del recinto 26 de cartucho. El dispositivo de oxigenación 54 está ilustrado por líneas de trazos. Debe observarse que la parte inferior del recinto 26 de cartucho incluye ventajosamente una ranura 380 a través de la cual puede pasar el tubo 50 de retorno de sangre del dispositivo de oxigenación 54. Una vez que el dispositivo de oxigenación 54 está en su sitio dentro del recinto 26 del cartucho, la válvula de llenado 202, la válvula de descarga 204, y la válvula de circulación 206 deben estar en alineación con espigas de accionamiento respectivas 382, 384, y 386. Ventajosamente, cada una de las espigas 382, 384, y 386 está estrechada en el extremo para proporcionar una tolerancia incrementada para la desalineación. Cada una de las espigas de accionamiento 382, 384, y 386 es movida entre una posición cerrada y una posición abierta por un solenoide respectivo 388, 390, y 392. Cada uno de los solenoides 388, 390 y 392 está acoplado a su espiga de accionamiento respectivo 382, 384, y 386 y mediante una palanca respectiva 394, 396, y 398. Cada una de las palancas respectivas 394, 396, y 398 pivota sobre un fulcro respectivo o espiga de pivotamiento 400, 402, y 404.

La manera en la que los accionadores funcionan puede ser comprendida con referencia a las figs. 28 y 29. Aunque estas figuras sólo ilustran el accionador para la válvula de descarga 204, debe comprenderse que los otros accionadores accionan la válvula de llenado 202 y la válvula de circulación 206 de la misma manera. Como se ha mencionado previamente, las válvulas 202, 204, y 206 son normalmente mantenidas en una posición cerrada. Consiguientemente, en esta realización particular, los solenoides 388, 390, y 392 son solenoides del tipo de extracción. Como se ha ilustrado en la fig. 28, un pistón 406 del solenoide 390 del tipo de extracción es empujado a una posición extendida por un resorte 408 que carga un extremo de la palanca 396 generalmente en la dirección de la fecha 410. Como resultado, el resorte 408 también carga la espiga de accionamiento 384 generalmente en la dirección de la flecha 412 para mantener la válvula de descarga 204 en su posición cerrada.

Para permitir que la válvula de descarga 204 se abra, el solenoide 390 es accionado como se ha ilustrado en la fig. 29. El accionamiento del solenoide 390 del tipo de extracción mueve el pistón 406 generalmente en la dirección de la flecha 414 a una posición retraída. La fuerza del solenoide 390 supera la carga del resorte 408 y mueve la espiga de accionamiento 384 generalmente en la dirección de la flecha 416. Con la espiga de accionamiento 384 en una posición retraída, la válvula de descarga 204 puede abrirse moviéndose en la dirección de la flecha 416.

El accionamiento de las válvulas de ventilación 258 y 260 tiene lugar de una manera similar. Con referencia ahora a la fig. 30, se ha ilustrado una vista superior del recinto 26 de cartucho. La parte superior del recinto 26 de cartucho incluye también una ranura 420 a través de la cual puede pasar el tubo 140 IV. Una vez que el dispositivo de oxigenación 54 está posicionado apropiadamente dentro del recinto 26 de cartucho, las válvulas de ventilación 258 y 260 se alinean con las espigas de accionamiento 422 y 424, respectivamente. La espigas 422 y 424 están también ventajosamente estrechadas en los extremos para aumentar la tolerancia a la desalineación. Cada una de las espigas de accionamiento 422 y 424 es accionada por un solenoide respectivo 426 y 428. Cada uno de los solenoides 426 y 428 está acoplado a la espiga de accionamiento respectiva 422 y 424 por una palanca respectiva 434 y 432. Cada una de las palancas 434 y 432 pivota alrededor de un fulcro o espiga de pivotamiento 434 y 436 respectivamente.

Como se ha descrito con referencia a la figs. 31 y 32, el funcionamiento de los accionadores para las válvulas 258 y 260 es similar al funcionamiento de los accionadores para las válvulas 202, 204, y 206. Aunque las figs. 31 y 32 ilustran sólo el accionador para la válvula de ventilación 260, debe comprenderse que el accionador para la válvula de ventilación 258 funciona de una manera similar. Con referencia en primer lugar a la fig. 31, el solenoide 428 en esta realización es un solenoide del tipo de extracción. Un resorte 440 carga generalmente el brazo de palanca 432 en la dirección de la flecha 442 para mover un pistón 444 del solenoide 428 a una posición extendida. Consiguientemente, en virtud de la acción de la palanca 432 alrededor de la espiga de pivotamiento 436, el resorte 440 mueve la espiga de accionamiento 424 a una posición extendida. En la posición extendida, la espiga de accionamiento 424 ejerce presión sobre la válvula de ventilación 260 (no mostrada) para mantener la válvula de ventilación 260 en una posición cerrada.

Para abrir las válvulas de ventilación 258 y 260, los solenoides 426 y 428 son accionados. Como se ha ilustrado en la fig. 32, cuando el solenoide 428 del tipo de extracción es accionado, el pistón 444 se mueve a una posición retraída generalmente en la dirección de la flecha 446. La fuerza del solenoide 428 supera la fuerza de carga del resorte 440 y, así, la palanca 432 mueve la espiga de accionamiento 424 generalmente en la dirección de la flecha 448 a una posición retraída. Cuando la espiga de accionamiento 424 está en la posición retraída, la válvula de ventilación 260 puede moverse hacia arriba para abrir y ventilar gas dentro de la cámara de mezclado 64.

Sensores de Cartucho

Con referencia de nuevo a la fig. 18, un estudio del receptáculo 301 del cartucho de revela que se utilizan varios sensores para vigilar y/o controlar el sistema 10 en general y el dispositivo de oxigenación 54 en particular. Debido a la naturaleza de la información que ha de ser recogida y los tipos de sensores usados para recoger esta información, el dispositivo de oxigenación 54 y los sensores incluyen ciertas características que facilitan la recogida de tal información de una manera más exacta y robusta. Sin embargo, debe apreciarse que pueden utilizarse otros tipos de sensores y/o características para recoger información similarmente importante para usar en la vigilancia y/o control del sistema 10 y del dispositivo de oxigenación 54.

Como se apreciará a partir de la descripción detallada de los controles electrónicos del sistema 10, es deseable vigilar y controlar los niveles de fluido dentro de la cámara de atomización 72 y la cámara de mezclado 64. Consiguientemente, un sensor 480 de nivel de AO está previsto para vigilar el nivel de oxígeno acuoso dentro de la cámara de atomización 62, y un sensor 482 de nivel elevado y un sensor 484 de nivel bajo están previstos para vigilar el nivel de la sangre enriquecida con oxígeno dentro de la cámara de mezclado 64. Como se ha mencionado antes, debido a que el dispositivo de oxigenación 54 está configurado como un cartucho reemplazable en esta realización ejemplar, los sensores han sido colocados dentro del recinto 26 de cartucho en vez de estar dentro del dispositivo de oxigenación 54. Así, los sensores de nivel 480, 482, y 484 no contactan realmente con el fluido dentro de las cámaras 62 y 64. Si los sensores 480, 482, y 484 contactaran con el líquido, podrían resultar contaminados y, así, los sensores serían reemplazados típicamente cada vez que el sistema 10 fuera usado para un paciente diferente. Como esto probablemente se añadiría al coste de reemplazamiento de elementos, y potencialmente afectaría a la esterilidad del sistema, tanto desde el punto de vista de usuario como desde un punto de vista de paciente, es deseable que los sensores no contacten con el liquido dentro del dispositivo de oxigenación 54.

En esta realización, los sensores 480, 482, 484 son sensores ultrasónicos. Debido a que las ondas ultrasónicas se desplazan más eficientemente a través de sólidos y líquidos que a través del aire, es deseable que los sensores 480, 482, y 484 y/o el dispositivo de oxigenación 54 estén configurados de una manera que promueva la transmisión y recepción eficientes de ondas ultrasónicas. En esta realización, tanto los sensores 480, 482, y 484 como el dispositivo de oxigenación 54 incluyen características que demuestran ser ventajosas a este respecto.

Las figs. 19 y 33 son vistas en sección transversal del recinto 26 de cartucho que ilustra el sensor 482 de nivel elevado y el sensor 480 de AO, respectivamente. Aunque el sensor 484 de nivel bajo no está ilustrado en sección transversal, debe comprenderse que su construcción es similar o idéntica a la construcción de los sensores 480 y 482. Además, vistas detalladas de los sensores 482 y 480 están ilustradas en las figs. 34 y 35, respectivamente, de nuevo con la comprensión de que los sensores 480, 482, y 484 son sustancialmente idénticos con respecto a los detalles mostrados en estas figuras.

Para asegurar que el contacto físico es mantenido entre el dispositivo de oxigenación 54 y los sensores 480, 482, y 484, los sensores son ventajosamente cargados a contacto con el dispositivo de oxigenación 54. Los sensores 480, 482, y 484 utilizan realmente una técnica de carga elástica, aunque pueden utilizarse otros distintos tipos de técnica de carga para conseguir resultados similares. En este ejemplo, un elemento transductor ultrasónico 490 está dispuesto dentro de un canal 492 formado dentro de un cuerpo de sensor 494. El cuerpo de sensor 494 puede estar formado de cualquier manera adecuada, pero está ilustrado en esta realización como cilíndrico. El cuerpo del sensor 494 está dispuesto deslizablemente dentro de un manguito 496. El manguito 496 está dispuesto fijo en una pared 498 del recinto 26 del cartucho. Por ejemplo, el manguito 496 puede tener fileteados exteriores 500 de modo que el manguito 496 puede ser roscado en un ánima terrajada en la pared 498. Para facilitar el movimiento deslizable del cuerpo del sensor 494 dentro del manguito 496 puede haber previsto un casquillo 502 dentro del manguito 496. En este ejemplo, el cuerpo del sensor 494 incluye un faldón anular 504 que hace tope contra una extremo del casquillo 502 a fin de limitar el movimiento hacia fuera del cuerpo del sensor 494. Un resorte 506 está dispuesto en la parte posterior del manguito 496. El resorte 506 hace tope contra el lado opuesto del faldón anular 504 para cargar el cuerpo del sensor 494 generalmente en la dirección de la flecha 508. El casquillo 502 puede ser adherido a, o ser parte integral de, el manguito 496, o puede ser mantenido en su sitio por un cierre hermético o capuchón exterior 510.

Aunque la construcción cargada elásticamente de los sensores 480, 482, y 484 tiende a cargar los sensores a contacto con el dispositivo de oxigenación 54 para facilitar la transmisión eficiente de energía ultrasónica, la naturaleza del contacto entre el extremo del sensor y el dispositivo de oxigenación 54 es también importante para la transmisión eficiente de onda ultrasónica. Por tanto, para mejorar esta región de contacto, los sensores 480, 482, y 484 incluyen un miembro elástico 512, tal como un capuchón de caucho. El miembro elástico 512 es capaz de deformarse ligeramente cuando hace contacto con el dispositivo de oxigenación 54 para asegurar que se hace un buen contacto. Para mejorar esta región de contacto además, el dispositivo de oxigenación 54 incluye ventajosamente partes de contacto planas 514 y 516, respectivamente, de modo que el contorno del dispositivo de oxigenación 54 coincide con el contorno del miembro elástico 512. Además, para mejorar el contacto ultrasónico incluso aún más, puede usarse un gel adecuado entre el dispositivo de oxigenación 54 y los sensores 480, 482, y 484.

El recinto 26 de cartucho incluye ventajosamente otros sensores también. Por ejemplo, puede ser deseable que el sistema 10 sea capaz de determinar si el dispositivo de oxigenación 54 ha sido insertado dentro del recinto de cartucho 26. Para proporcionar esta información, puede disponerse un sensor 520 de cartucho presente dentro del recinto 26 de cartucho. En este ejemplo el sensor 520 de cartucho presente, como se ha ilustrado en la fig. 19, puede ser un sensor de infrarrojos reflectante que está posicionado dentro de una abertura 522 en la pared 498 del recinto 26 de cartucho. De modo diferente a los sensores ultrasónicos descritos previamente, la eficiencia de un sensor infrarrojo reflectante no es mejorada por contacto físico. En vez de ello, la eficiencia de un sensor infrarrojo reflectante se relaciona más con la naturaleza de la superficie que refleja la energía infrarroja de nuevo al sensor. En otras palabras, si la superficie es irregular, la energía infrarroja transmitida desde el sensor infrarrojo puede dispersarse de modo que se refleje poca energía infrarroja o no se refleje ninguna de nuevo al sensor. Por otro lado, si la superficie es lisa, generalmente perpendicular al sensor, y/o reflectante, tiende a maximizar la magnitud de energía infrarroja reflejada de nuevo al sensor. Consiguientemente, la parte del dispositivo de oxigenación 54 posicionada junto al sensor 520 de cartucho presente está configurada ventajosamente para promover la reflexión de energía infrarroja de nuevo al sensor 520 de cartucho presente. En este ejemplo, el dispositivo de oxigenación 54 incluye ventajosamente una sección plana 524 para asegurar que el sensor 520 de cartucho presente recibe una señal reflectante relativamente fuerte de manera que pueda indicar apropiadamente si el dispositivo de oxigenación 54 está presente.

Puede también ser deseable vigilar la temperatura del oxígeno acuoso formado dentro de la cámara de atomización 62. La temperatura del oxígeno acuoso que es un parámetro útil debido a que el nivel de oxigenación del oxígeno acuoso, y por último el nivel de oxigenación de la sangre enriquecida con oxígeno, puede variar con la temperatura. Si es deseable tener una medición de temperatura en cuenta para vigilar y controlar el funcionamiento del dispositivo de oxigenación 54 y el sistema 10, la temperatura puede ser detectada en una variedad de áreas diferentes. Por ejemplo, un simple sensor de temperatura ambiente puede ser incorporado en algún lugar dentro del sistema 10, usando la suposición de que la solución fisiológica que ha de ser oxigenada estará típicamente a temperatura ambiente. Alternativamente, la temperatura del dispositivo de oxigenación 54 puede ser vigilada, usando la suposición de que el oxígeno acuoso dentro del dispositivo de oxigenación 54 estará a la misma temperatura.

Sin embargo, para proporcionar el mayor nivel de control, puede ser deseable medir la temperatura del oxígeno acuoso dentro de la cámara de atomización 62. Aunque podría disponerse un termopar interno en la cámara de atomización 62 del dispositivo de oxigenación 54, con contactos eléctricos apropiados extendiéndose fuera del dispositivo de oxigenación 54, el uso de un sensor con un dispositivo desechable aumentaría solamente el coste del dispositivo. Consiguientemente, puede ser deseable utilizar un sensor que sea externo a la cámara de atomización 62 y aún sea capaz de vigilar la temperatura del oxígeno acuoso dentro de la calmara de atomización 62. Para conseguir esta función en este ejemplo, un sensor 540 de temperatura exterior está acoplado dentro de una abertura 542 en la pared 498 del recinto 26 de cartucho como se ha ilustrado en la fig. 33. El sensor de temperatura 540 puede, por ejemplo, ser un sensor piroeléctrico o un sensor piezoeléctrico. Cambios en la temperatura de la solución AO dentro de la cámara de atomización 62 alterarán las frecuencias de tales señales y, así, indicarán la temperatura real de la solución de AO.

Acoplamiento de Gas

El recinto 26 de cartucho incluye también otra característica interesante relativa a la manera en la que enlaza con el dispositivo de oxigenación 54. Como se ha descrito previamente, el dispositivo de oxigenación 54 incluye la entrada de oxígeno 210 situada cerca de la parte superior de la cámara de atomización 62. Como se ha mencionado también previamente, una alimentación de oxígeno 60 regulada a aproximadamente 42,18 Kp/cm^{2} está acoplada a la entrada de oxígeno 210. Así, puede ser deseable proporcionar una conexión a la entrada 210 que gestione efectivamente tal presión y no requiera la intervención del usuario.

Con referencia a la fig. 36, la alimentación de oxígeno 60 está típicamente habilitada por una válvula de circulación 600. La válvula de circulación 600 entrega oxígeno a través de un transductor de presión y 602 y una válvula de retención 604. El oxígeno prosigue entonces a través de una te 606 y a una tubería 608. La tubería 608 está acoplada a un empujador 610 ilustrado en la vista en sección transversal de la fig. 37. El empujador 610 incluye un puerto 912 que corre lateralmente desde la tubería 608 y a continuación hacia abajo a la cavidad 301 del cartucho. El empujador 110 está dispuesto deslizablemente dentro de un casquillo o manguito 614. Como se ha ilustrado mejor en las vistas detalladas de las figs. 38 y 39, el manguito 614 incluye un área rebajada 116 en la que está dispuesto un resorte 618. El resorte tiende a cargar el empujador 610 hacia arriba de modo que la parte de acoplamiento 620 del empujador 610 que está configurada para cerrar herméticamente contra la entrada de oxígeno 210 del dispositivo de oxigenación 54 está ligeramente rebajada.

La parte superior del empujador 610 incluye una parte inclinada o con forma de leva 622 que hace tope en una relación complementaria con una parte inclinada o en forma de leva 624 de un vástago 626. El vástago 626 está dispuesto deslizablemente dentro de una abertura 628 del recinto 26 del cartucho. El vástago 626 es cargado en la dirección de la fecha 630 en una posición extendida por un resorte 632. Como se ha ilustrado mejor en la fig. 39, cuando un usuario cierra la puerta 304, el vástago 626 es movido en la dirección de la flecha 634 contra la carga del resorte 632. Cuando el vástago 626 se mueve de nuevo contra el resorte 632, las superficies en forma de leva 622 y 624 deslizan una contra otra, forzando así al empujador 610 hacia abajo en la dirección de la flecha 636 para cerrar herméticamente la parte de acoplamiento 620 contra la entrada de oxígeno 210. El vástago 624 está ventajosamente provisto de un tornillo de ajuste 638. El tornillo de ajuste 638 puede ser ajustado de modo que la parte de tope 640 del vástago 626 esté en una posición apropiada para asegurar que la parte de acoplamiento 620 del empujador 610 cierra de modo hermético contra la entrada de oxígeno 210 cuando la puerta 304 es cerrada y bloqueada.

Mecanismo de Accionamiento del Pistón

En este punto de la descripción, todos los distintos enlaces entre el receptáculo 302 de cartucho y el dispositivo de oxigenación 54 han sido descritos con excepción de uno. Como se ha mencionado previamente, el dispositivo de oxigenación 54 incluye un conjunto de pistón 160 que está configurado para aspirar solución fisiológica a la cámara 58 y para entregarla a presión a la cámara de atomización 62. Como se ha ilustrado en la fig. 8, el empujador 174 incluye una chaveta 176 en un extremo. Como se ha mencionado durante esa descripción, la chaveta 176 está configurada para ajustarse dentro de una ranura de chaveta o chavetero de un dispositivo que mueve el conjunto de pistón 160 entre sus posiciones extendida y retraída.

Aunque pueden usarse una variedad de diferentes mecanismos para conseguir esta función, el mecanismo de accionamiento utilizado en la presente realización está ilustrado en la fig. 40 y generalmente designado por el número de referencia 700. Hablando en general, el mecanismo de accionamiento 700 incluye un mecanismo 702 de tornillo de bola que es accionado y controlado por un motor 704. En esta realización, el motor 704 es un motor de pasos cuya posición está vigilada por un codificador óptico 706. Aunque el motor 704 puede estar directamente acoplado al mecanismo de tornillo de bola 702, una transmisión 708 es usada para transferir potencia desde el motor 704 al mecanismo de tornillo de bola 702 en esta realización. Específicamente, una árbol de salida 710 del motor 704 está acoplado a un engranaje 712. El engranaje 712 engrana con un piñón 714 que está acoplado operativamente para hacer girar un tornillo 716. En esta realización, los engranajes 712 y 714 tienen una relación de accionamiento de uno a uno. Sin embargo, puede usarse cualquier relación de accionamiento adecuada.

Cuando el motor 704 hace girar el tornillo 716, un conjunto de "accionamiento" 718 sube o baja el tornillo 716 generalmente en la dirección de la fecha 720 dependiendo de la dirección de rotación del tornillo 716. Un pistón 722 está dispuesto deslizablemente alrededor del tornillo 716 en la parte superior del conjunto de accionamiento 728. El pistón 722 incluye un chavetero 724 que está configurado para aceptar la chaveta 176 del conjunto de pistón 160. Por tanto, cuando el pistón 722 se mueve hacia arriba y hacia abajo con el conjunto de accionamiento 718 en respuesta a la rotación del tornillo 716, mueve el conjunto de pistón 160 hacia atrás y hacia delante dentro de la cámara 58.

El conjunto de accionamiento 718 incluye ventajosamente una celda de carga 726 que es cargada cuando el pistón 722 se extiende para accionar el conjunto de pistón 160 a la cámara 58. La fuerza ejercida sobre la celda de carga 726 se relaciona con la presión de fluido dentro de la cámara 58 cuando el conjunto de pistón 160 está accionando fluido fuera del paso 190. Consiguientemente, la lectura de la celda de carga 726 puede ser usada para controlar la velocidad y posición del pistón 722 para asegurar que el fluido es entregado a la cámara de atomización 62 a la presión
deseada.

Los componentes del conjunto 700 de motor de pasos están más claramente ilustrados en la vista despiezada ordenadamente de las figs. 41A y 41B. Además de los componentes previamente descritos, puede verse que los engranajes 712 y 714 deslizan en cojinetes respectivos 730 y 732. El motor 704 está montado en un lado de un soporte 734. Puede además verse que el tornillo 716 está montado dentro de un acoplamiento 738 que desliza sobre un cojinete de empuje 740 estrechado o cónico. El cojinete de empuje 740 es útil para acomodar la fuerza de empuje del pistón 722 hacia arriba para accionar el conjunto de pistón 160 a la cámara 58.

El conjunto de accionamiento 718 incluye una tuerca 742 que está acoplada mediante rosca a un montaje 744 de la celda de carga. Con referencia adicionalmente a la vista en sección transversal de las figs. 42 y 43, el montaje 744 de la celda de carga incluye una ranura 746 que tiene un extremo cerrado. Cuando el montaje 744 de la celda de carga está colocado dentro de la envoltura de protección 736, la ranura 746 está alineada con una espiga de ajuste 748. La espiga de ajuste 748 está dispuesta dentro de la ranura 746 para impedir que el conjunto de accionamiento 718 baje a la parte inferior cuando se mueve hacia abajo en respuesta a la rotación del tornillo 716. En vez de ello, el conjunto de accionamiento 718 se detiene cuando el extremo de la ranura 746 encuentra a la espiga de ajuste 748.

Debe apreciarse también que el conjunto de accionamiento 718 debe moverse axialmente, no rotacionalmente, en respuesta a la rotación del tornillo 716. Para cumplir tal movimiento, hay dispuesta una guía 737 en la pared interior de la envoltura de protección 736. La guía 737 enlaza con una ranura 747 en el montaje 744 de la celda de carga para impedir la rotación del conjunto de accionamiento 718 cuando se mueve hacia arriba y hacia abajo a lo largo del tornillo 716. En vez de ello, debido a que el conjunto de accionamiento 718 es impedido de girar, se mueve axialmente con relación al tornillo 716.

El extremo inferior del pistón 722 incluye un faldón 750. El faldón 750 incide sobre la parte superior de una cubierta 752 de la celda de carga, y un anillo de bloqueo 754 está acoplado a la parte inferior del pistón 722 para fijar la celda de carga 726 y la cubierta 752 de la celda de carga sobre el pistón 722. La cubierta 752 de la celda de carga está además acoplada al montaje 744 de la celda de carga por un tornillo 756. Finalmente, el extremo superior del pistón 722 está colocado a través de un cojinete 758, y una placa de cubierta 760 está roscada sobre la parte superior de la envoltura de protección 736.

El conjunto 700 de motor de pasos incluye además un conjunto sensor 800 como se ha ilustrado en las figs. 44 a 48. El conjunto sensor 800 proporciona dos señales al controlador 55 del sistema. La primera señal es generada cuando el conjunto de accionamiento 718, y así el conjunto de pistón 160, ha alcanzado su máximo desplazamiento, es decir, su máxima extensión. La segunda señal es proporcionada cuando el conjunto de accionamiento 718, y así el conjunto de pistón 160, alcanzan su posición inicial, es decir de máxima retracción. La señal de desplazamiento máxima es útil para asegurar que el capuchón 166 del conjunto de pistón 160 no desciende contra el extremo de la cámara 58. La señal de posición inicial es útil para reponer el codificador óptico 706 de modo que puede iniciar la vigilancia del motor 704 desde una posición conocida del conjunto de accionamiento 718.

Como se ha ilustrado en las figs. 44 y 46, el conjunto sensor 800 incluye un sensor 802 de máximo desplazamiento y un sensor 804 de posición inicial. En esta realización, los sensores 802 y 804 son sensores ópticos. Así, como se ha ilustrado mejor en la fig. 48, cada uno de los sensores 802 y 804 incluye un transmisor óptico 806 y un receptor óptico 808. Mientras el trayecto entre el transmisor óptico 806 y el receptor óptico 308 permanece despejado, el receptor óptico 808 recibe la señal óptica transmitida desde el transmisor óptico 806. Sin embargo, si se produce una obstrucción entre el transmisor óptico 806 y el receptor óptico 808, el receptor óptico 808 no recibe la señal óptica enviada desde el transmisor óptico 806. Así la salida del sensor óptico 802 u 804 cambiará en esta circunstancia para indicar que hay presente una obstrucción u obstáculo.

En la presente realización del conjunto sensor 800, una lengüeta o banderola 810 está acoplado al montaje 744 de la celda de carga, como se ha ilustrado mejor en la fig. 47. En esta realización, se usan tornillos 812 y 814 para acoplar la banderola 810 al montaje 744 de la celda de carga, aunque puede utilizarse cualquier disposición de montaje adecuada. Las figs. 46 y 47 ilustran el conjunto de accionamiento 718 en la posición inicial. Consiguientemente, la bande-
rola 810 está posicionada entre el transmisor óptico 806 y el receptor óptico 808 del sensor 804 de posición inicial.

Funcionamiento del Sistema General

Ahora que los distintos componentes mecánicos del sistema 10 han sido descritos, puede ser descrita a continuación la manera en la que el sistema 10 funciona bajo el control de los distintos componentes electrónicos. Volviendo ahora a la fig. 49, un diagrama de estado 900 representa el funcionamiento básico de esta realización del sistema 10.

Cuando sistema 10 es accionado o repuesto, entra en un modo de inicialización 902. En el modo de inicialización, el controlador 55 del sistema ajusta distintos parámetros del sistema y realiza distintas comprobaciones de diagnóstico. Por ejemplo, si el sistema 10 ha sido desactivado inadecuadamente la última vez que se apagó, puede proporcionarse un código de error. Además, si el sistema 10 experimenta un fallo del temporizador de alarma, que típicamente significa que su procesador se ha perdido o no funciona adecuadamente, el sistema entrará en un modo de fallo de vigilante 904.

En el modo de inicialización 902, el controlador 55 del sistema lee también la señal de cartucho presente entregada por el sensor 520. Como se ha ilustrado en la fig. 50, la señal del cartucho presente es procesada por un subsistema 906 de registro de IO antes de procesarla por la CPU 908. Si un dispositivo de oxigenación 54 está presente dentro del recinto 26 del cartucho, el sistema conmuta desde el modo de inicialización 902 a un módulo de descarga 910. En el modo de descarga 910, el dispositivo de oxigenación 54 es despresurizado y la puerta es desbloqueada para permitir la extracción del dispositivo de oxigenación 54. La extracción de un dispositivo de oxigenación usado 54 es deseable para asegurar que el mismo dispositivo de oxigenación 54 no es usado para múltiples pacientes. Para despresurizar el dispositivo de oxigenación 54, el controlador 55 de sistema entrega una señal 912 de ventilación de O_{2} al solenoide 426 asociado con la cámara de atomización 62 y una señal 914 de ventilación de la cámara de mezclado de sangre al solenoide 428 asociado con la cámara de mezclado 64. Como se ha descrito previamente, los solenoides 426 y 428 responden retrayendo las espigas respectivas 422 y 424 para permitir que las válvulas de ventilación 258 y 260 se abran. Una vez que el dispositivo de oxigenación 54 ha sido despresurizado, el controlador 55 de sistema inhabilita una señal 916 de bloqueo de puerta que hace que el solenoide 348 retraiga y retire la espiga de bloqueo 342 del cerrojo de puerta 310.

Si el usuario no descarga el dispositivo de oxigenación 54 dentro del plazo de 30 segundos, se produce un exceso de tiempo de espera y el sistema 10 cambia a un estado de espera 920, etiquetado modo de espera 3. En el modo de espera 3 estado 920, una orden de descarga continuará siendo entregada de manera que el sistema 10 cambie entre el modo de descarga 910 y el modo de espera 3 estado 920 hasta que el usuario haya completado la operación de descarga. A continuación, cuando el dispositivo de oxigenación 54 no está presente, el sistema cambia del modo de espera 3 estado 920 anterior al modo de inicialización 902.

Una vez que la inicialización se ha completado, el sistema 10 cambia a un modo de espera 1 estado 922. En el modo de espera 1 estado 922, el controlador de sistema 55 vigila un puerto 924 de comunicaciones en serie RS232 para esperar una orden de carga desde el enlace anfitrión/usuario 66. A la recepción de la orden de carga, el sistema 10 cambia a un modo de carga 926. El modo de carga 926 permite que un usuario instale un nuevo dispositivo de oxigenación 54 y prepare el sistema para el cebado. En el modo de carga 926, todas las espigas de accionamiento de válvula 382, 384, 386, 422, y 424, así como el pasador de bloqueo de puerta 342, son retraídos. La retracción de las espigas de accionamiento de válvula es deseable ya que las espigas de accionamiento extendidas pueden impedir que el dispositivo de oxigenación 54 sea instalado apropiadamente dentro del recinto del cartucho 26. Para retraer las espigas de accionamiento de válvula respectivas 382, 384, 386, 422, y 424, así como el pasador 342 de bloqueo de puerta, el controlador de sistema 55 entrega una señal de llenado 930, una señal de descarga 932, una señal de circulación de AO 934, una señal 912 de ventilación de O_{2}, una señal 914 de ventilación de cámara de mezclado de sangre, y una señal de bloqueo 916, a los solenoides 388, 390, 392, 426, 428, y 348, respectivamente.

Como el modo de descarga 910 descrito previamente, el modo de carga 926 incluye también un temporizador, tal como un tiempo de espera de 30 segundos, que hace que el sistema 10 se invierta desde el modo de carga 926 de nuevo al modo de espera 1 estado 922 si el usuario no ha cargado el dispositivo de oxigenación 54 en el tiempo asignado. Sin embargo, una vez que el usuario ha cargado satisfactoriamente el dispositivo de oxigenación 54 dentro del recinto 26 del cartucho como se ha indicado por la señal 520 de cartucho presente, las espigas de accionamiento de válvula 382, 384, 386, 422, y 424, así como el pasador de bloqueo de puerta 342, son todos extendidos de manera que las válvulas respectivas 202, 204, 206, 258, y 260 son mantenidas en sus posiciones cerradas, y de manera que el pestillo 310 se bloqueará cuando la puerta 304 esté cerrada.

Una vez que la puerta 304 ha sido cerrada y bloqueada, la operación de carga está completada, y el sistema 10 cambia del modo carga 926 a un modo de espera 2 estado 940. En el modo de espera 2 estado 940, el controlador de sistema 55 vigila el puerto 924 de comunicaciones en serie RS232 para esperar cualquier orden de cebado o una orden de descarga. Si la orden de descarga es recibida, el sistema 10 cambia al modo de descarga 910, que funciona como se ha descrito previamente. Sin embargo, si la orden de cebado es recibida, el sistema 10 cambia al modo de cebado 942.

Un usuario inicia el modo de cebado 942 apretando el interruptor de cebado 108. En el modo de cebado 942, el sistema 10 llena la cámara 58 de alimentación de fluido con solución fisiológica y acciona el conjunto de pistón 160 para poner a presión la solución y transferirla a la cámara de atomización 62 hasta que es alcanzado el nivel apropiado de fluido. En el modo de cebado 942, un subsistema 950 accionador del motor de pasos del controlador de sistema 55 lee la posición del motor de pasos 704 desde el codificador 706 y acciona el motor de pasos 704 para hacer que el pistón 722 empuje el conjunto de pistón 160 a su posición extendida completamente dentro de la cámara 58 de alimentación de fluido. Cuando el conjunto de pistón 160 es retraído, la solución fisiológica es aspirada a la cámara 58 de alimentación de fluido a través del paso 144. El conjunto de pistón 160 se extiende de nuevo a continuación para poner a presión la solución fisiológica dentro de la cámara 58 de alimentación de fluido y transferirla desde la cámara 58 de alimentación de fluido a la cámara de atomización 62. En este modo, la válvula de llenado 202 es abierta, de manera que el fluido entra en la cámara de atomización 62 a través del tubo 232 en vez de a través del atomizador o pulverizador 216.

Cuando el controlador de sistema 55 recibe la señal procedente del sensor 480 de nivel de AO que indica que la cámara de atomización 62 ha sido llenada apropiadamente, el subsistema 950 accionador del motor de pasos retrae el conjunto de pistón 160 a la posición inicial y a continuación extiende el conjunto de pistón 160 para transferir una cantidad adicional de solución, por ejemplo, 3 cc, a la cámara de atomización 62. Después de que la cámara de atomización 62 haya sido cebada con la solución fisiológica, el controlador de sistema 55 entrega una señal 952 de flujo de O_{2} a un solenoide 954 de flujo de O_{2} para abrir una válvula 956 y permitir que el oxígeno procedente de la alimentación 60 ponga a presión la cámara de atomización 62.

Una vez que el nivel apropiado de fluido ha sido alcanzado, el modo de cebado 942 ha sido completado. Sin embargo, antes de la terminación de la operación de cebado, el sistema 10 puede transferir desde el modo de cebado 942 al modo de espera 2 estado 940 si la operación de cebado es interrumpida por una orden de parada transmitida bien como resultado de un error en la operación de cebado o bien como un resultado del usuario que aprieta el interruptor de parada 112.

Una vez que el modo de cebado 942 ha sido completado, el sistema 10 cambia a un modo 960 sin AO. Mientras está en el modo 960 sin AO, no se produce ni entrega oxígeno acuoso. En vez de ello, el controlador de sistema 55 entrega una señal de descarga 932 al solenoide 390 para abrir la válvula de descarga 204. Como se ha descrito previamente, cuando la válvula de descarga 204 es abierta, la solución fisiológica fluye desde la cámara 58 de alimentación de fluido a través del conjunto de válvula 200 y a la cámara de mezclado 64 a través del tubo capilar 246. Este modo de entrega continúa mientras el flujo de sangre a través de la cámara de mezclado 64 está por encima de un caudal predeterminado, por ejemplo de 50 ml por minuto. Si el flujo de sangre cae por debajo del caudal predeterminado, el sistema 10 cambia a un modo 962 de tiempo de espera. En el modo 962 de tiempo de espera, el sistema 10 no circula, llena, o descarga, y el conjunto de pistón 160 vuelve a la posición inicial. El sistema 10 cambiará desde el modo 962 de tiempo de espera al modo 910 de descarga si la orden de descarga recibida desde el enlace anfitrión/usuario 66 o si el sistema 10 ha estado en el modo 962 de tiempo de espera durante un tiempo predeterminado, por ejemplo, 150 segundos. Sin embargo, una vez que el flujo de sangre asciende por encima del caudal predeterminado, el sistema 10 cambia desde el modo 962 de tiempo de espera anterior al modo 960 sin AO.

Cuando es recibida la orden de con AO, el sistema 10 cambia desde el modo 960 sin AO a un modo 964 con AO. La orden con AO es producida cuando el usuario aprieta el botón de cebado 108 y el botón de inicio 110 simultáneamente. En el modo 964 con AO, la señal de cebado es entregada desde el sistema de bomba de sangre 24 en una línea 966 al sistema de interbloqueo 44. Si el controlador de sistema 55 está en el modo 960 sin AO cuando la orden de cebado es recibida, entonces el bloque lógico 134 del sistema de interbloqueo 44 entrega una señal de habilitación en la línea 126 para habilitar la bomba de sangre 24. El bloque lógico 134 entrega también una señal de pinza de extracción en una línea 970 a la pinza de extracción 78 para abrirla mientras la pinza de retorno 80 permanece cerrada. El bloque lógico 130 entrega también una señal de cebado en una línea 968 a la CPU 908 del controlador de sistema 55. En respuesta a la recepción de la señal de cebado, el controlador de sistema 55 vigila el sensor 484 de nivel bajo para determinar cuándo ha fluido bastante sangre a la cámara de mezclado 64 para que la cámara sea llenada al nivel indicado por el sensor 484 de nivel bajo. La señal de nivel bajo es enviada también al bloque lógico 134 del sistema de interbloqueo 44 mediante una línea 974. Cuando el sistema de interbloqueo 44 determina que la cámara 64 ha sido llenada al nivel indicado por el sensor 484 de nivel bajo, entrega una señal de pinza de retorno en una línea 972 para que la pinza de retorno 80 se abra. Simultáneamente, el controlador de sistema 55 entrega una señal de ventilación cyclox 914 al solenoide 428 con el fin de cerrar la válvula de ventilación 260.

El sistema 10 continúa funcionando en el modo 964 con AO de esta manera a menos que el flujo de sangre caiga por debajo de un caudal predeterminado, por ejemplo, 50 ml por minuto. En este caso, el sistema 10 transferirá desde el modo 964 con AO al modo 910 de descarga, que funcionará como se ha descrito previamente.

El bloque lógico 134 del sistema de interbloqueo 44 entrega también una señal de habilitar AO en una línea 976 a la CPU 908 del controlador de sistema 55. La señal de habilitar AO hace que el controlador de sistema 55 entregue una señal 934 de flujo de AO al solenoide en 392 para abrir la válvula de circulación 206. Como se ha descrito previamente, con la válvula de circulación 206 abierta, el oxígeno acuoso fluye desde la cámara de atomización 62 a través del tubo capilar 246 y a la cámara de mezclado 64 para ser mezclado con la sangre.

Detector de burbujas

Como se ha mencionado previamente, el sistema 10 incluye ventajosamente un detector de burbujas 74 que enlaza con un sensor de burbujas 76 para vigilar la sangre enriquecida con oxígeno en el tubo de retorno 50 para burbujas. Una realización ejemplar del detector de burbujas 74 está ilustrada en la fig. 51. El detector de burbujas 74 incluye un procesador de señal digital (DSP) 1000 que funciona bajo el control de software para realizar muchas de las funciones del detector de burbujas 74. El detector de burbujas 74 recibe una señal de presión de retorno y una señal de caudal desde el sistema de interbloqueo 44 en las líneas 1002 y 1004, respectivamente. Un convertidor de analógico a digital (ADC) 1006 recibe estas señales analógicas y las convierte a señales digitales. Estas señales digitales son transmitidas desde el ADC 1006 a un microcontrolador 1008. El microcontrolador 1008 recibe también entradas de usuario desde un puerto 1010 de comunicaciones en serie RS-232 desde el enlace anfitrión/usuario 66, así como una señal de iniciación en la línea 1012 desde el sistema de interbloqueo 44.

El DSP 1000 y el microcontrolador 1008 enlazan entre sí mediante enlace y lógica de control 1014. Basado en las entradas procedentes del DSP 1000 y el microcontrolador 1008, el enlace y la lógica de control 1014 entregan una señal de accionador de transductor en la línea 1016 a un accionador de transductor 1018. En respuesta, el accionador de transductor 1018 entrega una señal al transductor 76 mediante la línea 1020. Como se ha ilustrado en la fig. 52, la señal transmitida entregada por el transductor 76 incluye ráfagas de impulsos de alta frecuencia 1023A y 1023B. Cada ráfaga de impulsos puede incluir 20 impulsos por ejemplo a 3,6 MHz, con 50 microsegundos entre ráfagas. Una señal de retorno procedente del transductor 76 es recibida en la línea 1022. La señal recibida desde el transductor 76 en la línea 1022 se parece a la señal transmitida 1021, pero está retrasada en el tiempo y tiene una amplitud menor. Típicamente, se requiere algo más de un período de ráfaga para que una burbuja pase por el transductor 76. Por ello, cada burbuja puede ser muestreada cada vez que un impulso es entregado durante el período de ráfaga, por ejemplo, en este ejemplo, cada burbuja puede ser muestreada 20 veces cuando se desplaza más allá del transductor 76.

La resistencia de la señal recibida en la línea 1022 con relación a la señal transmitida en la línea 1020 proporciona información con respecto a la presencia de burbujas dentro del tubo de retorno 50. Como se ha ilustrado en la fig. 54, el sensor de burbujas 76 incluye un transmisor ultrasónico 1041 y un receptor ultrasónico 1042. El sensor de burbujas 76 está dispuesto ventajosamente sobre el exterior del tubo de retorno 50. Así, la señal ultrasónica procedente del transmisor 1040 es transmitida a través del tubo de retorno 50, así como cualquier fluido dentro del tubo de retorno 50, al receptor 1042. Si el fluido en el tubo de retorno 50 no contiene burbujas, la señal ultrasónica se propaga desde el transmisor 1040 al receptor 1042 de una manera relativamente eficiente. Así, la intensidad de la señal de retorno entregada por el receptor 1042 en la línea 1022 es relativamente fuerte. Sin embargo, si el fluido dentro del tubo de retorno 50 contiene burbujas 1044, como se ha ilustrado en la fig. 55, la señal ultrasónica recibida por el receptor 1042 será más débil (atenuada). La transmisión más pobre (atenuada) de la señal ultrasónica a través del fluido que contiene burbujas resulta del hecho de que las burbujas 1044 tienden a dispersar la señal ultrasónica de modo que menos de la señal transmitida es recibida en último término por el receptor 1042.

Como se ha ilustrado a modo de ejemplo en la fig. 53, el primer pico 1027A representa una señal que fue transmitida a través del fluido que no contiene burbujas, y el segundo pico 1027B representa una señal que fue transmitida a través del fluido que contiene burbujas. La debilidad relativa del pico 1027B es demostrada por una reducción en el pico 1027B. La magnitud de la reducción (atenuación) en el pico 1027B está relacionada con el diámetro de la burbuja que pasa a través del sensor de burbujas 76 en el momento que la señal fue transmitida. Específicamente, la magnitud de reducción (atenuación) 1046 en la señal está relacionada con el área en sección transversal de la burbuja y así con el cuadrado del diámetro de la burbuja, de manera que la raíz cuadrada de la señal es directamente proporcional al tamaño de la burbuja, respectivamente a su diámetro.

Para facilitar el tratamiento de la señal de regreso, es entregada a un acondicionador de señal 1024. El acondicionador de señal 1024 amplifica y filtra la señal de regreso. El acondicionador de señal 1024 detecta entonces la cantidad de energía ultrasónica de la señal y la transmite a un convertidor de analógico a digital (ADC) 1026. Una señal 1025 entregada al ADC 1026 está ilustrada en la fig. 53. Como puede verse a partir de un estudio de la señal 1025, cada uno de los trenes de impulsos de alta frecuencia 1023A y 1023B se parecen ahora a un pico único 1027A y 1027B, respectivamente. El ADC 1026 muestrea sólo los picos 1027A y 1027B en la señal de amplitud 1025. En este ejemplo, cada pico 1027A y 1027B es de aproximadamente 6,6 \mus de anchura, y el ADC 1026 muestrea 128 picos para establecer 128 puntos de datos.

La salida digitalizada del ADC 1026 es entregada a una memoria tampón, tal como una memoria tampón 1030 de primero en entrar/primero en salir (FIFO). La memoria tampón 1030 almacena las representaciones digitalizadas de 128 picos y los entrega uno a uno al DSP 1000. La lógica de enlace y control 1014 controla la entrega de las señales desde la memoria tampón 1030 al DSP 1000.

El DSP 1000 lee los puntos de datos para cada uno de los picos digitalizados y los suma juntos. La suma de los picos digitalizados se correlaciona con la cantidad de energía ultrasónica recibida. En esta realización, el DSP 1000 mantiene un promedio de recorrido de la suma de los últimos 16.000 o más picos. La suma corriente es sustraída del promedio para proporcionar un filtro pasa altos que elimina efectivamente cualquier desplazamiento de DC. El DSP 1000 realiza también una operación de filtro pasa bajos obteniendo la señal resultante a través de una matriz FIR. En este ejemplo, la matriz FIR es una matriz de 64 puntos. El filtrado es realizado para asegurarse de que las burbujas son discriminadas del ruido en las señales. Las señales resultantes de burbujas de diferente tamaño están ilustradas en la fig. 61.

Una vez que el DSP 1000 determina el diámetro de cada burbuja detectada, calcula el volumen de la burbuja. Sin embargo, debe comprenderse que el volumen de la burbuja entregada al paciente 38 es afectado por la presión del fluido dentro del tubo de retorno 50. Debido a que la presión del fluido dentro del tubo de retorno 50 es típicamente mayor, por ejemplo, aproximadamente de dos a tres atmósferas, cuando se compara a la sangre situada dentro de los vasos sanguíneos del paciente, por ejemplo, aproximadamente de una atmósfera, es realizada ventajosamente una conversión para determinar el volumen de la burbuja una vez que alcanza al paciente 38. Como la presión en el tubo de retorno 50 es entregada al detector de burbujas 74 en la tubería 1002, y como la presión de la sangre del paciente puede suponerse que es de una atmósfera usando la ley de gas ideal, el volumen de la burbuja en el paciente es igual a V_{p} = (P_{s} - V_{s})/P_{a}, donde V_{p} es el volumen de la burbuja en el paciente 38, P_{s} es la presión en el sensor de burbujas 76, V_{s} es el volumen de la burbuja en el sensor de burbujas 76, y P_{a} es la presión atmosférica.

El DSP 1000 sitúa ventajosamente las burbujas de ciertos tamaños en "grupos" o "bins" apropiados o categorías. En otras palabras, el DSP 1000 puede mantener diferentes categorías de tamaños de burbuja. Por ejemplo, las categorías pueden incluir dieciséis grupos de incrementos de diámetro de 75 micras. El número de burbujas en cada categoría puede ser transmitido a la pantalla de presentación 32 de manera que un usuario puede vigilar el número y tamaño de burbujas que son producidas durante el procedimiento quirúrgico. El número y tamaño de burbujas puede también ser vigilado por el detector de burbujas 74 o en cualquier otro lugar dentro del sistema 10 para vigilar el funcionamiento del sistema 10.

El detector de burbujas 74 puede también acumular el volumen total de todas las burbujas detectadas sobre el tiempo, es decir añadir el volumen de cada burbuja a un recorrido total. Si el volumen acumulado o el recorrido total excede de un volumen prescrito dentro de un tiempo prescrito, entonces el funcionamiento del sistema 10 puede ser alterado. Por ejemplo, si el volumen total de las burbujas excede de 10 microlitros en un periodo de 90 minutos, el detector de burbujas 74 puede entregar una señal de "petición de parada" en una línea 1050. En esta realización, la señal de petición de parada es recibida por el sistema de interbloqueo 44, de manera que el sistema de interbloqueo 44 puede apagar el sistema 10 como se ha descrito previamente. Como la mayoría de los pacientes resuelve típicamente pequeños volúmenes de gas sobre tiempo, el recorrido total puede ser disminuido cuando el procedimiento progresa de manera que el límite predeterminado que dispara el apagado del sistema 10 no será alcanzado tan rápidamente. Además, antes de alcanzar el límite predeterminado, el detector de burbujas 74 puede proporcionar una alarma previa de un apagado inminente de manera que el controlador de sistema 55 pueda reducir el nivel de pO_{2} de la sangre en el tubo de retorno 50 para abreviar la producción de burbujas y, así, evitar el apagado.

Evaluación o Calibrado del Detector de Burbujas

Las sondas ultrasónicas individuales pueden tener grados de resolución variables. Por ello, una limitación en la capacidad del detector de burbujas para detectar burbujas puede surgir cuando el tamaño y/o velocidad de algunas burbujas están más allá de la resolución de la sonda. Dependiendo de las circunstancias, es posible que microburbujas (burbujas con diámetros de alrededor de 50 \mum a 1000 \mum) y/o macroburbujas (burbujas con diámetros mayores de 1000 \mum) pueden escapar a la detección. Cuando las burbujas escapan a la detección, la exactitud del detector de burbuja puede estar comprometida.

Así, puede ser deseable utilizar un sistema y método para evaluar las capacidades de detección de burbujas de un detector de burbujas. El sistema y método de evaluación descrito más abajo es capaz de determinar la resolución de microburbujas y macroburbujas del detector de burbujas en una pluralidad de caudales y viscosidades del material. Hablando en general, burbujas de un tamaño determinable son introducidas en un material de circulación. El tamaño y cantidad de burbujas introducidas en el material de circulación son medidos por el detector de burbuja bajo evaluación. Después de ello, el tamaño y la cantidad de burbujas introducidas en el material de flujo son determinados independientemente.

Una realización ejemplar de un sistema 1105 de calibración y evaluación para detectores de burbujas, tal como el detector de burbujas 74, se ha ilustrado en la fig. 56. El sistema y método permite que un médico controle el tamaño de la burbuja, la velocidad de producción de burbujas, y el caudal de material de circulación. El sistema 1105 emplea un recipiente de contención 1110 para almacenar un material de circulación 1112. El recipiente 1110 incluye una entrada 1116 y una salida 1118 de modo que el material de circulación 1112 se desplaza generalmente en la dirección de la flecha 1119. Una bomba 1120, tal como una bomba peristáltica, es utilizada para inducir y mantener un caudal deseado. Ventajosamente, la bomba 1120 es capaz de transmitir el material de circulación 1112 a una pluralidad de caudales. Los materiales de flujo 1112 de viscosidad variable pueden ser utilizados y pueden incluir fluidos newtonianos o no newtonianos. Típicamente, la viscosidad del material de circulación 1112 usado para la evaluación es comparable con la viscosidad del material utilizado en el entorno funcional, por ejemplo, sangre mezclada con fluido fisiológico enriquecido con gas en este ejemplo.

El sistema 1105 emplea un primer conducto 1130, típicamente de diámetro interno predeterminado y longitud predeterminada, que tiene un extremo proximal 1132 y un extremo distal 1134, a través de los cuales el material de circulación 1112 puede ser hecho pasar a diferentes caudales. El extremo proximal 1132 está acoplado a la salida 1118 para recibir el material de circulación 1112 procedente del recipiente 1110. El extremo distal 1134 está acoplado a un dispositivo de conexión 1140. El dispositivo de conexión 1140, por ejemplo un conectador en T, está típicamente posicionado a lo largo del eje longitudinal del primer conducto 1130 y en comunicación de fluido con él para permitir la circulación continua sin impedimentos del material de circulación 1112.

Un dispositivo formador de burbujas 1143 puede ser usado para inducir la formación de burbujas en el material de circulación 1112 mediante la introducción de un material formador de burbujas 1150. El material formador de burbujas 1150 típicamente incluye un gas, tal como aire. El material de circulación 1112 puede contener un surfactante, tal como sulfato de dodecilo de sodio (SDS), para promover la formación y retención de burbujas.

Como se ha ilustrado mejor en las figs. 57 y 58, el dispositivo formador de burbujas 1143 en este ejemplo incluye un capilar formador de burbujas 1144, que es típicamente de diámetro interno predeterminado y longitud predeterminada. El capilar 1144 tiene un extremo proximal 1146 y un extremo distal 1148. El extremo proximal 1146 está unido por un lumen formador de burbujas 1153 a un dispositivo de bombeo de burbujas 1155, tal como una jeringuilla. El dispositivo de bombeo de burbujas 1155 es típicamente capaz de inyectar el material formador de burbujas 1150 en el material de circulación 1112 a diferentes velocidades de inyección. El extremo distal 1148 del capilar 1144 está dispuesto deslizablemente para estar situado dentro del interior del dispositivo de conexión 1140 incidente en el material de circulación 1112, dando como resultado así en la generación de burbujas dentro del material de circulación 1112. En este ejemplo, el capilar 1144 está posicionado perpendicular o casi perpendicular al eje longitudinal de la dirección de circulación del material de circulación 1112 de tal modo que la fuerza de corte resultante de la circulación genera burbujas de un tamaño uniforme a una velocidad
constante.

El tamaño de la burbuja puede ser regulado por el diámetro interno del capilar 1144 o posicionando la parte distal 1148 del capilar 1144 en diferentes posiciones dentro del material de circulación. Aumentando el diámetro interno del capilar 1144 aumenta el tamaño de la burbuja. Similarmente, posicionando la parte distal 1148 del capilar 1144 lejos del eje longitudinal del material de circulación 1112 aumenta el tamaño de la burbuja. La tasa de formación de burbujas puede ser variada aumentando o disminuyendo el caudal del material formador de burbujas 1150 introducido en el material de circulación 1112. Por ejemplo, un aumento en el caudal del material formador de burbujas 1150 aumenta la velocidad de formación de burbujas en el material de circulación 1112.

El sistema 1105 emplea además un segundo conducto 1170, que es típicamente de diámetro interno predeterminado y longitud predeterminada. Un extremo proximal 1172 del segundo conducto 1170 está acoplado al dispositivo de conexión 1140, y un extremo distal 1174 del segundo conducto 1170 está acoplado a la entrada 1116 del recipiente de contención 1110. Para mantener un caudal sustancialmente constante en los conductos 1130 y 1170, el segundo conducto 1170 es normalmente equivalente al diámetro del primer conducto 1130. La sonda 76 del detector de burbujas 74 que ha de ser evaluado es posicionada próxima al segundo conducto 1170 para permitir la detección de burbujas dentro del material de circulación 1112 que pasa a través del segundo conducto 1170.

El dispositivo de conexión 1140 puede ser ópticamente transparente para permitir la inspección visual del proceso de generación de burbujas. Además, un dispositivo de grabación 1160, tal como una cámara CCD, puede estar enfocada en el extremo distal 1148 del capilar 1144 para observar y grabar el tamaño y cantidad de burbujas dentro del material de circulación 1112. Así, los detectores de burbujas, tales como el detector de burbujas 74 por ejemplo, pueden ser calibrados comparando el tamaño y cantidad de burbujas detectadas por la sonda 76 con el tamaño y cantidad de las burbujas medidas por el dispositivo de grabación 1160. Un segundo dispositivo de examen (no mostrado) puede estar posicionado a lo largo del segundo conducto 1170 entre la sonda del detector de burbujas 76 y la entrada 1116 del recipiente de contención 1110 para proporcionar el acceso del médico al material de circulación 1112.

En funcionamiento, la circulación es iniciada activando la bomba 1120. El caudal del material de circulación 1112 es permitido estabilizarse antes de introducir burbujas en el sistema 1105. Una vez que el sistema 1105 se ha estabilizado, las burbujas son introducidas al material de circulación 1112 activando el dispositivo formador de burbujas 1143. El sistema 1105 es permitido estabilizarse una vez más antes de calibrar el detector de burbujas 74.

La resolución de microburbuja del detector de burbujas 74 puede determinarse introduciendo burbujas de diámetros sucesivamente menores en ensayos sucesivos. La resolución de macroburbuja del detector de burbujas 74 puede determinarse de un modo similar introduciendo burbujas de diámetros sucesivamente mayores en ensayos sucesivos. Una vez que la velocidad de generación de burbujas y el caudal han sido estabilizados, el dispositivo de grabación 1160 es activado para grabar la velocidad de generación de burbujas y el tamaño de las burbujas generadas. El detector de burbujas 74 que ha de ser evaluado es activado durante una cantidad de tiempo predeterminada.

La sonda 76 examina las burbujas que son generalmente de tamaño y cantidad conocidos, y la sonda 76 entrega señales que corresponden al detector de burbujas 74. El tamaño y cantidad de burbujas grabadas por el detector de burbujas 74 son comparados con el tamaño y cantidad de burbujas grabadas por el dispositivo de grabación 1160. Típicamente, tal comparación es realizada a una pluralidad de intensidades de señal y tamaños de burbuja. Después de ello, un experto en matemáticas puede representar gráficamente esta relación y extrapolar las intensidades de señal proyectadas en una pluralidad de tamaños de burbuja. Cuando la relación señal-tamaño de burbuja es trazada gráficamente, un experto en matemáticas puede calcular una o más constantes de calibración basadas en el ajuste de la intensidad de señal en relación con el tamaño de burbuja. Las constantes de calibración pueden ser programadas en el detector de burbujas 74 para calibrar el detector de burbujas 74.

Una realización alternativa del sistema de calibración y evaluación 1105 es idéntica al sistema previamente descrito excepto en la incorporación de un amortiguador de impulsos 1180, como se ha ilustrado en la fig. 59. El amortiguador de impulsos 1180 reduce o elimina oscilaciones de presión producidas por la bomba 1120. Burbujas relativamente grandes que pueden ser producidas por tales oscilaciones de presión y/o hechas circular de nuevo dentro del circuito de circulación quedan atrapadas dentro del amortiguador de impulsos 1180 de tal modo que no perturben la formación controlada de burbujas por el dispositivo formador de burbujas 1143.

Como se ha mostrado con referencia adicional a la fig. 60, el amortiguador de impulsos 1180 comprende un cuerpo de recipiente 1181 que tiene una entrada 1182 y una salida 1184. La entrada 1182 está acoplada en el primer conducto 1130 entre la bomba 1120 y el dispositivo de conexión 1140. La bomba 1120 fuerza el material de circulación 1112 al cuerpo del recipiente 1181 mediante la entrada 1182. La presión ejercida por la bomba 1120 es mantenida dentro del cuerpo del recipiente 1181, forzando así al material de circulación 1112 a través de la salida 1184. Así, cualesquiera burbujas producidas por la bomba 1120 son atrapadas antes de alcanzar el dispositivo de conexión 1140.

Aunque el invento puede ser susceptible de varias modificaciones y formas alternativas, se han mostrado realizaciones específicas a modo de ejemplo en los dibujos y han sido descritas en detalle aquí. Sin embargo, debe comprenderse que el invento no se pretende que esté limitado a las formas particulares descritas. Más bien, el invento es para cubrir todas las modificaciones, equivalencias, y alternativas que caigan dentro del marco del invento como se ha definido por las reivindicaciones adjuntas siguientes.

Números de referencia

10: sistema para preparar y entregar fluido enriquecido con gas

12: base que puede rodar

14: pedestal

16: alojamiento

18: empuñadura

20: pedal

24: bomba de sangre

26: recinto de cartucho

28: dispositivos de control

30: panel de enlace de usuario

32: pantalla de presentación

34: tubo de extracción

36: vaso sanguíneo

38: paciente

40: bomba (peristáltica)

42: flecha

44: sistema de interbloqueo

46: caudalímetro

48: sonda/transductor de circulación

50: tubo de retorno al paciente

54: dispositivo de oxigenación

55: controlador de sistema

56: alimentación

58: primera cámara/cámara de alimentación de fluido

60: alimentación

62: segunda cámara/cámara de atomización

64: tercera cámara/cámara de mezclado

66: enlace anfitrión/usuario

68: sensor de presión de extracción

70: sensor de presión de retorno

71: conectador en Y

73: conectador eléctrico

74: detector de burbujas

76: sensor de burbujas

78: pinzas o fijaciones

80: pinzas o fijaciones

82: interruptor o conmutador de seguridad

84: enlace de usuario

85: enlace anfitrión

86: pantalla de presentación táctil

87: botones

88: alarmas/mensajes

89: indicadores de estado

90: información de circulación de sangre

91: cómputo de burbujas

92: accionador de pantalla táctil

93: accionador de presentación

94: enlace RS-232

95: controlador de presentación

96: línea de transmisión o bus

97: tarjeta de sonido

98: altavoces

101: dispositivo de IO analógico y/o digital

104: botón "subir"

106: botón "bajar"

108: botón de "cebado"

110: botón "inicio"

112: botón "parada"

114: interruptor de pié

116: pedal de parada

118: pedal de inicio de cebado

120: módulo personalizado

122: memoria

124: tubería

130: circuito analógico de acondicionamiento

132: comparadores y ajustes de umbral

134: bloque lógico

140: tubo

142: boquilla

144: paso de fluido

148: cierre hermético de anillo en O

150: resorte

152: bola

154: flecha

160: conjunto de pistón

162: manguito

164: empujador

166: capuchón

168: faldón

170: pieza de extremidad relativamente elástica

172: miembros de cierre hermético

174: extremo libre

176: chaveta

178: parte de flecha

180: parte más ancha

182: funda de esterilidad

184: tubo extensible

186: pinza o fijación

190: segundo paso de fluido

192: válvula de retención

194: paso de fluido

196: tubo

200: conjunto de válvula

202: válvula de llenado

204: válvula de descarga

206: válvula de circulación

210: paso

212: paso

214: paso

216: atomizador

218: paso central

220: válvula de un solo sentido

222: boquilla

\vskip1.000000\baselineskip

230: paso

232: tubo

\vskip1.000000\baselineskip

240: pasos

242: pasos

246: tubo capilar

248: extremidad

250: entrada de sangre

252: boquilla de salida

256: compartimiento

258: válvula de ventilación

260: válvula de ventilación

262: empujador

264: cierre hermético de anillo en O

266: resorte

\vskip1.000000\baselineskip

302: receptáculo de cartucho

304: puerta abisagrada

308: superficie

310: pestillo de puerta

312: parte de empuñadura

314: parte de retención

316: espiga de pivotamiento

318: flecha

320: espiga o pasador de pestillo

322: mecanismo de carga

324: espiga

326: espiga

328: pared

330: resorte

332: resorte

334: flecha

\vskip1.000000\baselineskip

340: mecanismo de bloqueo

342: espiga deslizable

344: flecha

346: pistón

348: solenoide de tipo de extracción

350: resorte

352: flecha

354: parte

360: sensor

362: imán

\vskip1.000000\baselineskip

380: ranura

382: espiga de accionamiento

384: espiga de accionamiento

386: espiga de accionamiento

388: solenoide

390: solenoide

392: solenoide

394: palanca

396: palanca

398: palanca

400: fulcro o espiga de pivotamiento

402: fulcro o espiga de pivotamiento

404: fulcro o espiga de pivotamiento

406: pistón

408: resorte

410: flecha

412: flecha

414: flecha

416: flecha

420: ranura

422: espiga

424: espiga

426: solenoide

428: solenoide

430: solenoide

432: solenoide

434: fulcro o espiga de pivotamiento

436: fulcro o espiga de pivotamiento

440: resorte

442: flecha

444: pistón

446: flecha

448: flecha

\vskip1.000000\baselineskip

480: sensor de nivel de AO

482: sensor de nivel alto

484: sensor de nivel bajo

\vskip1.000000\baselineskip

490: elemento transductor de ultrasonidos

492: canal

494: sensor de cuerpo

496: manguito

498: pared

500: filetes exteriores

502: casquillo

504: faldón anular

\vskip1.000000\baselineskip

512: miembro elástico

514: parte de contacto plana

516: parte de contacto plana

520: sensor de cartucho presente

522: abertura

524: sección plana

\vskip1.000000\baselineskip

540: sensor de temperatura exterior

542: abertura

\vskip1.000000\baselineskip

600: válvula de circulación

602: transductor de presión

604: válvula de retención

606: t

608: tubería

610: empujador

612: puerto

614: casquillo o manguito

616: área rebajada

618: resorte

622: parte inclinada o con forma de leva

624: parte inclinada o con forma de leva

626: vástago

630: flecha

632: resorte

634: flecha

638: tornillo de ajuste

640: parte de tope

\vskip1.000000\baselineskip

700: mecanismo de accionamiento

702: mecanismo de tornillo de bola

704: motor

706: codificador óptico

708: transmisión

710: árbol de salida

712: engranaje

714: engranaje

\vskip1.000000\baselineskip

730: cojinete

732: cojinete

734: soporte

736: envoltura de protección

737: guía

738: acoplamiento

740: cojinete de empuje cónico

744: montaje de celda de carga

748: espiga de ajuste

750: faldón

752: cubierta de celda de carga

754: anillo de bloqueo

756: tornillo

758: cojinete

760: placa de cubierta

\vskip1.000000\baselineskip

800: conjunto sensor

802: sensor de desplazamiento máximo

804: sensor de posición inicial

806: transmisor óptico

808: receptor óptico

810: lengüeta o banderola

\vskip1.000000\baselineskip

1000: procesador digital de señal (DSP)

1002: tubería

1004: tubería

1006: convertidor de analógico a digital (ADC)

1008: microcontrolador

1010: puerto de comunicación serie RS-232

1012: tubería

1014: lógica de enlace y control

1018: accionador de transductor

1020: tubería

1021: señal transmitida

1022: tubería

1024: acondicionador de señal

1026: ADC

\vskip1.000000\baselineskip

1030: tampón

1040: transmisor ultrasónico

1042: receptor ultrasónico

1044: burbujas

1046: reducción

\vskip1.000000\baselineskip

1105: sistema de calibración y evaluación

1110: recipiente de contención

1112: material de circulación

1116: entrada

1118: salida

1120: bomba

1130: primer conducto

1132: extremo proximal

1134: extremo distal

1140: dispositivo de conexión

1143: dispositivo formador de burbujas

1144: capilar formador de burbujas

1146: extremo proximal

1148: extremo distal

1150: material formador de burbujas

1155: dispositivo de bombeo de burbujas

1160: dispositivo de grabación

1170: segundo conducto

1180: amortiguador de impulsos

1181: cuerpo de recipiente

1182: entrada

1184: salida.

Claims

1. Un sistema para enriquecer un fluido corporal con un gas, comprendiendo el sistema: un sistema de bomba (24) destinado a transmitir un fluido corporal desde un paciente; un dispositivo enriquecedor con gas acoplado operativamente al sistema de bomba (24) para recibir el fluido corporal, combinando el dispositivo enriquecedor con gas el fluido corporal con un gas para formar un fluido corporal enriquecido con gas; un detector de burbujas (74) dispuesto para detectar burbujas en el fluido corporal enriquecido con gas; y un controlador (28) destinado a controlar el sistema de bomba (24) y el dispositivo enriquecedor con gas automáticamente, caracterizado porque el dispositivo enriquecedor con gas comprende un cartucho desechable destinado a ser colocado en un recinto (26) y que comprende un alojamiento (16); un dispositivo de enriquecimiento dispuesto en el alojamiento (16) para formar un fluido fisiológico enriquecido con gas; un dispositivo de mezclado dispuesto en el alojamiento (16) para mezclar el fluido fisiológico enriquecido con gas con el fluido corporal para formar el fluido corporal enriquecido con gas; un dispositivo de alimentación de fluido dispuesto en el alojamiento (16) para alimentar un fluido fisiológico al dispositivo de enriquecimiento; y un conjunto de válvulas dispuesto en el alojamiento (16), teniendo el conjunto de válvulas, válvulas para controlar la circulación de fluido fisiológico entre el dispositivo de alimentación de fluido y el dispositivo de enriquecimiento para controlar la circulación del fluido fisiológico enriquecido con gas entre el dispositivo de enriquecimiento y el dispositivo de mezclado.

2. El sistema, según la reivindicación 1ª, en el que el sistema de bomba (24) comprende: una bomba (40) destinada a bombear el fluido corporal a través de un tubo (34); y un caudalímetro (46) destinado a detectar la circulación del fluido corporal a través del tubo (34), generando el caudalímetro (46) una señal de caudal real correlativa con la circulación a través del tubo (34) en el que el controlador (28) está acoplado operativamente a la bomba (40) y al caudalímetro (46), estando el controlador (28) destinado a recibir la señal del caudal real y a controlar la bomba (40) para mantener un caudal deseado a través del tubo (34).

3. El sistema, según la reivindicación 2ª, en el que la bomba comprende: una bomba peristáltica (40).

4. El sistema, según las reivindicaciones 2ª a 3ª, en el que el caudalímetro (46) comprende: un transductor de circulación (48) destinado a estar acoplado operativamente al tubo(34), estando el transductor de circulación (48) destinado a entregar al caudalímetro (46) una señal de circulación correlativa a la circulación a través del tubo (34).

5. El sistema, según las reivindicaciones 2ª a 4ª, que comprende un dispositivo de ajuste de circulación acoplado operativamente a la bomba (40) para ajustar el caudal deseado a través del tubo (34).

6. El sistema, según la reivindicación 5ª, en el que el dispositivo de ajuste de circulación comprende: una pantalla de presentación (32) que ilustra el caudal deseado; y una entrada accionable por el usuario acoplada operativamente a la pantalla de presentación (32) para ajustar el caudal deseado ilustrado por la pantalla de presentación (32).

7. El sistema, según la reivindicación 5ª, en el que el dispositivo de ajuste de circulación comprende: un módulo personalizado que tiene una memoria destinada a almacenar el caudal deseado y entregar la señal de caudal deseado al controlador (28).

8. El sistema, según la reivindicación 7ª, en el que el caudal deseado almacenado en el módulo personalizado comprende un intervalo deseado de caudales.

9. El sistema, según la reivindicaciones 1ª a 8ª, en el que el dispositivo de enriquecimiento comprende: una cámara de atomización (62) destinada a recibir el gas a través de una entrada de gas; y un atomizador (216) dispuesto dentro de la cámara de atomización (62), estando el atomizador (216) destinado a recibir fluido fisiológico y a pulverizar el fluido fisiológico a la entrega a la cámara de atomización (62) para formar el fluido fisiológico enriquecido con gas.

10. El sistema, según las reivindicaciones 1ª a 9ª, en el que el dispositivo de mezclado comprende: una cámara de mezclado (64) que tiene una entrada de fluido y una salida de fluido; y un dispositivo de entrega de fluido dispuesto dentro de la cámara de mezclado (64) en una relación predeterminada con la entrada de fluido, estando el dispositivo de entrega de fluido destinado a recibir el fluido fisiológico enriquecido con gas procedente de la cámara de atomización (62) y a entregar el fluido enriquecido con gas a la cámara de mezclado (64) para mezclarlo con el fluido corporal que entra en la cámara de mezclado (64) a través de la entrada de fluido para formar el fluido corporal enriquecido con gas.

11. El sistema, según la reivindicaciones 1ª a 10ª, en el que el dispositivo de alimentación de fluido comprende: una cámara de alimentación de fluido (58) que tiene una entrada de fluido y una salida de fluido; y una bomba (40) dispuesta dentro de la cámara de alimentación de fluido (58), estando la bomba (40) destinada a extraer un fluido fisiológico a la cámara de alimentación de fluido (58) a través de la entrada de fluido en la cámara de alimentación de fluido (58) y a entregar el fluido fisiológico al dispositivo de enriquecimiento a través de la salida de fluido en la cámara de alimentación de fluido (58).

12. El sistema, según las reivindicaciones 1ª a 11ª, en el que el recinto comprende: una cámara de recepción dimensionada para aceptar el cartucho en ella; un primer sensor de nivel dispuesto para determinar el nivel de fluido en el dispositivo de enriquecimiento; un segundo sensor de nivel dispuesto para determinar un nivel de fluido bajo en el dispositivo de mezclado; y un tercer sensor de nivel dispuesto para determinar un nivel de fluido alto en el dispositivo de mezclado.

13. El sistema, según las reivindicaciones 1ª a 12ª, en el que el recinto (26) comprende: una cámara de recepción dimensionada para aceptar el cartucho en ella; y un conjunto de accionamiento de válvula destinado a accionar las válvulas del conjunto de válvulas.

14. El sistema, según las reivindicaciones 1ª a 13ª, en el que el recinto (26) comprende: una puerta (304) que tiene un pestillo (340) para asegurar el cartucho dentro del recinto (26).

15. El sistema, según las reivindicaciones 1ª a 14ª en el que el detector de burbujas (74) comprende: un par de transductores ultrasónicos que comprenden un transductor transmisor (1040) y un transductor receptor (1042), siendo el par de transductores ultrasónicos posicionable para detectar burbujas (1044) en una circulación de fluido; un accionado de transductor (1018) acoplado operativamente al transductor transmisor (1040) para hacer que el transductor transmisor (1040) entregue una señal ultrasónica pulsatoria a través de la circulación de fluido al transductor receptor (1042); un acondicionador de señal (1024) operativamente acoplado al transductor receptor (1042) para recibir la señal ultrasónica pulsatoria procedente del transductor receptor (1042), acondicionando el acondicionador de señal (1024) la señal ultrasónica pulsatoria para producir una señal acondicionada; y un procesador de señal (1000) acoplado operativamente al acondicionador de señal (1024) para recibir la señal acondicionada, determinando el procesador de señal (1000) información correlativa a burbujas (1044) en la circulación de fluido en respuesta a la señal acondicionada.

16. El sistema, según la reivindicación 15ª, en el que la señal ultrasónica pulsatoria entregada por el transductor transmisor (1040) comprende un intervalo de frecuencias de 3 MHz a 4 MHz y una tasa de impulsos de aproximadamente 3 KHz a 40 KHz.

17. El sistema, según la reivindicación 15ª o 16ª, en el que el acondicionador de señal (1024) comprende: un detector destinado a detectar la magnitud de energía ultrasónica de la señal ultrasónica pulsatoria recibida por el transductor receptor (1042).

18. El sistema, según las reivindicaciones 15ª a 17ª, en el que el acondicionador de señal (1024) comprende un convertidor (26) de analógico a digital destinado a convertir la magnitud de energía ultrasónicas detectada por el detector a una señal digital.

19. El sistema, según las reivindicaciones 15ª a 18ª, en el que el procesador de señal (1000) comprende una memoria tampón (1030) destinada a contener las señales digitales múltiples.

20. El sistema, según la reivindicación 19ª, en el que una reducción (1046) en la señal digital en comparación a las señales digitales grabadas previamente o un promedio de señales digitales grabadas previamente es correlativo a burbujas (1044) en la circulación de fluido.

21. El sistema, según las reivindicaciones 15ª a 20ª, en el que el procesador de señal (1000) comprende un procesador de señal digital (1000).

22. El sistema, según la reivindicación 21ª, en el que el procesador de señal digital (1000) está destinado a detectar y contar cada burbuja (1044) en la circulación de fluido.

23. El sistema, según las reivindicaciones 21ª o 22ª, en el que el procesador de señal digital (1000) determina el volumen de cada burbuja (1044) en la circulación de fluido.

24. El sistema, según la reivindicación 23ª, en el que el procesador de señal digital (1000) convierte el volumen de cada burbuja (1044) en la circulación de fluido a un volumen de cada burbuja (1044) cuando alcanza a un paciente (38).

25. El sistema, según las reivindicaciones 21ª a 24ª, en el que el procesador de señal digital (1000) determina un volumen acumulado de burbujas (1044) en la circulación de fluido sobre un periodo de tiempo dado.

26. El sistema, según la reivindicación 25ª, en el que el procesador de señal (1000) inicia la señal de parada en respuesta al volumen acumulado de burbujas que excede de un límite predeterminado, siendo entregada la señal de parada al controlador (28) para hacer que el controlador (28) cese el funcionamiento del sistema de bomba (24) y del dispositivo enriquecedor con gas.

27. El sistema, según las reivindicaciones 1ª a 26ª, en el que el controlador comprende: un primer conjunto sensor dispuesto para vigilar el sistema de bomba (24), entregando el primer conjunto sensor al menos una primera señal correlativa con el funcionamiento del sistema de bomba (24); un segundo conjunto sensor dispuesto para vigilar el dispositivo enriquecedor con gas, entregando el segundo conjunto sensor al menos una segunda señal correlativa al funcionamiento y del dispositivo enriquecedor con gas; un procesador de señal (1000) acoplado operativamente al primer conjunto sensor y al segundo conjunto sensor para recibir al menos una primera señal y al menos una segunda señal, entregando el procesador de señal (1000) al menos una señal de control de sistema de bomba en respuesta al menos a una primera señal, y ajustando el sistema de bomba (24) su funcionamiento en respuesta a la recepción al menos de una señal de control del sistema de bomba procedente del procesador de señal (1000), y entregando el procesador de señal (1000) al menos una señal de control de enriquecimiento con gas en respuesta al menos a una segunda señal; y un conjunto de accionamiento dispuesto para ajustar el funcionamiento del dispositivo enriquecedor con gas en respuesta a la recepción de al menos una señal de enriquecimiento con gas procedente del procesador de señal (1000).

28. El sistema, según la reivindicación 27ª, en el que el primer conjunto sensor comprende: un transductor de flujo destinado a estar acoplado operativamente a un tubo que transporta fluido corporal, y en el que al menos una primera señal comprende una señal de circulación entregada desde el transductor de circulación, siendo la señal de circulación correlativa con el flujo a través del tubo.

29. El sistema, según la reivindicación 28ª, en el que el procesador de señal (1000) comprende un dispositivo de comparación destinado a recibir la señal de circulación y a comparar el flujo a través del tubo con el intervalo de flujo deseado.

30. El sistema, según la reivindicación 29ª, en el que el procesador de señal (1000) entrega una señal de habilitación al sistema de bomba (24) en respuesta a la señal de circulación que es indicativa del flujo a través del tubo que está dentro de un intervalo de flujo deseado.

31. El sistema, según la reivindicación 29ª, en el que el procesador de señal (1000) entrega una señal de inhabilitación al sistema de bomba (24) en respuesta a la señal de circulación que es indicativa del flujo a través del tubo que está fuera del intervalo de flujo deseado.

32. El sistema, según las reivindicaciones 29ª a 31ª, que comprende: una primera pinza o fijación (78) destinada a estar acoplada operativamente a un lado de extracción del tubo (34); y una segunda pinza (80) destinada a estar acoplada operativamente a un lado de retorno del tubo (34), en el que el procesador de señal (1000) cierra la primera pinza (78) y la segunda pinza (80) en respuesta a la señal de flujo que está fuera del intervalo de flujo deseado.

33. El sistema, según las reivindicaciones 27ª a 32ª, en el que el segundo conjunto sensor comprende: un transductor dispuesto para determinar el fluido fisiológico alimentado por el dispositivo de alimentación de fluido; un primer sensor de nivel dispuesto para determinar el nivel de fluido en el dispositivo de enriquecimiento; un segundo sensor de nivel dispuesto para determinar un nivel de fluido bajo en el dispositivo de mezclado; y un tercer sensor de nivel dispuesto para determinar un nivel de fluido alto en el dispositivo de mezclado; y en el que el conjunto de accionamiento comprende: un conjunto de accionamiento de válvulas dispuesto en el recinto (26) y destinado a accionar las válvulas del conjunto de válvulas.