ES2283782T3 - Dispositivo de calentamiento y humidificador de gas respiratorio. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para acondicionamiento de gas medicinal, que comprende: un alojamiento (1) dotado de una entrada (5) para gas medicinal no tratado y una salida (6) para el gas medicinal tratado, en el que en dicho alojamiento (1) se proporcionan medios de acondicionamiento para la humidificación y el templado de dicho gas medicinal, comprendiendo un cuerpo de evaporación (7), una entrada de suministro de agua (9) y un dispositivo de calentamiento (8), en el que dicho cuerpo de evaporación (7) y dicho dispositivo de calentamiento (8) se disponen de manera concéntrica formando un espacio (11) entre ellos y en el que dicha entrada de suministro de agua (9) se conecta a dicho espacio (11) entre el dispositivo de calentamiento (8) y el cuerpo de evaporación (8). caracterizado porque dicho cuerpo de evaporación (7) es un monolito rígido microporoso hecho de cerámica, o hecho de PTFE, que presenta un grosor de pared que varía de 1 a 10 mm.
Description
Dispositivo de calentamiento y humidificación de
gas respiratorio.
La presente invención se refiere a dispositivos
para el acondicionamiento de gas medicinal y más particularmente a
humidificadores.
En condiciones fisiológicas, la nariz cumple la
función de proporcionar el templado activo y la humidificación de
aire respiratorio. Sin embargo, cuando un paciente está sometido a
respiración artificial, la nariz está derivada mediante un tubo
flexible, cuyo extremo distal se inserta en la tráquea. Con el fin
de evitar efectos no deseados tales como provocar la expectoración o
el drenaje de las membranas mucosas, debe tratarse el aire
respiratorio suministrado. Esto es necesario porque las membranas
mucosas de la garganta y la nariz, que normalmente asumen esta
tarea, ya no están disponibles en estas circunstancias. El
tratamiento de humidificación y templado de los gases respiratorios
suministrados, que es esencial para la función normal de los
pulmones, se realiza actualmente mediante dispositivos normalmente
compuestos por un aparato de humidificación y de calentamiento.
Se conocen humidificadores en la técnica. Se
usan humidificadores para templar y humedecer gas medicinal
suministrado a un paciente. Están disponibles humidificadores en los
que el agua para la humidificación del gas circulante se mantiene en
un depósito calentado y el gas circulante que se va a humedecer se
hace pasar por dicho depósito. Estos humidificadores de la técnica
anterior comprenden una fuente de aire (u otra mezcla de gases), una
cámara de humidificación que incluye una fuente de agua y medios de
calentamiento para vaporizar el agua, y un conducto para conducir
los gases humidificados al paciente o usuario. Estos humidificadores
pueden comprender además medios de evaporación, normalmente
fabricados de papel secante.
La patente de los Estados Unidos número
3.638.926 da a conocer un aparato de humidificación y calentamiento
que comprende una placa calentada por resistencia enrollada en
espiral en contacto térmico con una hoja de papel secante de
absorción de agua. El aire del respirador viaja a lo largo de un
paso espiral formado por la placa, la superficie del agua en el
depósito y una tapa para producir un vapor sustancialmente saturado
a una temperatura deseada.
Dimensionándose generalmente el depósito para
alojar suficiente agua para evitar un rellenado frecuente, el
volumen total de agua en el depósito se calienta y se mantiene a la
temperatura deseada de manera que el establecimiento, el
mantenimiento y el cambio de la temperatura deseada del agua son más
difíciles que para volúmenes menores de agua. Además, el agua en
estos dispositivos se estanca y puede propiciar la proliferación de
bacterias. El mantenimiento y limpieza de estos humidificadores es,
además, difícil de realizar. Además, su complejo diseño puede no
permitir su reutilización después de un único uso.
El documento WO 97/07845 da a conocer un aparato
para compensar pérdidas de calor y humedad en un dispositivo que
administra o restituye aire templado y húmedo a un paciente. El
dispositivo descrito en este documento no es apropiado no obstante
para el suministro de un volumen grande de gas medicinal húmedo y
templado, lo que es esencial para pacientes que necesitan un alto
caudal de aire.
El documento
EP-A-567 158 da a conocer un
humidificador según el preámbulo de la reivindicación 1.
Es un objetivo principal de la presente
invención proporcionar un dispositivo para el acondicionamiento de
gas medicinal, que puede mantener el nivel de calor y la proporción
de humedad de dicho gas medicinal al nivel requerido. Es otro
objetivo de la presente invención proporcionar un dispositivo para
el acondicionamiento de gas medicinal en el que dicho aire se
proporciona con alto rendimiento de flujo y humedad. Es otro
objetivo adicional proporcionar un dispositivo para el
acondicionamiento de gas medicinal que es un dispositivo todo en
uno que presenta funciones de humidificación y calentamiento, que
puede conectarse a un canal de suministro de gas en una ubicación
arbitraria de modo que se garantiza una gran flexibilidad del
dispositivo. Un objetivo adicional de la invención es proporcionar
un dispositivo para el acondicionamiento de gas medicinal, que puede
esterilizarse fácilmente. Es otro objetivo más de la presente
invención proporcionar un dispositivo para el acondicionamiento de
gas medicinal que puede reutilizarse. Es otro objetivo adicional más
de la presente invención proporcionar un dispositivo para la
humidificación de gas suministrado a un paciente en el que dicho gas
es un gas respiratorio. Otro objetivo adicional más de la presente
invención es proporcionar un dispositivo para la humidificación de
gas suministrado a un paciente en el que dicho gas se utiliza para
cirugía laparoscópica.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de acondicionamiento de gas medicinal que comprende un
alojamiento dotado de una entrada para gas medicinal no tratado y
una salida para el gas medicinal tratado, en el que en dicho
alojamiento se proporcionan medios de acondicionamiento para la
humidificación y el templado de dicho gas medicinal, comprendiendo
un cuerpo rígido de evaporación, una entrada de suministro de agua y
un dispositivo de calentamiento, en el que dicha entrada de
suministro de agua está conectada al alojamiento de manera que una
delgada capa de agua puede insertarse entre el dispositivo de
calentamiento y el cuerpo rígido de evaporación. En una realización
de la presente invención, dichos medios de acondicionamiento se
disponen entre dicha entrada y dicha salida.
Más particularmente, la presente invención, tal
como se reivindica, se refiere a un dispositivo para
acondicionamiento de gas medicinal caracterizado por que dicho
cuerpo rígido de evaporación y dicho dispositivo de calentamiento se
disponen de manera concéntrica formando un espacio entre ellos y en
el que dicha entrada de suministro de agua se conecta al alojamiento
de manera que una delgada capa de agua puede insertarse entre el
dispositivo de calentamiento y el cuerpo rígido de evaporación.
Dicho cuerpo rígido de evaporación y dicho dispositivo de
calentamiento pueden ser de cualquier forma adecuada que permita un
espacio cuando se disponen de manera concéntrica. Dicho cuerpo
rígido de evaporación y dispositivo de calentamiento pueden tener
forma cilíndrica, de modo que forman un espacio cilíndrico cuando
se disponen de manera concéntrica. Otras formas adecuadas incluyen,
pero no se limitan a rectangular, octogonal y similares. En una
realización preferida, dicho espacio entre el dispositivo de
calentamiento y el cuerpo rígido de evaporación es cilíndrico.
El dispositivo según la invención permite la
humidificación y el templado de grandes volúmenes y flujos de gas
medicinal suministrado a un individuo que necesita del mismo. La
entrada de suministro de agua se conecta al alojamiento de manera
que una delgada capa de agua puede insertarse en el espacio entre el
dispositivo de calentamiento y el cuerpo rígido de evaporación. En
una realización preferida, el espacio entre el dispositivo de
calentamiento y el cuerpo rígido de evaporación puede oscilar entre
0,1 y
0,001 cm.
0,001 cm.
El espacio entre el dispositivo de calentamiento
y el cuerpo rígido de evaporación puede ser también mayor de 0,1 cm,
y puede en tal caso proporcionarse adicionalmente en el mismo un
producto absorbente de agua tal como papel secante, esponja,
cerámica, material sintético absorbente de agua y similares. Por
ejemplo, el espacio entre el dispositivo de calentamiento y el
cuerpo rígido de evaporación puede dotarse de un segundo cuerpo
rígido de evaporación con propiedades de absorción de agua. La
delgada capa de agua se insertaría en dicho segundo propiedades de
absorción de agua.
En otra realización de la presente invención, el
dispositivo según la invención puede estar dotado del dispositivo de
calentamiento en estrecho contacto con el cuerpo rígido de
evaporación, estando dicho dispositivo de calentamiento o cuerpo
rígido de evaporación dotado de ranuras longitudinales o cilíndricas
permitiendo de esta manera que se pueda insertar una capa delgada de
agua en dichas ranuras.
Tal como se utiliza en la presente memoria, una
delgada capa de agua se refiere a una capa que varía entre 0,1 y
0,001 cm. La evaporación de agua en la capa delgada permite evitar
que la presión vaya en aumento en el espacio entre el cuerpo rígido
de evaporación y el dispositivo de calentamiento. Esta evaporación
de agua en la capa delgada en el espacio permite la alimentación de
agua por gravedad por ejemplo y la salida de vapor con precisión
mediante la regulación de la temperatura del elemento de
calentamiento.
En la presente invención, dicho cuerpo rígido de
evaporación es microporoso. Tal como se utiliza en la presente
memoria, dicho cuerpo rígido de evaporación también se refiere a un
cuerpo monolítico. Además, dicho cuerpo rígido de evaporación
presenta características considerables de impermeabilidad al agua y
permeabilidad al vapor de agua. Pueden fabricarse cuerpos rígidos de
evaporación adecuados de cualquier material rígido conocido en la
técnica con características de impermeabilidad al agua y
permeabilidad al vapor de agua. Dicho cuerpo rígido de evaporación
se fabrica preferiblemente de material sólido que presenta mallas
con características de impermeabilidad al agua y permeabilidad al
vapor de agua. En una realización, el cuerpo rígido de evaporación
puede fabricarse de material que un tamaño de malla que varía entre
0,05 \mum y 1 \mum, preferiblemente con un tamaño de malla de
0,2 \mum. El uso de un cuerpo rígido de evaporación en el presente
dispositivo proporciona varias ventajas tales como precisión y
estabilidad del dispositivo. El cuerpo rígido no se deforma debido
al calor y la presión causados por el agua cuando se calienta.
Además, el espacio entre dicho cuerpo rígido de evaporación y el
elemento de calentamiento se mantiene constante debido a esa
rigidez, y además ofrece una seguridad contra fugas de agua.
En la presente invención, dicho cuerpo rígido de
evaporación se fabrica de material cerámico tal como alúmina porosa
tratada o no tratada con un producto hidrófobo tal como un producto
repelente del agua. En una realización preferida, dicho cuerpo
rígido de evaporación es un cilindro cerámico microporoso, que
preferiblemente está hueco. Con el fin de obtener características de
impermeabilidad al agua y permeabilidad al vapor de agua para dicho
cilindro cerámico, los poros de dicho cilindro pueden impregnarse de
producto hidrófobo. Dicho cuerpo rígido de evaporación puede
fabricarse de un monolito de PTFE microporoso. Dicho monolito de
PTFE se fabrica preferiblemente de un cilindro hueco con un grosor
de pared que varía de 1 a 10, preferiblemente de 3 a 10 mm, y más
preferiblemente de 5 a 6 mm. El cuerpo rígido de evaporación
fabricado de cerámica o de PTFE monolítico presenta la ventaja de
ser robusto, resistente al calor y puede esterilizarse además
fácilmente, usando medios conocidos en la técnica tales como
esterilización en estufa por ejemplo.
Dicho dispositivo presenta la ventaja de ser
resistente al calor y de poder limpiarse, sustituirse y/o
esterilizarse fácilmente. Dicho dispositivo puede por lo tanto
reutilizarse.
En otra realización de la presente invención, el
dispositivo según la invención puede estar dotado de una carcasa
aislante adicional que rodea el alojamiento de dicho dispositivo.
Esta carcasa permite el aislamiento del dispositivo.
En otra realización, las paredes del alojamiento
del dispositivo según la invención pueden rodearse adicionalmente
por un segundo dispositivo de calentamiento de manera concéntrica.
Esto permite la reducción de la condensación de agua y proporciona
un templado adicional de dicho gas medicinal. Según esta
realización, el dispositivo de calentamiento adicional puede
encerrarse adicionalmente en una carcasa aislante con el fin de
aislar térmicamente dicho dispositivo.
El dispositivo presenta un alojamiento en el que
se proporcionan los medios de acondicionamiento para la
humidificación y templado de gas medicinal, que comprenden un cuerpo
rígido de evaporación, una entrada de agua y un dispositivo de
calentamiento, caracterizado porque dicho cuerpo rígido de
evaporación y dicho dispositivo de calentamiento se disponen de
manera concéntrica formando un espacio entre ellos. En una
realización, dicho cuerpo rígido de evaporación rodea dicho
dispositivo de calentamiento. En otra realización, dicho dispositivo
de calentamiento rodea dicho cuerpo rígido de evaporación.
El dispositivo de la presente invención
garantiza que la correcta humedad del gas circulante se mantiene en
todo momento, mientras templa dicho gas simultáneamente. Además, el
dispositivo de la presente invención proporciona la ventaja de
ahorrar espacio y ser fácil de manejar. De hecho, la mayoría de los
dispositivos de la técnica anterior se componen de un aparato de
humidificación y de un aparato de templado en forma de un depósito
de agua y un medio de calentamiento para vaporizar el agua, y están
dotados opcionalmente de medios de evaporación. El ensamblaje de
tales partes es engorroso, y proporciona desventajas cuando es
necesario sustituir o limpiar aparatos de este tipo. Además, se
pueden cometer errores al conectar dicho conjunto a un suministro de
gas y a un paciente, al constar de demasiadas entradas, salidas y
sistemas de tubos. La presente invención proporciona una unidad de
humidificación y de calentamiento toda combinada en un dispositivo,
en el que el gas medicinal se humidifica y se templa
simultáneamente. Dicho dispositivo tiene la ventaja de presentar al
menos una entrada de gas que debe conectarse al suministro de gas y
una salida de gas que debe conectarse al paciente. Como sólo hay una
manera de conectar el nuevo dispositivo, no hay lugar a la
confusión. Además, el dispositivo según la invención tiene la
ventaja de presentar una capa delgada de agua que circula y que se
evapora continuamente, mientras que en los dispositivos de la
técnica anterior el agua que debía evaporarse se estanca a de 37ºC a
40ºC favoreciendo de esta manera el desarrollo de
microorganismos.
El dispositivo de la presente invención permite
acondicionar dicho gas respiratorio con un alto rendimiento de flujo
y humedad, lo que es particularmente adecuado en caso de situaciones
de respiración artificial dificultosa, tales como por ejemplo en
respiración artificial de bebés prematuros con altas tasas de
respiración y bajas capacidades vitales.
La presente invención se describirá en detalle
adicionalmente a continuación en la presente memoria, en la que se
describen en detalle las realizaciones preferidas del dispositivo de
la presente invención. La descripción sólo se da a modo de ejemplo y
no limita la invención. Los números de referencia se refieren a las
figuras adjuntas a la presente memoria.
La figura 1 representa una vista desde arriba de
una realización preferida de un dispositivo según la invención.
La figura 2 representa una vista en sección
transversal a lo largo de la línea II-II del
dispositivo de la figura 1.
La figura 3 representa una vista en sección
transversal de otra realización preferida de un dispositivo según la
invención.
La figura 4 representa una vista en sección
transversal de otra realización preferida más de un dispositivo
según la invención.
La presente invención se refiere a un
dispositivo adecuado para el acondicionamiento de gas medicinal.
Tal como se utiliza en la presente memoria, el
término "gas medicinal" se refiere a cualquier gas respirable
adecuado para un individuo que necesite del mismo. Se refiere
también a cualquier gas que deba conducirse a cavidades u órganos
del cuerpo de un individuo que necesite del mismo, tal como por
ejemplo tal como aire normal que debe llevarse a través de la nariz
o la boca a los pulmones, o mezclas de gases O_{2}/CO_{2} que
deben proporcionarse durante cirugía laparoscópica. Tal como se
utiliza en la presente memoria, el término "individuo" se
refiere a animales, preferiblemente mamíferos, y más preferiblemente
humanos.
Dicho dispositivo es particularmente adecuado
para el acondicionamiento de aire respiratorio que debe
suministrarse a los pulmones, y también para el acondicionamiento de
gas que debe suministrarse a un cavidad del cuerpo tal como en la
cirugía laparoscópica.
Tal como se utiliza en la presente memoria, el
término "acondicionamiento de gas medicinal" y/o "tratamiento
de gas medicinal" se refiere a humidificación/humectación y
templado de dicho gas.
Un dispositivo según la invención se compone de
un alojamiento 1, que puede ser cilíndrico como se ilustra en la
figura 3, pero que puede presentar también otras formas adecuadas.
En una realización preferida, dicho dispositivo presenta una forma
tal como se ilustra en las figuras 2 ó 4. El alojamiento puede
fabricarse de material adecuado para usos médicos. Se fabrica
preferiblemente de plástico o de metal.
Tal como se muestra en la figura 2, dicho
dispositivo puede comprender un alojamiento 1 que presenta un fondo
2, una pared periférica 3 y una cubierta 4, estando dotado dicho
alojamiento 1 de una abertura de entrada 5 para el suministro de gas
medicinal tal como se ilustra con la flecha 13, y de una abertura de
salida 6 de la que sale 14 el gas medicinal tratado. Dicho
alojamiento 1 comprende además medios de acondicionamiento para la
humidificación y el templado de dicho gas que consisten
esencialmente en un cuerpo rígido de evaporación 7 dispuesto en
dicho alojamiento 1 entre dicha entrada 5 y salida 6, un dispositivo
de calentamiento 8 y una entrada de agua 9. Dicho cuerpo rígido de
evaporación 7 y dicho dispositivo de calentamiento 8 se disponen de
manera concéntrica formando un espacio 11 entre ellos y conectándose
dicha entrada de agua 9 a dicho alojamiento de manera que una capa
delgada de agua puede insertarse en dicho espacio 11 entre el
dispositivo de calentamiento 8 y el cuerpo rígido de evaporación 7.
En dicha realización, el cuerpo rígido de evaporación 7 rodea el
dispositivo de calentamiento 8. La acción del dispositivo de
calentamiento 8 sobre el agua suministrada en el espacio 11 permite
la producción de vapor de agua ilustrada esquemáticamente en este
caso mediante puntos 15. El gas que pasa se carga de este modo de
manera eficiente de vapor de agua 15. Dicho dispositivo de
calentamiento 8 puede ser una resistencia autoajustable de tipo PTC.
Dicha resistencia de calentamiento 8 puede componerse de un
componente de calentamiento central 10, que puede ser cilíndrico y
que puede estar rodeado de un elemento metálico, tal como se muestra
en la figura 2. Elementos metálicos adecuados comprenden, pero no se
limitan a, cualquier elemento metálico conductor de calor, tal como
aluminio, titanio, acero inoxidable, plata y similares. En una
realización preferida se usa aluminio anodizado. En otra
realización, el alojamiento 1 puede estar rodeado adicionalmente de
un dispositivo adicional de calentamiento de manera concéntrica.
En otra realización mostrada en la figura 3,
dicho dispositivo comprende un alojamiento 1 que presenta un fondo 2
y una cubierta 4, en el que dicho alojamiento 1 está dotado de una
abertura de entrada 5 para el suministro de gas medicinal tal como
se ilustra con la flecha 13, y una abertura de salida 6 para el gas
medicinal tratado tal como se ilustra con la flecha 14,
comprendiendo además medios de acondicionamiento para la
humidificación y el templado de dicho gas. Dichos medios de
acondicionamiento consisten esencialmente en un cuerpo rígido de
evaporación 7 dispuesto en dicho alojamiento 1 entre dicha entrada 5
y salida 6, un dispositivo de calentamiento 8 y una entrada de agua
9, caracterizado porque dicho cuerpo rígido de evaporación 7 y dicho
dispositivo de calentamiento 8 se disponen de manera concéntrica
formando un espacio 11 entre ellos y en el que dicha entrada de agua
9 se conecta a dicho alojamiento de manera que una capa delgada de
agua puede insertarse entre el dispositivo de calentamiento 8 y el
cuerpo rígido de evaporación 7. Tal como se ilustra en la figura 3,
dicho cuerpo rígido de evaporación 7 está rodeado por el dispositivo
de calentamiento 8 de manera concéntrica formando un espacio 11
entre ellos. Además, la salida 6 se sitúa en la parte superior de
dicho cuerpo rígido de evaporación 7 y la entrada 5 se sitúa en el
fondo de dicho cuerpo rígido de evaporación 7. Tal como se muestra
en la figura 3, dicho cuerpo rígido de evaporación 7 es
preferiblemente un cilindro hueco. La acción del dispositivo de
calentamiento 8 sobre el agua suministrada en el espacio 11 permite
la producción de vapor de agua ilustrada esquemáticamente en este
caso mediante puntos 15. Dicho dispositivo de calentamiento 8 puede
ser una resistencia autoajustable de tipo PTC. Puede comprender un
componente de calentamiento central 10, que puede ser cilíndrico tal
como se muestra en la figura 3 que rodea un cilindro en elemento
metálico, tal como un cilindro de aluminio anodizado. Aunque no se
muestra en este caso, el componente de calentamiento 10 puede
presentar sensores de temperatura unidos al mismo. Dichos sensores
12 pueden unirse en la parte superior o en el fondo de dicho
componente de calentamiento 10. En una realización preferida, dichos
sensores de temperatura se unen en el fondo de dicho componente de
calentamiento 10.
Para el propósito de aislamiento térmico del
dispositivo y para permitir la fácil manipulación del dispositivo
tal como se ilustra en la figura 3, se proporcionan adicionalmente
paredes aislantes en el alojamiento entre la cubierta 4 y el fondo
2, rodeando de esta manera el dispositivo de calentamiento 8.
Un cuerpo rígido de evaporación 7 adecuado es
preferiblemente microporoso y presenta características considerables
de impermeabilidad al agua y permeabilidad al vapor de agua. Un
cuerpo rígido de evaporación 7 adecuado puede fabricarse de
cualquier material sólido conocido en la técnica con características
de impermeabilidad al agua y permeabilidad al vapor de agua. Dicho
cuerpo rígido de evaporación 7 se fabrica preferiblemente de un
material sólido que presenta mallas con características de
impermeabilidad al agua y permeabilidad al vapor de agua. En una
realización, el cuerpo rígido de evaporación 7 puede fabricarse de
material que presenta un tamaño de malla que varía entre 0,05 \mum
y 1 \mum, presentando preferiblemente una luz de malla de 0,2
\mum. El cuerpo rígido de evaporación 7 permite por sus
propiedades de transferencia térmica el templado del gas que pasa a
través del mismo.
En la presente invención, dicho cuerpo rígido de
evaporación 7 se fabrica de material cerámico. En una realización
preferida, dicho cuerpo rígido de evaporación 7 es un cilindro
cerámico poroso. Para obtener características de impermeabilidad al
agua y permeabilidad al vapor de agua de dicho cilindro cerámico,
los poros de dicho cilindro se impregnan preferiblemente de un
producto hidrófobo. El uso del cuerpo rígido de evaporación 7 cuyos
poros se impregnan con un producto hidrófobo permite que sólo el
vapor 15 de agua entre en el dispositivo y se evita el arrastre de
gotitas de agua por la corriente de gas que pasa a través de dicho
dispositivo. Se conocen en la técnica productos hidrófobos para
impregnar dicho cuerpo de evaporación. Ejemplos de productos de ese
tipo son silano, sílice y productos usados en la técnica para
impermeabilizar paredes. En la presente invención, dicho cuerpo
rígido de evaporación 7 se fabrica de un monolito de PTFE
microporoso. Dicho monolito de PTFE microporoso se fabrica
preferiblemente de un cilindro hueco, con un espesor de pared que
varía de 1 a 10 mm, preferiblemente de 3 a 10 mm, más
preferiblemente de 5 a 6 mm. La naturaleza hidrófoba del PTFE
permite que el agua en estado líquido sea repelida de los poros,
mientras que el vapor de agua 15 puede pasar.
En otra realización preferida, tal como se
muestra en la figura 2, el dispositivo según la invención puede
presentar aberturas en dicho alojamiento 1, estando situada dicha
entrada 5 en el fondo 2 y estando situada dicha salida 6 en la
cubierta 4 de dicho alojamiento 1.
En otra realización preferida tal como se
muestra en la figura 4, el dispositivo según la invención puede
presentar aberturas en dicho alojamiento, estando situada dicha
entrada 5 en el fondo de dicha pared periférica 3 y estando situada
dicha salida 6 en la parte superior de dicha pared periférica 3.
El dispositivo tal como se ilustra en las
figuras 2 ó 4 garantiza un acondicionamiento rápido y óptimo del gas
que fluye a través del dispositivo debido al área de superficie de
gran tamaño del cuerpo rígido de evaporación 7. El alojamiento del
dispositivo tal y como se ha diseñado actualmente optimiza el
templado y humidificación del gas que fluye a través de dicho
dispositivo. De hecho, la obstrucción parcial del flujo de gas por
los medios de acondicionamiento comprendidos en el dispositivo de
las figuras 2 ó 4, garantiza un tiempo de contacto más largo con los
medios de acondicionamiento permitiendo de esta manera que dicho gas
se cargue de vapor de agua 15 producido por los medios de
acondicionamiento.
Según una realización, la entrada 5 y la salida
6 presentan tuberías de conexión, ilustradas respectivamente como 5a
y 6a en las figuras 2 y 4, dirigidas a unirse a un tubo. Dichas
salida y entrada 5 y 6, y las tuberías de conexión correspondientes
pueden ser de tamaños idénticos o diferentes. La tasa de flujo a
través del dispositivo según la invención puede modularse ajustando
la posición y el tamaño de la entrada y de la salida y/o de las
correspondientes tuberías de conexión. Si se necesita un flujo
reducido en la salida del dispositivo, el tamaño de la salida 6
puede reducirse. La posición de la entrada y la salida puede
ajustarse también para obtener el mejor acondicionamiento del aire
que circula a través del dispositivo. La tubería de conexión en la
entrada puede conectarse a un tubo de suministro de gas. Por tubo de
suministro de gas debe entenderse la parte del tubo que se conecta a
un suministro de gas, o anestesia, o a un aparato respiratorio no
ilustrado, o a un suministro de gas para cirugía laparoscópica. En
una realización preferida tal como se ilustra en las figuras 2 y 4,
dicha tubería de conexión 5a puede componerse de dos cilindros de
diámetros diferentes que permiten la adaptación de sistemas de tubos
de diámetros diferentes según la aplicación. La tubería de conexión
6a de la salida puede conectarse al tubo que suministra gas al
paciente. Dichas tuberías de conexión pueden ser cilíndricas en una
realización preferida. Las tuberías de conexión en otra realización
pueden calentarse adicionalmente mediante medios conocidos en la
técnica para garantizar el templado del gas medicinal suministrado a
una temperatura deseada y, en consecuencia, evitar la condensación
de agua.
El dispositivo según la invención se caracteriza
porque dicho dispositivo presenta en dicho alojamiento 1, un cuerpo
rígido de evaporación 7 y un dispositivo de calentamiento 8
dispuestos de manera concéntrica en dicho alojamiento 1 entre dichas
entrada 5 y salida 6.
En una realización de la presente invención,
dicho cuerpo rígido de evaporación 7 en dicho alojamiento 1 rodea el
dispositivo de calentamiento 8 de manera concéntrica formando un
espacio 11 entre ellos, tal como se muestra en la figura 2.
En otra realización de la presente invención tal
como se ilustra en la figura 3, dicho cuerpo rígido de evaporación 7
está rodeado por dicho dispositivo de calentamiento 8 de manera
concéntrica formando un espacio 11 entre ellos. En esta realización,
el dispositivo según la invención comprende un alojamiento 1 dotado
de una salida 6 situada en la parte superior de dicho cuerpo rígido
de evaporación 7 y una entrada 5 situada en el fondo de dicho cuerpo
rígido de evaporación 7.
Una entrada de agua 9 se conecta al alojamiento
tal manera que una capa delgada de agua puede insertarse en dicho
espacio 11 entre el dispositivo de calentamiento 8 y el cuerpo
rígido de evaporación 7. La capa delgada de agua puede se una capa
que varía entre 0,1 y 0,001 cm. Un ejemplo de una capa delgada de
agua de dicho dispositivo puede variar de 0,08 a 0,01 cm. El agua
puede fluir a través de dicha entrada de agua 9 al interior de dicho
espacio 11 por simple capilaridad, bombeo activo, difusión y/o
gravedad. En una realización preferida dicha agua entra fluyendo por
gravedad. La entrada de agua 9 está conectada al espacio 11. El agua
que debe suministrarse se mantiene preferiblemente en un depósito
de agua que está conectado a dicha entrada 9. Dicha agua llega al
interior del espacio 11 a través de la entrada de suministro de agua
9. Con el fin de optimizar el efecto de la gravedad para el
suministro de agua en el dispositivo según la invención, la altura
del depósito de agua puede variar de 70 cm a 120 cm. En una
realización de la presente invención tal como se muestra en la
presente memoria, dicha entrada de agua 9 se conecta al espacio 11
en la parte superior del dispositivo. En otra realización preferida
no mostrada en la presente memoria, dicha entrada de agua 9 se
conecta en el fondo del dispositivo según la invención.
Para conseguir el mantenimiento al nivel deseado
del calor y de la humedad del gas que debe administrarse al
paciente, el gas fluye a través del dispositivo según la invención,
entrando a través de la entrada 5, pasando por dicho medio de
acondicionamiento. Dicho gas se carga de vapor de agua 15 producido
por la acción del dispositivo de calentamiento 8 en el agua
suministrada.
El dispositivo de calentamiento permite obtener
temperaturas en el intervalo de 120ºC a 150ºC. Dicho dispositivo de
calentamiento 8 puede ser una resistencia autoajustable de tipo PTC.
Puede estar compuesto por un componente central 10, que puede ser
cilíndrico y que puede estar rodeado de un material metálico tal
como se muestra en la figura 2 o, tal como ilustra la figura 3,
dicho dispositivo de calentamiento 8 comprende un cilindro en
elemento metálico rodeado por un componente central 10. Elementos
metálicos adecuados comprenden, pero no se limitan a, cualquier
elemento metálico conductor de calor, tal como aluminio, titanio,
acero inoxidable, plata y similares. En una realización preferida
se usa aluminio anodizado. Además, dicho componente 10 puede
presentar sensores de temperatura 12 unidos al mismo. Dichos
sensores de temperatura 12 pueden unirse en la parte superior del
dispositivo, tal como se ilustra en la figura 2, o pueden unirse al
componente 10 en el fondo de dicho componente 10. Dicho componente
de calentamiento 10 se conecta preferiblemente de cualquier manera
conveniente a una fuente eléctrica de energía a través de cables de
alimentación. Dicho componente 10 puede estar dotado de medios para
enchufar dichos cables de alimentación y para enchufar opcionalmente
indicadores tipo LED (Light Emitting Diode, diodo de emisión
de luz).
Con el fin de mantener la mayor cantidad posible
de gas húmedo llevado a la temperatura deseada a un nivel constante
y suministrarlo en este estado a un paciente, dicho cuerpo rígido de
evaporación 7 rodea el dispositivo de calentamiento 8 (figuras 2,
4), o tal como se muestra en la figura 3, dicho dispositivo de
calentamiento 8 rodea dicho cuerpo rígido de evaporación 7. La
condensación puede entonces reducirse o evitarse con la ayuda del
dispositivo de calentamiento, garantizándose que el gas de
circulación se mantiene a la temperatura correcta no sólo por el
vapor de agua en el dispositivo sino también con la ayuda del cuerpo
de evaporación. La producción de humedad 15 puede establecerse de
manera continua de 10 a 50 ml/h ajustando la temperatura del
dispositivo de calentamiento 8. Debido al área de superficie de gran
tamaño del cuerpo rígido de evaporación, se garantiza el rápido y
óptimo acondicionamiento del gas medicinal que lo atraviesa. Además,
debido a las altas temperaturas de trabajo que varían de 120ºC a
150ºC en el dispositivo, puede obtenerse una esterilización
constante del vapor de agua, evitándose de este modo una
contaminación por microbios e infecciones.
Una válvula de anti-retorno
puede montarse en la entrada de agua 9. Dicha válvula de
anti-retorno ayudará a minimizar el efecto de
contrapresión debido al cuerpo rígido de evaporación 7 que actúa
como cámara de vapor, y también permite reducir el efecto de la
diferencia de altura del depósito de agua.
En otra realización según la invención, dicho
alojamiento 1 puede presentar rebordes que rodean la parte superior
y el fondo de la pared periférica 3. La presencia de dichos rebordes
permite que el dispositivo pueda agarrarse de manera particularmente
fácil y segura. Esto proporciona una fácil manipulación del
dispositivo según la invención. Dicho dispositivo puede agarrarse de
manera segura desde el lado, de manera que es prácticamente
imposible que se escurra y la desconexión de dicho dispositivo se
vuelve fácil de realizar y sin problemas. El alojamiento de dicho
dispositivo puede estar dotado de una carcasa aislante para
aislamiento térmico del dispositivo de manera que son prácticamente
imposibles episodios de quemaduras.
El intercambio de calor procesado por el
dispositivo de calentamiento 8 puede ser bidireccional y puede por
lo tanto influir, por sus características de retroalimentación, en
la función autoajustable de la resistencia de calentamiento presente
en el componente 10, de tal manera que, en caso de un flujo de gas
mayor, esta resistencia evaporará una mayor cantidad de agua. Las
resistencias del dispositivo de calentamiento según la invención
pueden ser de tipo P.T.C.
El presente dispositivo según la invención se
fabrica de tal manera que la limpieza y/o sustitución del
dispositivo se realiza fácilmente, permitiendo la reutilización del
dispositivo. El presente dispositivo es adecuado también para un
único uso y puede ser también total o parcialmente desechable. Todos
los componentes de dicho dispositivo son resistentes al calor y
dicho dispositivo puede por lo tanto esterilizarse y
reutilizarse.
Además, el diseño y el montaje de dicho
dispositivo es tal que el dispositivo es compacto y robusto. Esto
proporciona que, durante el uso de dicho dispositivo para
humidificación y templado de gas medicinal, no sólo hay un óptimo
acondicionamiento de dicho gas para el paciente, sino además
protección contra infección y ahorro de costes. La contaminación por
microbios se evita de hecho en dicho dispositivo mediante las altas
temperaturas de trabajo que varían de 120ºC a 150ºC y por el hecho
de que el agua se evapora constantemente. El dispositivo según la
invención puede además presentar cuerpos de calentamiento y de
humidificación que pueden ser desmontables y que pueden fácilmente
limpiarse y esterilizarse. El dispositivo puede presentar cualquier
tamaño adecuado para acondicionar de manera eficiente un gas
medicinal dependiendo de su utilización. Ejemplos no limitativos de
tamaños adecuados para el dispositivo según la invención pueden
variar de 5 a 20 cm, preferiblemente de 10 a 15 cm, y más
preferiblemente de 11 a 13 cm para la altura del dispositivo. La
anchura del dispositivo puede variar de 6 a 3 cm, más
preferiblemente de 4 a 5 cm.
El presente dispositivo según la invención
permite el acondicionamiento de todo el gas que fluye a través de
dicho dispositivo, dado que el gas se humidifica y se templa de
manera simultánea y en su totalidad cuando circula a través de los
medios de acondicionamiento de dicho dispositivo.
La presente invención proporciona por lo tanto
un dispositivo que permite el acondicionamiento de gas medicinal,
concretamente humidificación y calentamiento de dicho gas. Es fácil
de manipular, conectar y desconectar. Además, manteniendo la
temperatura del gas húmedo en el dispositivo estrictamente bajo
control, se puede evitar la formación de demasiada agua de
condensación en el mismo.
Dicho dispositivo ayuda claramente a humidificar
grandes volúmenes de gas suministrado mientras mantiene al nivel
deseado de calor el vapor de agua en los tubos que administran o
restituyen el gas a un paciente, y a garantizar un nivel de humedad
por el que se produce un mínimo de condensación en estos tubos.
Pueden utilizarse separadores de agua adicionales en la línea de
espiración para evitar la acumulación de agua en el sistema de
tuberías.
Cuando se utiliza para acondicionar aire
respiratorio, dicho dispositivo puede colocarse en la línea de
inspiración del aparato de respiración, y puede situarse o cerca del
paciente o cerca del aparato de suministro de aire.
Dos o más dispositivos según la invención pueden
utilizarse en serie garantizando de este modo el acondicionamiento
correcto de un flujo de aire grande por ejemplo. El dispositivo
puede combinarse también con cualquier humidificador clásico
existente para incrementar sus prestaciones. Dicho dispositivo puede
usarse también en combinación con un intercambiador de calor y
humedad (heat and moisture exchanger, HME). Dicho dispositivo
puede acoplarse o integrarse adicionalmente a un HME. Cuando se usa
en combinación con un HME, o cuando se acopla o se integra con dicho
HME, dicho dispositivo puede tener dimensiones menores. Ejemplos no
limitativos de tamaños adecuados para dicho dispositivo más pequeño
pueden variar de 1 a 3 cm de altura y de 1 a 3 cm de anchura. Puede
conectarse además a una nariz artificial. Dicho dispositivo puede
utilizarse además en todas las aplicaciones que requieran la
humidificación y el calentamiento de gas. Dicho dispositivo según la
invención es por lo tanto adecuado para el acondicionamiento de gas
medicinal. Puede aplicarse también para anestesia y cualquier otro
procedimiento médico en el que se requiera la conducción de gas a
cavidades del cuerpo o a órganos. Por ejemplo, puede usarse para
cirugía laparoscópica para la humidificación y calentamiento del gas
suministrado en la cavidad peritoneal. El beneficio de este uso
particular puede ser proporcionar un efecto sistémico de la
anestesia local a la cavidad peritoneal durante la cirugía y por lo
tanto se reduce el dolor post-operatorio.
Además, el dispositivo según la invención puede
conectarse a un aparato de respiración que administra o restituye
gas a un paciente. Puede situarse en cualquier parte del circuito de
respiración, incluso cerca del paciente.
La presente descripción se refiere además a un
método para el acondicionamiento de gas medicinal, que comprende la
etapa de conectar un dispositivo según la invención a un suministro
de gas y hacer pasar el gas a través de dicho dispositivo.
La presente descripción se refiere además a un
método para acondicionamiento de gas medicinal, que comprende la
etapa de conectar un dispositivo según la invención a un suministro
de gas y hacer pasar el gas a través de dicho dispositivo. La
presente invención se refiere a un método para el acondicionamiento
de gas medicinal, en el que dicho gas se humidifica y se templa,
comprendiendo las etapas de suministrar a través de una abertura de
entrada gas medicinal no tratado, humidificar y templar dicho gas
suministrado a través de la acción de agua evaporada forzada a
través de un cuerpo rígido poroso calentando una pequeña columna de
agua.
Claims (24)
1. Dispositivo para acondicionamiento de gas
medicinal, que comprende:
un alojamiento (1) dotado de una entrada (5)
para gas medicinal no tratado y una salida (6) para el gas medicinal
tratado, en el que en dicho alojamiento (1) se proporcionan medios
de acondicionamiento para la humidificación y el templado de dicho
gas medicinal, comprendiendo un cuerpo de evaporación (7), una
entrada de suministro de agua (9) y un dispositivo de calentamiento
(8), en el que dicho cuerpo de evaporación (7) y dicho dispositivo
de calentamiento (8) se disponen de manera concéntrica formando un
espacio (11) entre ellos y en el que dicha entrada de suministro de
agua (9) se conecta a dicho espacio (11) entre el dispositivo de
calentamiento (8) y el cuerpo de evaporación (8).
caracterizado porque dicho cuerpo de
evaporación (7) es un monolito rígido microporoso hecho de cerámica,
o hecho de PTFE, que presenta un grosor de pared que varía de 1 a 10
mm.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, en
el que dicho espacio (11) entre el dispositivo de calentamiento y el
cuerpo rígido de evaporación (7) es cilíndrico.
3. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 2, en el que dicho cuerpo rígido de evaporación
(7) presenta características sustanciales de impermeabilidad al agua
y permeabilidad al vapor de agua.
4. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que dicho cuerpo rígido de evaporación
(7) presenta un tamaño de malla que varía entre 0,05 \mum y 1
\mum.
5. Dispositivo según la reivindicación 4, en
el que el tamaño de malla de dicho cuerpo rígido de evaporación (7)
es de 0,2 \mum.
6. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que dichos medios de acondicionamiento
se disponen entre dicha entrada (5) y dicha salida (6).
7. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho cuerpo de evaporación (7)
rodea dicho dispositivo de calentamiento (8).
8. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, en el que dicho alojamiento (1) está rodeado
además por un dispositivo de calentamiento adicional de manera
concéntrica.
9. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho dispositivo de calentamiento
(8) rodea dicho cuerpo de evaporación (7).
10. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque dicho
alojamiento (1) presenta un fondo (2), una pared periférica (3) y
una cubierta (4).
11. Dispositivo según la reivindicación 10, en
el que la entrada (5) se sitúa en el fondo (2) y la salida (6) se
sitúa en la cubierta (4) de dicho alojamiento (1).
12. Dispositivo según la reivindicación 10, en
el que la entrada (5) se sitúa en el fondo (2) de dicha pared
periférica (3) y la salida (6) se sitúa en la parte superior de
dicha pared periférica (3).
13. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12, en el que dicho dispositivo de
calentamiento (8) comprende un componente de calentamiento central
(10) que está rodeado por un elemento metálico.
14. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque dicho
alojamiento presenta un fondo (2) y una cubierta (4).
15. Dispositivo según la reivindicación 14, en
el que la salida (5) se sitúa en la parte superior del cuerpo de
evaporación (7) y la salida (6) se sitúa en el fondo de dicho cuerpo
de evaporación (7).
16. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 14 ó 15, en el que el cuerpo de evaporación (7)
está rodeado por el dispositivo de calentamiento (8) de manera
concéntrica formando un espacio (11) entre ellos.
17. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 14 a 16, en el que dicho dispositivo de
calentamiento (8) comprende un componente de calentamiento (10) que
rodea un cilindro en elemento.
18. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 17, en el que la entrada de agua (9) se conecta
al espacio (11) entre el dispositivo de calentamiento (8) y el
cuerpo de evaporación (7).
19. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 18, en el que dicha entrada de agua (9)
comprende una válvula de anti-retorno.
20. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 19, en el que dicha entrada de agua (9) se
conecta a un depósito de agua.
21. Dispositivo según la reivindicación 20, en
el que dicho depósito de agua está a una altura que varía entre 70 y
120 cm.
22. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 21, en el que dicho dispositivo de
calentamiento (8) comprende sensores de temperatura (12) unidos al
mismo.
23. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 22, en el que dichas entrada (5) y salida (6)
presentan una tubería de conexión (5a, 6a) y están destinadas para
unir tubos.
24. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 23, en el que dicho alojamiento (1) presenta
rebordes que rodean la parte superior y el fondo de la pared
periférica (3).
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