ES2282220T3 - Dispositivo de medida de presion que comprende un sensor de fuerza motorizad0 y su proceso de control. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para medir la presión de la sangre, destinado a acoplarse a una parte (16) para medir la presión de la sangre que circula en un conducto (14), comprendiendo la parte de medición de presión (16), en una pared sustancialmente rígida (34), un orificio (36) que está cerrado de manera estanca por un elemento de cierre (38), cuya cara interna (40) está en contacto con la sangre y cuya cara externa (42) está en contacto con el aire ambiente, siendo posible deformar o desplazar elásticamente el elemento de cierre (38) en general a lo largo de un eje de deformación o desplazamiento (A-A), que es sustancialmente ortogonal a su plano general, bajo el efecto de la presión de la sangre, comprendiendo el dispositivo de medición de presión un detector de carga (26) fijado a una estructura de soporte (20, 22) diseñada para soportar la parte de medición de presión (16) de manera que el detector de carga (26) queda situado sustancialmente orientado hacia el elemento de cierre (38), a lo largo deleje de deformación (A-A), estando diseñado el detector de carga (26) para estar en contacto, a través del extremo axial de un elemento sensible (52), con la cara externa (42) del elemento de cierre (38) para medir la fuerza aplicada axialmente en la cara interna (40) del elemento de cierre (38) por la presión de la sangre, a efectos de calcular a partir de la misma el valor de esta presión, en el que - a efectos de realizar una medición, el detector de carga (26) coopera con la cara externa (42) del elemento de cierre asociado (38) solamente por contacto; - el dispositivo (10) comprende medios (58) para el desplazamiento axial relativo del elemento sensible (52) hacia el elemento de cierre o de la parte de medición (16), con respecto a la estructura de soporte (20, 22), comprendiendo dichos medios (58) para el desplazamiento axial relativo del elemento sensible (52) un dispositivo (62, 74) para inmovilizar el elemento sensible (52) en una posición axial seleccionada; - el dispositivo (10)comprende un sistema de control de los medios (58) para el desplazamiento axial del elemento sensible (52), o de la parte de medición (16), de modo que, durante una fase de ajuste inicial de la posición axial del elemento sensible (52) con respecto a la cara externa (42) del elemento de cierre asociado (38), el elemento sensible (52) se desplaza axialmente hasta que alcanza una posición seleccionada en la que el elemento sensible (52) entra en contacto con la cara externa (42) del elemento de cierre (38) y aplica una fuerza de pretensado inicial determinada (F0), y el elemento sensible queda inmovilizado axialmente en la posición seleccionada, a efectos de hacer que el dispositivo de medición de presión (10) sea adecuado para la medición de presiones de sangre mayores que la presión del aire ambiente y para la medición de presiones de sangre menores que la presión del aire ambiente.
Description
Dispositivo de medida de presión que comprende
un sensor de fuerza motorizado y su proceso de control.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para medir la presión de la sangre.
Más específicamente, la presente invención se
refiere a un dispositivo para medir la presión de la sangre, que se
utiliza en un dispositivo de tratamiento de sangre extracorpóreo en
el que la sangre se toma de un paciente para ser tratada y
reintroducida en el cuerpo del mismo (especialmente para la
realización de diálisis), mediante un circuito de sangre
extracorpóreo que comprende conductos y al menos una parte para
medir la presión de la sangre que circula por un conducto.
Un tipo conocido de parte de medición de presión
comprende, en una pared sustancialmente rígida, un orificio que
está cerrado de manera estanca por un elemento de cierre, cuya cara
interna está en contacto con la sangre y cuya cara externa está en
contacto con el aire ambiente, siendo posible deformar o desplazar
elásticamente el elemento de cierre en general a lo largo de un eje
de deformación o desplazamiento que es sustancialmente ortogonal a
su plano general, bajo el efecto de la presión de la sangre; la
parte de medición de presión está diseñada para montarse en una
estructura de soporte que soporta, de manera específica, un
detector de carga situado sustancialmente orientado hacia el
elemento de cierre, a lo largo del eje de deformación, estando en
contacto el detector de carga, a través del extremo axial de un
elemento sensible, con la cara externa del elemento de cierre para
medir la fuerza aplicada axialmente en la cara interna del elemento
de cierre por la presión de la sangre, a efectos de calcular a
partir de la misma el valor de esta presión.
De manera general, este tipo de dispositivo de
tratamiento de sangre extracorpóreo comprende una parte de circuito
que está formada a partir de una cubierta o caja, de tipo
desechable, que incluye conductos que están conectados al circuito
de sangre extracorpóreo.
Por ejemplo, una parte de medición de presión
está moldeada en la caja.
Esta parte comprende generalmente una membrana
flexible, que es deformable elásticamente a lo largo de un eje de
deformación, y que está situada orientada hacia un detector de
carga.
La caja está montada en una estructura de
soporte que comprende, por ejemplo, detectores, medios de
visualización, medios de bombeo, una interfaz de control, una unidad
de control electrónico, etc.
De manera específica, la estructura de soporte
comprende al menos un detector de carga que está dotado de un
transmisor de carga que mide las fuerzas aplicadas por la membrana
al transmisor para calcular a partir de las mismas el valor de la
presión de la sangre en la parte de medición de presión.
El montaje de la caja en la estructura de
soporte debe ser suficientemente precisa para que, en ausencia de
un gradiente de presión entre las dos caras de la membrana, el
extremo axial del elemento sensible del detector de carga esté en
contacto con la cara externa de la membrana.
De manera general, en ausencia de un gradiente
de presión entre las dos caras de la membrana, el transmisor de
carga aplica una fuerza de pretensado inicial F_{0} en la cara
externa de la membrana.
El documento
WO-A-99/13926 describe un
dispositivo de medición que comprende medios para mover un elemento
sensible hacia la membrana para su acoplamiento, y para mover el
detector hacia una posición neutra determinada después del
acoplamiento.
En esta posición inicial determinada, el
elemento sensible ejerce en la membrana una fuerza de pretensado
que permite que la membrana se flexione hacia adentro y hacia
afuera, permitiendo mediciones de presiones de sangre mayores que
la presión del aire ambiente y mediciones de presiones de sangre
menores que la presión del aire ambiente.
De este modo, la fijación de la caja a la
estructura de soporte debe ser muy rígida, y sin juego, a efectos
de evitar desplazamientos relativos de la membrana con respecto al
transmisor de carga durante el funcionamiento del dispositivo de
tratamiento de sangre, lo cual podría provocar variaciones en las
fuerzas aplicadas en la cara externa de la membrana, de manera
específica, variaciones en la fuerza de pretensado F_{0}.
La fuerza de pretensado depende de las
tolerancias dimensionales de la caja y de la parte de medición de
presión, y también de las tolerancias dimensionales del transmisor
de carga.
El objetivo de la invención es remediar estos
inconvenientes.
Con este objetivo, la invención da a conocer un
dispositivo para medir la presión de la sangre, tal como se define
en la reivindicación 1.
Utilizando la invención, se puede aplicar una
fuerza de pretensado determinada en la membrana.
Según la invención:
- -
- los medios de desplazamiento axial comprenden un dispositivo para inmovilizar el elemento sensible, de la parte de medición respectiva, en una posición axial seleccionada. Según realizaciones adicionales:
- -
- los medios de desplazamiento axial comprenden un dispositivo de accionamiento lineal que puede desplazar axialmente el detector de carga y su elemento sensible;
- -
- el dispositivo de tratamiento de sangre extracorpóreo comprende un transmisor de carga que se dispone entre el elemento de cierre y el detector de carga que está fijado, y el desplazamiento del transmisor de carga, que es axial con respecto al detector de carga, está controlado por un dispositivo de accionamiento lineal;
- -
- el dispositivo de accionamiento lineal comprende un motor eléctrico de tipo paso a paso;
- -
- el elemento de cierre está hecho en una única pieza con la pared rígida asociada;
- -
- el elemento de cierre está moldeado con la pared rígida asociada;
- -
- el dispositivo comprende un sistema de control que controla los medios de desplazamiento axial de modo que se lleva a cabo una operación de calibración inicial, que consiste en seleccionar la posición axial del elemento sensible, respectivamente, de la parte de medición, con respecto a la cara externa del elemento de cierre, respectivamente, con respecto al extremo axial del elemento sensible, cuando el elemento de cierre está en estado de reposo, correspondiendo este estado de reposo a la ausencia de un gradiente de presión entre su cara externa y su cara interna;
- -
- el sistema de control controla los medios de desplazamiento axial de modo que, durante la operación de calibración inicial, se provoca el desplazamiento axial del elemento sensible hacia la cara externa del elemento de cierre, respectivamente, el desplazamiento axial de la parte de medición hacia el extremo axial del elemento sensible, hasta obtener una fuerza de pretensado inicial que es suficientemente alta para que el dispositivo de medición de presión trabaje en una zona lineal de los medios de desplazamiento axial donde el juego axial no tiene efecto en las mediciones de presión;
- -
- el sistema de control controla los medios de desplazamiento axial de modo que la respuesta del elemento de cierre a una fuerza de pretensado puede analizarse como una función de un desplazamiento axial del elemento sensible, respectivamente, de la parte de medición;
- -
- el análisis de la respuesta del elemento de cierre se utiliza para determinar una fuerza de pretensado óptima para mediciones de presiones de sangre mayores que la presión del aire ambiente y para mediciones de presiones de sangre menores que la presión del aire ambiente.
La invención también da a conocer un proceso
para controlar un dispositivo para medir la presión de la sangre,
tal como se define el la reivindicación 13.
Según algunas realizaciones de la invención, el
proceso comprende otras características que se especifican en las
reivindicaciones.
Otras características y ventajas de la invención
resultarán evidentes a partir de la lectura de la siguiente
descripción detallada, para cuya comprensión pude hacerse referencia
a los dibujos adjuntos, en los que:
- la figura 1 es una vista en perspectiva que
muestra esquemáticamente un dispositivo de tratamiento de sangre
extracorpóreo hecho según las enseñanzas de la invención;
- la figura 2 es una vista lateral que muestra
esquemáticamente la caja del dispositivo de la figura anterior;
- la figura 3 es una vista esquemática en
sección transversal parcial que muestra un sistema de medición de
presión según las enseñanzas de la invención;
- la figura 4 es una vista esquemática en
sección axial que muestra la estructura del dispositivo de
accionamiento lineal del sistema de medición de presión de la
figura anterior;
- la figura 5 es un gráfico que ilustra el valor
de la fuerza medido por el detector de carga del sistema de
medición de presión de la figura 3 en función del desplazamiento
hacia adelante y hacia atrás del transmisor de carga asociado;
- la figura 6 es una vista similar a la de la
figura 3, que muestra una primera realización alternativa del
sistema de medición de presión según la invención, en la que el
dispositivo de accionamiento lineal puede desplazar axialmente el
detector de carga y el transmisor de carga;
- la figura 7 es una vista similar a la de la
figura 3, que muestra una segunda realización alternativa del
sistema de medición de presión según la invención, que comprende un
elemento de cierre moldeado en la pared principal de la parte de
medición de presión.
En la siguiente descripción, los elementos
similares o idénticos se indicarán mediante números de referencia
idénticos.
La figura 1 muestra un dispositivo de
tratamiento de sangre extracorpóreo 10 que tiene la función de
llevar a cabo diálisis.
Este dispositivo 10 está diseñado para tomar
sangre de un paciente, tratarla para llevar a cabo una diálisis, y
reintroducirla en el cuerpo del paciente posteriormente.
Este dispositivo 10 comprende un circuito de
sangre extracorpóreo 12 (mostrado parcialmente en este caso) que
comprende unos conductos 14, y que tiene al menos una parte 16 para
medir la presión de la sangre que circula por un conducto 14.
En este caso, parte del circuito de sangre
extracorpóreo 12 está hecho a partir de una cubierta sustancialmente
paralelepipédica 18, también denominada caja, que contiene, en su
grosor, conductos 14 para la circulación de la sangre, que están
conectados a otros conductos 14 del circuito de sangre extracorpóreo
12.
En este caso, la caja 18 comprende dos partes de
medición de presión 16 similares, que están comprendidas en su
grosor.
La caja 18 está diseñada para montarse en una
placa de soporte 20 de un aparato de diálisis 22 que comprende, de
manera específica, medios de bombeo 24 para hacer circular la sangre
en el circuito 12 y medios para monitorizar ciertos parámetros del
circuito 12, de manera específica, detectores de carga 26 que se
acoplan a las partes 16 para controlar la presión en los conductos
14 del circuito 12.
La caja 18 está moldeada, por ejemplo, a partir
de policarbonato o polipropileno, o a partir de otro material
adecuado.
En el resto de la descripción solamente se
describirá una única parte 16.
La parte de medición de presión 16, que se
muestra esquemáticamente en la figura 3, forma en este caso un
compartimiento sustancialmente paralelepipédico 28 que se dispone
entre dos ramales 30, 32 de un conducto 14, y que, por ejemplo,
está moldeado con la caja 18.
Según una realización alternativa (no mostrada)
de la parte de medición de presión 16, ésta última puede ser un
módulo fijado a la caja 18.
Una pared sustancialmente rígida, o pared
principal 34, de la parte de medición de presión 16 comprende un
orificio 36 que está cerrado de manera estanca por un elemento de
cierre 38 cuya cara interna 40 está en contacto con la sangre y
cuya cara externa 42 está en contacto con el aire ambiente.
En el resto de la descripción, se utilizará una
orientación axial a lo largo de un eje A-A que es
sustancialmente ortogonal al plano general de la pared principal 34
y que pasa a través del centro del orificio 36.
De manera igualmente arbitraria, se definirá una
orientación desde delante hacia atrás a lo largo del eje
A-A en correspondencia con una orientación desde la
parte superior hasta la parte inferior en la figura 3.
Cuando la caja 18 está montada en su placa de
soporte 20, la pared principal 34 de la sección de medición de
presión 16 está diseñada para quedar situada orientada hacia la
placa de soporte 20, de modo que el elemento de cierre 38 queda
orientado hacia un detector de carga 26 que está montado en el
aparato 22.
La figura 2 muestra la caja 18, vista desde el
lado de la pared principal 34.
En este caso, el elemento de cierre 38 es una
membrana flexible sustancialmente con forma de disco.
En la figura 3, la membrana 38 comprende un
nervio periférico con forma de toro 44 para su montaje en una
ranura anular complementaria 46 conformada en la cara externa 48 de
la pared principal 34, cerca del orificio 36.
Un anillo de retención 50 está fijado, por
ejemplo, mediante un adhesivo, a la cara externa 48 de la pared
principal 34, sobre el nervio con forma de toro 44, de modo que la
membrana principal 38 se mantiene en su posición de manera
axial.
La totalidad de la membrana 38 puede deformarse
elásticamente, a lo largo de un eje de deformación
A-A que es sustancialmente ortogonal a su plano
general, bajo el efecto de la presión de la sangre.
Cuando la membrana 38 está en estado de reposo,
es decir, cuando no está deformada, siendo la presión de la sangre
sustancialmente igual a la presión del aire ambiente, la parte
central de su cara externa 42 está diseñada para estar en contacto
con un transmisor de carga 52 que forma el elemento sensible de un
detector de carga 26.
De este modo, el detector de carga 26 mide la
fuerza aplicada axialmente en la cara interna 40 de la membrana 38
por la presión de la sangre, a efectos de calcular a partir de la
misma el valor de esta presión.
Según las enseñanzas de la invención, el
dispositivo de tratamiento de sangre extracorpóreo 10 comprende
medios controlados para el desplazamiento axial relativo del
transmisor de carga 52 con respecto a la placa de soporte 20 del
aparato 22.
Los medios 58 para el desplazamiento axial están
controlados por un sistema de control según un proceso que se
describirá a continuación.
La figura 3 muestra un detector de carga 26 del
tipo de viga de flexión 54 que está fijado por un extremo a un
saliente de soporte 56 y que comprende, en su extremo opuesto, un
dispositivo de accionamiento lineal 58.
El saliente de soporte 56 está fijado con
respecto a la placa de soporte 20 del aparato 22.
El dispositivo de accionamiento lineal 58, que
está dispuesto entre el detector de carga 26 y el transmisor de
carga 52, comprende una placa de fijación 60 en el extremo asociado
a la viga de flexión 54.
El dispositivo de accionamiento lineal 58
comprende un motor eléctrico 62 y un eje roscado 64 cuyo eje
coincide sustancialmente con el eje de deformación
A-A de la membrana 38.
El transmisor de carga 52 está fijado a un
extremo axial del eje roscado 64.
La figura 4 muestra esquemáticamente la
estructura del dispositivo de accionamiento lineal 58.
El motor eléctrico 62 comprende un estátor 66
que, cuando es alimentado por corriente eléctrica, provoca el giro
del rotor 68 del motor 62 en los cojinetes 70. El rotor 68 es
coaxial con el eje A-A.
El rotor 68 esta fijado de manera giratoria a
una tuerca 72, y el conjunto es inmóvil en desplazamiento axial, de
modo que, cuando el rotor 68 gira, provoca el desplazamiento axial
hacia adelante o hacia atrás del eje roscado 64.
Por ejemplo, puede utilizarse un dispositivo de
accionamiento lineal 58 que provoca desplazamientos axiales en
etapas de veintiuno a cuarenta y dos micrómetros.
Ventajosamente, el dispositivo de accionamiento
lineal se controla de la siguiente manera.
Antes de montar la caja 18 dotada con la parte
de medición de presión 16, el transmisor de carga 52 se desplaza
hacia atrás, para evitar una sobrecarga accidental del detector de
carga 26 mientras la caja 18 se monta.
De este modo, cuando la caja 18 se fija a su
placa de soporte 20, el transmisor de carga 52 no está en contacto
con la cara externa 42 de la membrana 38.
A continuación, se lleva a cabo una calibración
inicial de la membrana 38, desplazando axialmente el transmisor de
carga 52 hacia adelante, es decir, hacia la parte superior con
respecto a la figura 3, hasta que entra en contacto con la cara
externa 42 de la membrana 38, y hasta que aplica una fuerza de
pretensado inicial determinada F_{0}.
Cuando el transmisor de carga 52 aplica una
fuerza de pretensado inicial determinada F_{0}, la membrana 38 se
deforma ligeramente, a lo largo del eje de deformación
A-A, hacia la parte superior con respecto a la
figura 3.
En cuanto el transmisor de carga 52 ocupa la
posición axial seleccionada, se detiene el giro del motor 62.
En el caso de un motor 62 de tipo paso a paso,
es suficiente con disponer el motor 62 en la posición de
mantenimiento para inmovilizar axialmente el transmisor de carga
52.
Si el motor 62 no es de tipo paso a paso, es
necesario disponer un dispositivo de inmovilización axial 74 que
bloquea el eje roscado 64 en la posición axial seleccionada.
El dispositivo de inmovilización axial 74 es,
por ejemplo, un dispositivo que bloquea de manera giratoria el eje
roscado 64, a efectos de garantizar que la posición axial
seleccionada no varíe durante las mediciones de presión,
especialmente en función de las fuerzas aplicadas en el transmisor
de carga 52.
Debe destacarse que la operación de calibración
inicial se lleva a cabo cuando la membrana 38 está en estado de
reposo, es decir, en ausencia de un gradiente de presión entre su
cara externa 42 y su cara interna 40.
De manera general, una operación de calibración
para un dispositivo de reconocimiento médico consiste en disponer
el dispositivo en un estado determinado y considerar las posiciones
de los distintos elementos como sus posiciones de referencia. En
este caso, la calibración inicial consiste en establecer una
correlación entre una fuerza de pretensado determinada F_{0} y el
estado de reposo del elemento de reposo 38.
Por diseño, el dispositivo de accionamiento
lineal 58 presenta holguras mecánicas, incluso si está diseñado
para llevar a cabo posicionamientos axiales muy precisos.
Estas holguras mecánicas del dispositivo de
accionamiento lineal 58 se deben de manera específica al juego
entre el rotor 68 del motor eléctrico 62 y sus cojinetes 70, y al
juego entre el roscado de la tuerca 72 y el roscado del eje roscado
64.
Dado que el eje roscado 64 se mueve
continuamente en la misma dirección y que se aplica una fuerza
axial de manera continua, hacia adelante o hacia atrás, en el eje
roscado 64, todas las piezas que contribuyen al juego axial
suministran una presión axial desde el mismo lado y, por lo tanto,
el juego axial no tiene efecto en las mediciones de presión.
De este modo, se produce un fenómeno de juego
mecánico, mostrado en el esquema de la figura 5, que muestra, a
presión constante, la fuerza de pretensado F_{0} medida por el
detector de carga 26 en función del desplazamiento hacia adelante y
hacia atrás d_{a} del transmisor de carga 52 y, por lo tanto, del
eje roscado 64.
La curva hacia arriba f_{1} corresponde a un
desplazamiento axial hacia adelante d_{a} del transmisor de carga
52, es decir, un desplazamiento hacia la membrana 38 y, por lo
tanto, a un aumento en la fuerza de pretensado F_{0} medida por
el detector de carga 26.
Esta curva f_{1} tiene una primera parte no
lineal entre los puntos A y B, y una segunda parte sustancialmente
lineal entre los puntos B y C.
La parte no lineal de la curva f_{1} puede
explicarse por la presencia de juego axial, por lo que algunas
piezas todavía no suministran presión axial hacia adelante.
A partir del punto B, la curva f_{1} es
sustancialmente lineal, ya que todas las piezas que contribuyen al
juego axial están suministrando presión axial hacia adelante.
En la curva hacia abajo f_{2}, que corresponde
a un desplazamiento axial hacia atrás d_{a} del transmisor de
carga 52 y, por lo tanto, a una reducción de la fuerza de pretensado
F_{0} medida por el detector de carga 26, pueden observarse las
mismas características.
La parte no lineal de la curva f_{2} está
situada en el inicio del descenso, entre los puntos C y D, a
continuación, la curva f_{2} es sustancialmente lineal hasta el
punto A.
De esto modo, durante el posicionamiento del
transmisor de carga 52 con respecto a la membrana 38 para llevar a
cabo mediciones de presión, es necesaria una fuerza de pretensado
inicial F_{0} que sea suficientemente alta para que el
dispositivo de medición de presión trabaje en la zona lineal del
dispositivo de accionamiento lineal 58, es decir, en la zona en la
que el juego axial no tiene efecto en las mediciones de presión.
Por la misma razón, cuando se desea llevar a
cabo una nueva calibración inicial, por ejemplo, si la primera no
se ha llevado a cabo correctamente, es necesario accionar el
desplazamiento axial del transmisor de carga 52 hasta su posición
original, es decir, hasta una posición axial en la que no se aplica
ninguna fuerza de pretensado en la membrana 38.
Ventajosamente, antes del posicionamiento axial
definitivo del transmisor de carga 52 para la medición, la
respuesta de la membrana 38 a una fuerza de pretensado F_{0} se
analiza como una función de un desplazamiento axial d_{a} del
transmisor de carga 52, y se obtiene un gráfico similar al de la
figura 5.
Este análisis de la respuesta de la membrana 38
hace posible obtener información que es muy importante en lo que
respecta a las características mecánicas de la membrana 38 antes de
utilizarla para mediciones de presión.
De manera específica, esta información puede
utilizarse para identificar un defecto en la membrana 38, por
ejemplo, un grosor axial insuficiente, o para determinar una fuerza
de pretensado F_{0} óptima para mediciones de presiones de sangre
mayores que la presión del aire ambiente, denominadas presiones
"positivas", y para mediciones de presiones de sangre menores
que la presión del aire ambiente, denominadas presiones
"negativas".
Según una primera realización alternativa de la
invención, que se muestra en la figura 6, puede producirse un
sistema de medición de presión en el que el dispositivo de
accionamiento lineal 58 está fijado a un saliente de soporte 56 del
aparato 22, y en el que el detector de carga 26 está fijado al
extremo axial frontal del eje roscado 64, con su transmisor de
carga 52.
De este modo, cuando se controla el dispositivo
de accionamiento lineal 58, se controlan los desplazamientos
axiales del detector de carga 26, con el transmisor de carga 52.
El funcionamiento de esta realización
alternativa es similar al funcionamiento de la realización que se
muestra en la figura 3.
En la figura 7 se muestra una segunda
realización alternativa de la invención, en la que el elemento de
cierre 38 del orificio 36 está hecho como una única pieza con la
pared principal 34, por ejemplo, por moldeo.
En este caso, el elemento de cierre 38 tiene una
pastilla central sustancialmente rígida con forma de disco 76, que
está delimitada por una zona anular periférica rebajada 78 que tiene
un grosor axial menor que el grosor axial de la pared principal 34,
de modo que forma una zona deformable elásticamente.
Por lo tanto, mediante el efecto de la presión
de la sangre en el compartimiento 28, y en virtud de la deformación
elástica de la zona rebajada 78, la totalidad de la pastilla central
76 puede desplazarse a lo largo de un eje de desplazamiento que es
sustancialmente ortogonal al plano general de la pastilla 76, y que
se corresponde con el eje de deformación A-A de la
membrana 38 de la realización mostrada en la figura 3.
En este caso, el dispositivo de accionamiento
lineal 58, el detector de carga 26 y el transmisor de carga 52
están dispuestos de manera similar a la disposición de la
realización mostrada en la figura 3.
El funcionamiento de esta realización
alternativa es similar al funcionamiento de la realización que se
muestra en la figura 3.
Debe destacarse que la utilización de medios
controlados para desplazar el transmisor de carga 52 axialmente con
respecto a la placa de soporte 20 resulta particularmente ventajoso
en el caso de un elemento de cierre 38 que está hecho en una única
pieza con la pared rígida 34, como en la segunda realización
alternativa que se muestra en la figura 7.
Esto se debe a que, dado que los desplazamientos
axiales de la pastilla central 76 son mucho más pequeños que los de
las membranas flexibles, las tolerancias dimensionales son más
exactas.
Para las membranas flexibles, las tolerancias
dimensionales admisibles son de aproximadamente 0,2 a 0,3 mm,
mientras que para las pastillas centrales 76, las tolerancias
dimensionales admisibles son del orden de unos cuantos
micrómetros.
No obstante, las técnicas para moldear la caja
18, de manera específica, aquellas en las que el elemento de cierre
38 no se inyecta directamente en la caja 18 sino que se conforma en
forma de pieza fijada que se suelda a la caja 18, no permiten
garantizar tolerancias dimensionales del orden de unos cuantos
micrómetros.
Gracias a la invención, se puede posicionar de
manera precisa el transmisor de carga 52 con respecto a la caja 18
y a la pastilla central 76, lo que hace posible compensar las
variaciones en las dimensiones debidas a las tolerancias de
fabricación de las cajas 18 y, por lo tanto, garantizar mediciones
de presión precisas en todos los casos.
En las realizaciones descritas anteriormente, se
ha utilizado el principio de desplazar el transmisor de carga 52
axialmente con respecto a la placa de soporte 20 y, por lo tanto,
con respecto a la caja 18.
Según una realización alternativa de la
invención (no mostrada), que se corresponde con una inversión
mecánica de este principio, la caja 18 se desplaza axialmente con
respecto a la placa de soporte 20, o bien la placa de soporte 20,
montada en la caja 18, se desplaza axialmente con respecto al
aparato 22, para posicionar la cara externa 42 del elemento de
cierre 38 axialmente con respecto al transmisor de carga 52 que está
fijado.
Claims (18)
1. Dispositivo para medir la presión de la
sangre, destinado a acoplarse a una parte (16) para medir la
presión de la sangre que circula en un conducto (14), comprendiendo
la parte de medición de presión (16), en una pared sustancialmente
rígida (34), un orificio (36) que está cerrado de manera estanca por
un elemento de cierre (38), cuya cara interna (40) está en contacto
con la sangre y cuya cara externa (42) está en contacto con el aire
ambiente, siendo posible deformar o desplazar elásticamente el
elemento de cierre (38) en general a lo largo de un eje de
deformación o desplazamiento (A-A), que es
sustancialmente ortogonal a su plano general, bajo el efecto de la
presión de la sangre, comprendiendo el dispositivo de medición de
presión un detector de carga (26) fijado a una estructura de
soporte (20, 22) diseñada para soportar la parte de medición de
presión (16) de manera que el detector de carga (26) queda situado
sustancialmente orientado hacia el elemento de cierre (38), a lo
largo del eje de deformación (A-A), estando diseñado
el detector de carga (26) para estar en contacto, a través del
extremo axial de un elemento sensible (52), con la cara externa (42)
del elemento de cierre (38) para medir la fuerza aplicada
axialmente en la cara interna (40) del elemento de cierre (38) por
la presión de la sangre, a efectos de calcular a partir de la misma
el valor de esta presión, en el que
- -
- a efectos de realizar una medición, el detector de carga (26) coopera con la cara externa (42) del elemento de cierre asociado (38) solamente por contacto;
- -
- el dispositivo (10) comprende medios (58) para el desplazamiento axial relativo del elemento sensible (52) hacia el elemento de cierre o de la parte de medición (16), con respecto a la estructura de soporte (20, 22), comprendiendo dichos medios (58) para el desplazamiento axial relativo del elemento sensible (52) un dispositivo (62, 74) para inmovilizar el elemento sensible (52) en una posición axial seleccionada;
- -
- el dispositivo (10) comprende un sistema de control de los medios (58) para el desplazamiento axial del elemento sensible (52), o de la parte de medición (16), de modo que, durante una fase de ajuste inicial de la posición axial del elemento sensible (52) con respecto a la cara externa (42) del elemento de cierre asociado (38), el elemento sensible (52) se desplaza axialmente hasta que alcanza una posición seleccionada en la que el elemento sensible (52) entra en contacto con la cara externa (42) del elemento de cierre (38) y aplica una fuerza de pretensado inicial determinada (F_{0}), y el elemento sensible queda inmovilizado axialmente en la posición seleccionada, a efectos de hacer que el dispositivo de medición de presión (10) sea adecuado para la medición de presiones de sangre mayores que la presión del aire ambiente y para la medición de presiones de sangre menores que la presión del aire ambiente.
2. Dispositivo, según la reivindicación 1, en el
que los medios (58) para el desplazamiento axial del elemento
sensible (52) comprenden un motor (62) de tipo paso a paso, y por el
hecho de que el motor (62) puede disponerse en una posición de
mantenimiento, a efectos de inmovilizar axialmente el elemento
sensible (52).
3. Dispositivo, según la reivindicación 1, en el
que los medios (58) para el desplazamiento axial del elemento
sensible (52) comprenden un motor (62) que no es de tipo paso a paso
y un dispositivo de inmovilización axial (74) que puede bloquear
los medios (58) para el desplazamiento axial del elemento sensible
(52) en la posición seleccionada.
4. Dispositivo (10), según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que los medios de desplazamiento
axial (58) comprenden un dispositivo de accionamiento lineal (58)
que puede desplazar axialmente el detector de carga (26) y su
elemento sensible (52).
5. Dispositivo (10), según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, que comprende un transmisor de carga (52)
que se dispone entre el elemento de cierre (38) y el detector de
carga (26) que está fijado, y en el que el desplazamiento del
transmisor de carga (52), que es axial con respecto al detector de
carga (26), está controlado por un dispositivo de accionamiento
lineal (58).
6. Dispositivo (10), según cualquiera de las
reivindicaciones 4 y 5, en el que el dispositivo de accionamiento
lineal (58) comprende un motor eléctrico (62) de tipo paso a
paso.
7. Dispositivo (10), según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el elemento de cierre (38)
está hecho en una única pieza con la pared rígida asociada (34).
8. Dispositivo (10), según la reivindicación
anterior, en el que el elemento de cierre (38) está moldeado con la
pared rígida asociada (34).
9. Dispositivo (10), según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende un sistema de control
que controla los medios de desplazamiento axial (58) de modo que se
lleva a cabo una operación de calibración inicial, que consiste en
seleccionar la posición axial del elemento sensible (52),
respectivamente, de la parte de medición (16), con respecto a la
cara externa (42) del elemento de cierre (38), respectivamente, con
respecto al extremo axial del elemento sensible (52), cuando el
elemento de cierre (38) está en estado de reposo, correspondiendo
este estado de reposo a la ausencia de un gradiente de presión entre
su cara externa (42) y su cara interna (40).
\newpage
10. Dispositivo (10), según la reivindicación
anterior, en el que el sistema de control controla los medios de
desplazamiento axial (58) de modo que, durante la operación de
calibración inicial, se provoca el desplazamiento axial del
elemento sensible (52) hacia la cara externa (42) del elemento de
cierre (38), respectivamente, el desplazamiento axial de la parte
de medición (16) hacia el extremo axial del elemento sensible (52),
hasta obtener una fuerza de pretensado inicial (F_{0}) que es
suficientemente alta para que el dispositivo de medición de presión
(10) trabaje en una zona lineal de los medios de desplazamiento
axial (58) donde el juego axial no tiene efecto en las mediciones
de presión.
11. Dispositivo (10), según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende un sistema de control
que controla los medios de desplazamiento axial (58) de modo que la
respuesta del elemento de cierre (38) a una fuerza de pretensado
(F_{0}) puede analizarse como una función de un desplazamiento
axial del elemento sensible (52), respectivamente, de la parte de
medición (16).
12. Dispositivo (10), según la reivindicación
anterior, en el que la función del análisis de la respuesta del
elemento de cierre (38) es determinar una fuerza de pretensado
(F_{0}) óptima para mediciones de presiones de sangre mayores que
la presión del aire ambiente y para mediciones de presiones de
sangre menores que la presión del aire ambiente.
13. Proceso para controlar un dispositivo (10)
para medir la presión de la sangre, destinado a acoplarse a una
parte (16) para medir la presión de la sangre que circula en un
conducto (14), comprendiendo la parte de medición de presión (16),
en una pared sustancialmente rígida (34), un orificio (36) que está
cerrado de manera estanca por un elemento de cierre (38), cuya cara
interna (40) está en contacto con la sangre y cuya cara externa
(42) está en contacto con el aire ambiente, siendo posible deformar
o desplazar elásticamente el elemento de cierre (38) en general a
lo largo de un eje de deformación o desplazamiento
(A-A), que es sustancialmente ortogonal a su plano
general, bajo el efecto de la presión de la sangre, comprendiendo el
dispositivo de medición de presión un detector de carga (26) fijado
a una estructura de soporte (20, 22) diseñada para soportar la
parte de medición de presión (16) de manera que el detector de carga
(26) queda situado sustancialmente orientado hacia el elemento de
cierre (38), a lo largo del eje de deformación
(A-A), estando diseñado el detector de carga (26)
para estar en contacto, a través del extremo axial de un elemento
sensible (52), con la cara externa (42) del elemento de cierre (38)
para medir la fuerza aplicada axialmente en la cara interna (40) del
elemento de cierre (38) por la presión de la sangre, a efectos de
calcular a partir de la misma el valor de esta presión, en el que
durante una fase de ajuste inicial de la posición axial del elemento
sensible (52) con respecto a la cara externa (42) del elemento de
cierre asociado (38), el elemento sensible (52), o la parte de
medición (16), se mueve axialmente, con respecto a la estructura de
soporte (20, 22), hacia el elemento de cierre (38),
respectivamente, hacia el extremo axial del elemento sensible (52),
de modo que el elemento sensible (52) se desplaza axialmente hasta
que alcanza una posición seleccionada en la que el elemento sensible
(52) entra en contacto con la cara externa (42) del elemento de
cierre (38) y aplica una fuerza de pretensado inicial determinada
(F_{0}), y el elemento sensible (52) queda inmovilizado axialmente
en la posición seleccionada mediante un dispositivo (62, 74), a
efectos de hacer que el dispositivo de medición de presión (10) sea
adecuado para la medición de presiones de sangre mayores que la
presión del aire ambiente y para la medición de presiones de sangre
menores que la presión del aire ambiente.
14. Proceso, según la reivindicación anterior,
en el que la fase de ajuste inicial comprende una operación de
calibración inicial, y en el que, durante la operación de
calibración inicial, el elemento sensible (52), respectivamente, la
parte de medición (16), se mueve axialmente hacia la cara externa
(42) del elemento de cierre asociado (38), respectivamente, hacia
el extremo axial del elemento sensible asociado (52), hasta una
posición axial de referencia determinada, en la que el elemento
sensible (52) está en contacto con la cara externa (42) del
elemento de cierre (38), a efectos de establecer una correlación
entre una fuerza de pretensado determinada (F_{0}) y el estado de
reposo del elemento de cierre (38), correspondiendo este estado de
reposo a una ausencia de gradiente de presión entre su cara externa
(42) y su cara interna (40).
15. Proceso, según la reivindicación anterior,
en el que, durante la operación de calibración inicial, el elemento
sensible (52), respectivamente, la parte de medición (16), se mueve
axialmente hacia la cara externa (42) del elemento de cierre (38),
respectivamente, hacia el extremo axial del elemento sensible (52),
hasta que el elemento sensible (52) aplica una fuerza de pretensado
inicial (F_{0}) que es suficientemente alta para que el
dispositivo de medición de presión (10) trabaje en una zona lineal
de los medios de desplazamiento axial (58) donde el juego axial no
tiene efecto en las mediciones de presión.
16. Proceso, según cualquiera de las
reivindicaciones 13 a 15, en el que la fase de ajuste inicial
comprende una fase de análisis, y en el que la fase de análisis
consiste analizar la respuesta del elemento de cierre (38) a una
fuerza de pretensado (F_{0}) que varía en función de un
desplazamiento axial del elemento sensible (52), respectivamente,
de la parte de medición (16).
17. Proceso, según la reivindicación anterior,
en el que la fase de análisis se utiliza para identificar un
defecto en la estructura del elemento de cierre (38).
18. Proceso, según la reivindicación 16 ó 17, en
el que la fase de análisis se utiliza para determinar una fuerza de
pretensado (F_{0}) óptima para mediciones de presiones de sangre
mayores que la presión del aire ambiente y para mediciones de
presiones de sangre menores que la presión del aire ambiente.
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