ES2575237T3

ES2575237T3 - Trampa de aire para un cartucho de infusión

Info

Publication number: ES2575237T3
Application number: ES12168792.5T
Authority: ES
Inventors: Hugh F. Smisson, Iii; Richard G. Cartledge; John M. Iaconis; Jeffrey W. Jerrell; John M. Christensen; Michael L. Koltz; Frederick J. York; Bradford J. Rainier
Original assignee: SMISSON-CARTLEDGE BIOMEDICAL LLC
Current assignee: SMISSON-CARTLEDGE BIOMEDICAL LLC
Priority date: 2005-03-17
Filing date: 2006-03-09
Publication date: 2016-06-27
Anticipated expiration: 2026-03-09
Also published as: US20080146996A1; AU2010200720B2; US20130138041A1; ES2385351T3; JP5111538B2; CN101180016B; US20140309612A1; CN101180016A; EP2497512B1; CA2601128C; EP1865894B1; US8662154B2; EP2497512A1; US20060211986A1; AU2010200720A1; US7713236B2; US20090245765A1; JP4493713B2; AU2010200721B2; US8764408B2

Abstract

Una trampa de aire (110) para un cartucho de infusión de fluido desechable, comprendiendo la trampa de aire (110) caras superior e inferior (501, 502) que definen un eje longitudinal que se extiende centralmente entre las mismas, un acceso de entrada de fluido superior (503) para recibir el fluido desde el intercambiador de calor (101), un acceso de salida de fluido inferior (505) posicionado fuera del centro del eje longitudinal, un acceso de salida de aire superior (504), y un disruptor de flujo de fluido (601), donde el acceso de entrada de fluido (503) se posiciona fuera del centro del eje longitudinal de la trampa de aire (110) entrando tangencialmente en la trampa de aire (110) para crear un vórtice dentro de la trampa de aire (110) que extrae el aire descendentemente hacia el acceso de salida de fluido (505), y que comprende además un mecanismo de purga para purgar el aire de la trampa de aire (110) y evitar que el aire pase más allá de la trampa de aire (110), caracterizada por que la trampa de aire (110) es cilíndrica, donde el disruptor de flujo de fluido (601) se posiciona fuera del centro del eje longitudinal y se extiende desde la superficie interior de la cara inferior (502) de la trampa de aire (110) próxima al acceso de salida de fluido inferior (505) donde el acceso de entrada de fluido (503) se alisa hacia la pared interior de la trampa de aire (110) y está posicionado fuera de la línea media del eje longitudinal de la trampa de aire (110) para crear un vórtice dentro de la trampa de aire (110).

Description

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DESCRIPCION

Trampa de aire para un cartucho de infusion Campo de la invencion

La presente invencion se dirige a un fluido de calentamiento para la infusion en el cuerpo de un paciente sin danar el fluido a traves de la exposicion al aumento de la temperature as^ como la prevencion de la introduccion de aire en el cuerpo del paciente.

Antecedentes

El fluido requerido en el tratamiento de un paciente se debe almacenar a menudo en fno a temperatures relativamente fnas con respecto a la temperature corporal del paciente. Este almacenamiento refrigerado a menudo es necesario para preservar los fluidos en un estado a fin de que se mantenga la funcion e integridad del fluido. Los fluidos tales como la sangre y otros fluidos corporales suelen almacenarse a temperaturas hipodermicas que van de 2° a 20° Centigrados. Por lo tanto, cuando se introducen fluidos en el cuerpo del paciente a menudo es necesario calentar el fluido hasta una temperatura adecuada no solo para evitar cualquier disminucion rapida de la temperatura corporal del paciente, sino tambien para asegurar que el fluido que esta siendo introducido pueda funcionar como sea necesario. Se sabe que la inyeccion de fluidos en fno en el cuerpo de un paciente puede crear una fuente importante de perdida de calor por conduccion dentro del paciente, poniendo a menudo al paciente en riesgo adicional por enfriamiento, demasiado rapido o, a una temperatura a la que puede ocurrir el dano fisiologico.

Sin embargo, durante el calentando o al aumentar la temperatura del lfquido, debe tenerse cuidado al asegurar que el propio calentamiento no cree una complicacion adicional. Por ejemplo, si la sangre se expone a una temperatura por encima de 45° Centfgrados puede ocurrir hemolisis, la destruccion o degradacion severa, de las celulas de la sangre. Del mismo modo, si el fluido se calienta demasiado y se introduce despues en el cuerpo del paciente, se puede producir el dano fisiologico resultante de la exposicion a temperaturas excesivas, tales como quemaduras u otras cicatrices. El calentamiento del fluido en volumen requiere por lo general una aplicacion de demasiado intensa de una fuente de calor para calentar todo el fluido con cualquier nivel de eficiencia de tiempo. Del mismo modo, el calentamiento del fluido durante un penodo prolongado de tiempo puede conducir a una mayor exposicion del material al entorno creando riesgos de contaminacion.

Introducir el fluido en el paciente requiere un flujo ajustable de manera que la cantidad adecuada de fluido dependiendo de la necesidad se suministra al paciente. Combinar el medio de suministro de fluido con el calentamiento adecuado y eficaz del fluido es crucial para el suministro correcto de fluido al paciente. La tecnica anterior contiene sistemas de fluidos para el calentamiento a medida que se infunden en un paciente. La manera en que los fluidos se calientan dentro de estos sistemas vana y puede llevarse a cabo a traves de conveccion o conduccion. Un ejemplo de un sistema que plantea problemas clmicos calienta el fluido que esta siendo suministrado al paciente a traves de la exposicion a un fluido caliente, tal como agua. Tales sistemas suelen ser complicados, requieren una limpieza frecuente, y pueden contaminar el entorno clmico mediante la introduccion de una sustancia adicional - el lfquido de calentamiento. Un sistema de este tipo coloca a menudo un conducto a traves de un lfquido tal como el agua, que se calienta despues, y el fluido que se tiene que suministrar al paciente se extrae a traves del conducto aumentando de este modo la temperatura del fluido que se tiene que suministrar. Un sistema de este tipo puede ser perjudicial para un entorno esteril y no se puede transportar apropiadamente. Por otra parte, estos sistemas tienen tambien una masa de gran tamano que requiere una potencia significativa para calentar esa masa alcanzando un tiempo significativo para alcanzar esa temperatura, o alcanzar un extasis cuando se introduce una masa fna (como una bolsa de fluido fno).

Ademas, durante algunos procedimientos de infusion de fluidos es beneficioso ajustar la temperatura del cuerpo del paciente, ya sea calentandola o enfriandola. Como tal, es extremadamente beneficioso tener un sistema de calentamiento del fluido en lmea ajustable de manera que se pueda regular la temperatura adecuada. En los casos de perdida masiva o emergente de fluido, a menudo es necesario infundir cantidades extremadamente grandes de fluido en el cuerpo del paciente. En tales casos, los sistemas tradicionales de calentamiento de fluidos ponen, a menudo, al fluido en riesgo por la exposicion a temperaturas que podnan danar el fluido debido a que el fluido se debe calentar muy rapidamente. Tales problemas siguen estando en gran medida sin resolverse por la tecnica y la necesidad de mejores infusores de fluidos en lmea es abundante.

Cuando se introduce fluido en el cuerpo de un paciente es crucial que no se introduzca aire en el cuerpo del paciente. La introduccion de aire o burbujas de aire en el cuerpo de un paciente puede tener efectos muy perjudiciales. Embolias de aire pueden ocurrir si el aire se acumula en el torrente sangumeo de un paciente lo que da como resultado arritmias cardfacas, accidentes cerebrovasculares, o infartos pulmonares. Cualquiera de estas enfermedades potenciales puede ser potencialmente mortal y necesitan minimizarse las situaciones en las que grandes volumenes de fluidos corporales se estan infundiendo. Por tanto, es extremadamente importante que durante la infusion de fluidos corporales que se controle tanto el aire en el sistema de infusion como que se evite la introduccion del mismo en el cuerpo del paciente.

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Los dispositivos de la tecnica anterior que tratan de calentar el fluido por infusion en el cuerpo sufren a menudo de problemas muy espedficos. Por ejemplo, el sistema de calentamiento descrito en la patente de Estados Unidos N° 3.590.215 expedida a Anderson et al. utiliza regiones diferentes de calor que el fluido se encuentra a medida que avanza a traves del sistema. Espedficamente, el elemento o elementos de calentamiento descritos en Anderson et al. disminuyen el calor en el material que calienta el fluido desde una temperatura mas alta, a la que el fluido entra en el intercambiador de calor hasta una temperatura mas baja, a la que el fluido sale del intercambiador de calor. Una configuracion de este tipo no solo hace que sea diffcil regular la temperatura del fluido a medida que cambia el caudal, sino que tambien corre el riesgo de tener que exponer el fluido a temperaturas por encima de las que debena exponerse el fluido, corriendo el riesgo de danar el fluido.

Del mismo modo, la trayectoria serpenteante de flujo de fluido descrita en Anderson et al. crea el flujo tfpico de tipo laminar observado en la mayona de los sistemas de intercambiadores de calor. Por ejemplo, la patente de Estados unidos N° 5.245.693 de Ford et al. describe un patron de flujo serpenteante que es largo en comparacion con su anchura y mas ancho en comparacion con su profundidad. Este tipo de flujo es consistente con una trayectoria de flujo de tipo laminar no turbulento. Una trayectoria de flujo no turbulento requiere de energfa termica adicional para introducirse en el sistema de fluido para aumentar la temperatura del sistema de fluido de manera uniforme hasta una temperatura deseada.

El documento GB 1 407 982 A divulga una trampa de aire de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1. Sumario de la invencion

La presente invencion proporciona una trampa de aire de acuerdo con la reivindicacion 1.

La presente invencion proporciona tambien un mejor control de aire en el sistema de infusion tal como para evitar la introduccion de aire en el cuerpo del paciente quien recibe la infusion de fluido.

Tambien se divulga un sistema para aumentar la temperatura de un fluido que se esta infundiendo en el cuerpo de un paciente mientras que se realiza la infusion. Un sistema de calentamiento de este tipo se conoce tambien como un sistema de infusion por calentamiento en lmea. Una bomba del sistema proporciona un caudal variable que sirve una gran cantidad de necesidades y finalidades de infusion.

Un cartucho desechable permitira una transferencia eficaz de la energfa termica al fluido que se esta administrando por infusion en el cuerpo del paciente. El cartucho asegurara ademas que cantidades perjudiciales de aire no se introduzcan en el cuerpo del paciente.

Breve descripcion de los dibujos

La Figura 1 es una vista en alzado de los elementos internos de un cartucho desechable de acuerdo con la presente invencion.

La Figura 2a muestra una orientacion diferente del cartucho desechable de acuerdo con la presente invencion (tapa proxima del desechable removida).

La Figura 2b muestra el lado del cartucho desechable de una realizacion de la presente invencion que hace tope con el alojamiento de la bomba.

La Figura 2c muestra el alojamiento de la bomba con platina expuesta representando una cara de la presente invencion.

La Figura 3 muestra una mitad del intercambiador de calor - una pluralidad de aletas.

La Figura 4 es una seccion transversal del intercambiador de calor, artificialmente ahuecado, mostrando una trayectoria de flujo fluido de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.

La Figura 5 es una vista exterior de una trampa de aire de acuerdo con la presente invencion.

La Figura 6 es una seccion transversal de una trampa de aire de acuerdo con la presente invencion.

La Figura 7 muestra la forma del fluido que podna cargar un intercambiador de calor de acuerdo con la presente invencion.

La Figura 8 muestra un cartucho desechable de una realizacion de la presente invencion.

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Descripcion detallada de la invencion

La presente invencion contempla un cartucho de intercambio de calor desechable para su uso en la infusion de fluidos en el cuerpo de un paciente. El cartucho de intercambio de calor desechable se acopla de forma que se pueda separar a un dispositivo de bomba de infusion que proporciona no solo la energfa o potencia necesaria para transportar calor al fluido que se esta infundiendo, sino que tambien proporciona la bomba de generacion de flujo y los mecanismos para la supervision y la regulacion de determinados aspectos del sistema de infusion de fluidos. En esta descripcion de la invencion se hara referencia a las realizaciones mostradas en las Figuras 1-8 en las que los mismos numeros de referencia se utilizan para designar partes iguales en todos los dibujos. Las Figuras 1 y 2a-c describen una realizacion actualmente preferida de la presente invencion y no deben considerarse como limitantes. Una realizacion de la presente invencion es un cartucho de infusion de fluido desechable que comprende un intercambiador de calor que tiene caras superior e inferior y una zona de intercambio de calor interior definida por una primera y segunda pluralidad de aletas superpuestas, creando una profundidad de trayectoria de flujo sustancialmente uniforme, donde cada aleta tiene una relacion de altura con respecto a la anchura de al menos 1:2, por lo que el fluido entra en la cara inferior del intercambiador de calor a traves de un acceso inferior y carga una cavidad de flujo inferior a traves de la anchura de la zona de intercambio de calor antes de fluir a traves de la zona de intercambio de calor y fuera un acceso superior en la cara superior del intercambiador de calor.

El cartucho de infusion de fluido desechable puede comprender ademas una trampa de aire que tiene caras superior e inferior, una superficie interior, que recibe el fluido desde el intercambiador de calor, y que comprende ademas un disruptor de flujo de fluido y un mecanismo de purga para purgar el aire de la trampa de aire y evitar que el aire pase mas alla de la trampa de aire. El cartucho desechable de esta realizacion puede tener una relacion de la altura de las aletas con respecto a la anchura de las aletas de aproximadamente 1:2 a 1:50, preferentemente de aproximadamente 1:4 a 1:25, y mas preferentemente de aproximadamente 1: 5 a 1:10. La altura de las aletas en la presente realizacion puede ser de aproximadamente 0,25 pulgadas a aproximadamente 1 pulgada.

El cartucho desechable de la presente realizacion puede tener una relacion de la profundidad de trayectoria de flujo con respecto a la altura de las aletas de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 1:1. La trayectoria de flujo de la zona de intercambio de calor de la presente realizacion puede tener una profundidad de aproximadamente 0,01 pulgadas a aproximadamente 0,25 pulgadas. Ademas, la distancia entre una primera y segunda aletas dentro de la misma pluralidad de aletas puede ser de aproximadamente 0,25 pulgadas a aproximadamente 0,5 pulgadas. Tambien, el intercambiador de calor de la presente invencion puede estar compuesto de dos unidades simetricas fijadas entre sf, una sola unidad, o estar compuesto de al menos dos unidades fijadas entre sf.

La trampa de aire de la presente realizacion de un sistema de infusion de fluido desechable puede ser cilmdrica, donde la trampa de aire es mas alta que ancha. La trampa de aire de la presente realizacion comprende ademas un disruptor de flujo de fluido que se extiende desde la superficie interior de la cara inferior de la trampa de aire. Ademas, el mecanismo de purga puede utilizar un mecanismo de deteccion ultrasonica para controlar el volumen de fluido en la trampa de aire. Del mismo modo, el mecanismo de purga de la presente realizacion puede utilizar una valvula en un acceso de salida de fluido y una valvula en un acceso de salida de aire que trabajan en tandem para forzar el aire fuera del acceso de salida de aire a medida que el volumen del fluido dentro de la trampa de aire aumenta hasta un nivel predeterminado. La trampa de aire de la presente realizacion se puede eliminar eficazmente el aire cuando se mueve fuera de su eje vertical hasta 45°.

En otra realizacion de la presente invencion, el cartucho de infusion desechable puede comprender un intercambiador de calor que comprende una trayectoria cerrada de flujo tortuosa uniforme que contiene segmentos cortos de longitud de flujo lineal, creando una cinta de fluido, mayor en anchura que longitud de los segmentos de la longitud de flujo, uniforme, para la exposicion mejorada a la superficie interior del intercambiador de calor y la mezcla del fluido a traves de flujo no laminar para mejorar la transferencia termica dentro del fluido.

El cartucho de infusion desechable de esta realizacion puede comprender ademas una trampa de aire cilmdrica para eliminar el aire del cartucho desechable que comprende una cara superior e inferior y que comprende ademas un acceso de entrada de fluido, un acceso de salida de fluido, un acceso de salida de aire, y un disruptor de flujo de fluido, donde la trampa de aire crea un vortice de fluido y el disruptor de flujo de fluido crea un diferencial de presion en el acceso de salida de fluido para extraer el fluido de la trampa de aire.

El cartucho de esta realizacion puede poseer una relacion de la longitud de los segmentos cortos de la trayectoria de flujo tortuosa con respecto a la anchura de la trayectoria de flujo de aproximadamente 1:2 a 1:50, preferentemente de aproximadamente 1:4 a 1: 25, y mas preferentemente de aproximadamente 1:5 a 1:10. En esta realizacion, la longitud de los segmentos cortos de la trayectoria tortuosa puede ser de aproximadamente 0,25 pulgadas a aproximadamente 1 pulgada de longitud. Del mismo modo, la profundidad de la trayectoria de flujo tortuosa tiene una relacion de profundidad con respecto la longitud de los segmentos cortos de longitud de flujo de aproximadamente 0,01 a 1:1, con una profundidad espedfica de aproximadamente 0,01 pulgadas a aproximadamente 0,25.

El intercambiador de calor de la presente invencion puede crear la trayectoria tortuosa a traves de al menos una

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pluralidad de aletas. Dentro de que la pluralidad de aletas, la distancia entre una primera y segunda aletas puede ser de aproximadamente 0,25 pulgadas a aproximadamente 0,5 pulgadas.

El disruptor de flujo de fluido de la trampa de aire de la realizacion actual puede extenderse desde la superficie interior de la trampa de aire. Ademas, el mecanismo de purga puede utilizar un mecanismo de deteccion ultrasonica para controlar la altura de fluido. Del mismo modo, el mecanismo de purga puede utilizar una valvula en un acceso de salida de fluido y una valvula en un acceso de salida de aire que trabajan en tandem para forzar el aire fuera del acceso de salida de aire a medida que aumenta el volumen del fluido dentro de la trampa de aire. Ademas, las valvulas del mecanismo de purga se pueden controlar por los mecanismos de control contenidos dentro de un alojamiento de la bomba acoplable de forma reversible al cartucho.

En una realizacion adicional del presente cartucho de infusion, el dispositivo puede comprender al menos un monitor de presion para controlar la presion de fluido dentro del cartucho desechable, asf como un detector de burbujas para controlar la presencia de burbujas dentro de fluido que se hace pasar a traves del cartucho desechable.

El intercambiador de calor 101, como se representa en la Figura 1, esta contenido dentro del cartucho desechable 100. El cartucho desechable se une de forma que se pueda separar al sistema de bomba de tal manera que una vez completado el tratamiento, el cartucho desechable se puede retirar y desechado. El cartucho desechable es autonomo y una vez conectado al sistema de la bomba no necesita ajustarse ni manipularse. El fluido entra en el cartucho desechable en el tubo de entrada primario 102 que extrae fluido de la fuente de fluido. El fluido se introduce en el tubo de entrada primario 102 y procede mas alla de una primera union en T que sirve como el monitor de presion del flujo entrante 103. El monitor de presion del flujo entrante 103 esta en comunicacion fluida con una primera camara de aire 151. El monitor de presion del flujo entrante 103 determina la presion del flujo de fluido a medida que entra en el bucle de la bomba 104 para permitir una adecuada regulacion del flujo de fluido. El bucle de la bomba 104 interactua con un sistema de presion rodante o de otro modo desmontable. El bucle de la bomba 104 en su interaccion con un sistema de bombeo empuja el fluido a traves del cartucho desechable 100. Cuando el fluido sale del bucle de la bomba 104 fluye a traves de una segunda union en T que sirve como el monitor de presion del flujo saliente 105. El monitor de presion del flujo saliente 105 determina la presion del fluido a medida que sale del bucle de la bomba 104 de manera que el flujo del fluido a traves del cartucho desechable 100 se puede regular.

El fluido se hace pasar despues al intercambiador de calor 101 a traves del acceso de entrada del intercambiador 106 en la cara inferior del intercambiador de calor. Despues de que el fluido se ha hecho pasar a traves del medio turbulento establecido por el intercambiador de calor 101, sale a traves del acceso de salida del intercambiador 107 que se encuentra situado una posicion opuesta al acceso de entrada del intercambiador 106 en la cara superior del intercambiador de calor 101. En este punto, el fluido de infusion ha soportado su calentamiento y la temperatura deseada se ha alcanzado.

El fluido sale del intercambiador de calor 101 a traves del acceso de salida del intercambiador 107 y entra despues en la trampa de aire 110 en aproximadamente el punto medio a lo largo del eje longitudinal de la trampa de aire 110. El fluido fluye fuera de la trampa de aire 110 y a traves de una tercera union en t que sirve como detector de burbujas fuera de flujo 112. El detector de burbujas fuera de flujo 112 determina si las cantidades en exceso de aire se han infiltrado en el sistema. Si un nivel inaceptable de aire permanece en el fluido a medida que fluye mas alla del detector de burbujas fuera de flujo 112, el sistema no permitira que la infusion de ese fluido en el cuerpo del paciente. Si el fluido no contiene aire, o una cantidad minima de aire tal que sea aceptable, el fluido se hace pasar al detector de burbujas fuera del flujo y al paciente a traves del tubo de salida primario 111.

Una descripcion detallada del intercambiador de calor 101 requiere referencia a las Figuras 3 y 4. El intercambiador de calor 101 se puede crear por dos mitades moldeadas a partir del mismo molde que contienen cada una de ellas una pluralidad de aletas. Una primera mitad 301 se compone del acceso de entrada del intercambiador 106 y una pluralidad de aletas que comprende una serie de aletas espaciadas 302. Con la excepcion de una aleta de flujo especialmente dimensionada 303, cada una de las aletas 302 tienen el mismo tamano y estan espaciadas equidistantes entre sf. A medida que el fluido entra en el intercambiador de calor 101 a traves del acceso de entrada del intercambiador 106, el fluido llena la cavidad de flujo 304 definida por las paredes interiores del intercambiador de calor y la aleta de flujo 303. Cuando esta en funcionamiento, el intercambiador de calor se orienta de tal manera que una cara inferior, donde se encuentra el orificio de entrada, y una cara superior, donde se encuentra el orificio de salida, estan orientadas en una forma vertical forzando al fluido a que fluya en una direccion ascendente a traves del intercambiador de calor y en contra de las fuerzas gravitacionales. Debido a la forma especial dada a la aleta de flujo 303, el fluido llena la cavidad de flujo 304 antes de proceder a traves del intercambiador de calor 101.

Se utiliza la Figura 4 para describir el flujo de fluido a traves del intercambiador de calor 101, el fluido entra en la cavidad de flujo 304 a traves del acceso de entrada del intercambiador. Debido a la aleta de flujo diferencialmente dimensionada 303, el fluido llena primero la cavidad de flujo 304 antes de elevarse sobre la primera aleta. Este relleno preliminar permite que el fluido llene la anchura del intercambiador de calor y fluye como una cinta ancha de fluido a traves de las aletas opuestas a un flujo laminar a traves de un conducto largo pero estrecho. La aleta de flujo 303 realiza la difusion adecuada de fluido mediante la creacion de un vacfo de flujo mas delgado 305 entre la aleta de flujo 303 y la primera de la pluralidad de aletas de forma regular. El fluido fluye despues hasta la longitud del

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intercambiador de calor 101 entre el acceso de entrada del intercambiador y el acceso de salida del intercambiador. A medida que el fluido se eleva, se desplaza en forma de onda como una cinta superficial pero ancha de fluido. El patron de flujo de corto recorrido linear, flujo ancho creado por el intercambiador de calor crea un flujo turbulento que provoca el aumento de la circulacion molecular dentro del fluido. Mientras que el flujo laminar dentro de conductos tipicos, tales como tubos, vease “giros” moleculares mas altos en la porcion central del conducto, el flujo turbulento dentro del intercambiador de calor 101 proporciona mucho mas exposicion de diferentes moleculas a la superficie interior del intercambiador de calor facilitando de este modo una transferencia de energfa mas eficiente y eficaz.

Volviendo a la Figura 3, la otra mitad del intercambiador de calor se puede crear a partir del mismo molde, donde el acceso de entrada del intercambiador 106, se convierte en el acceso de salida del intercambiador. Una vez formadas, las dos mitades se montan entre sf utilizando medios conocidos en la tecnica, que incluyen pero no limitan a, pernos, tornillos u otros medios mecanicos, asf como pegamentos, cementos, u otros medios qmmicos. Si se utilizan medios mecanicos, entonces se pueden utilizar pestanas de fijacion 306 para alojar los dispositivos de fijacion.

La Figura 4, la vista en seccion transversal del intercambiador de calor, muestra ademas el asiento del sello 401 que preve un espacio para colocar un sello alrededor de la circunferencia del intercambiador de calor para aumentar la impermeabilidad a los fluidos del intercambiador de calor, tal como una junta torica . Cabe senalar que aunque el intercambiador de calor de la presente realizacion se describe como estando formado a partir de dos mitades identicas, el intercambiador de calor se podna formar como una pieza singular o mas de dos piezas. Para facilitar la fabricacion, sin embargo, dos mitades identicas como se describe en el presente documento permiten el resultado adecuado a traves de un menor coste.

El intercambiador de calor de la presente invencion se puede formar a partir de cualquier numero de materiales: aluminio anodizado fundido, cobre, oro, y similares. El material elegido para su uso en el intercambiador de calor de la presente invencion debe ser capaz de una conduccion y dispersion de calor adecuada para asegurar una distribucion correcta del calor a traves de la superficie, asf como la transferencia termica al fluido que se desea calentar. La termodinamica dicta que para dos materiales con el mismo calor espedfico, que es la cantidad de energfa termica requerida para cambiar la temperatura del material de una unidad por unidad de masa, el material con una masa mayor transferira mas eficientemente calor al material con una masa menor. Este nivel de eficiencia se entiende a menudo como capacitancia termica - por que los materiales con mayor capacitancia termica (es decir, masa) retendran mas calor durante la transferencia de energfa al material adyacente suficiente para aumentar considerablemente la temperatura del segundo material sin la perdida indeseada de energfa. Por analogfa, el intercambio de calor se produce entre el intercambiador de calor y el fluido de infusion a modo de ejemplo, un material con una masa de 1,5 kg se calienta a 60 °C y se coloca en contacto estrecho y directo con un material que tiene una masa de 0,5 kg a una temperatura de 40 °C. Cuando se completa el calentamiento, ambos materiales alcanzan una temperatura de 55 °C. La energfa almacenada por el componente mas caliente a traves de su aumento de la masa permite un mejor intercambio de energfa termica entre los dos materiales. La seleccion de un material, teniendo en cuenta las necesidades especiales de la presente invencion requiere, por lo tanto, la consideracion de la masa del material, asf como las propiedades termodinamicas de ese material.

La Figura 5 muestra una vista ampliada de la trampa de aire 110 y sus conductos conectivos. Aunque la trampa de aire se describe con referencia a formas espedficas, debe ser evidente para un experto en la materia que cualquier forma que permita la inversion de la direccion de flujo de fluido en el acceso de salida de fluido de la trampa de aire permitira el seguimiento y eliminacion de aire del sistema de cartucho. La trampa de aire tiene generalmente forma cilmdrica con una parte superior abovedada 501 e inferior aplanada 502. El fluido entra en la trampa de aire 110 en el acceso de entrada de la trampa de aire 503 que se encuentra situado aproximadamente a mitad de camino a lo largo del eje longitudinal del aire trampa. El fluido entra en la trampa de aire 110 desde el intercambiador de calor con el fin de eliminar el aire atrapado o introducirse en el fluido. El aire que se retira puede provenir de la falta de purga en la fuente de fluido de aire antes de introducirlo en la presente invencion. Tambien es posible que el calentamiento del fluido provoque la liberacion de gas de la envolvente creando burbujas que si se permite su entrada en el cuerpo del paciente podna ser perjudicial o incluso mortal. El fluido sale de la trampa de aire 110 a traves del acceso de salida de fluido 505 que se encuentra situado en la parte inferior 502 de la trampa de aire.

La Figura 6 representa una seccion transversal de la trampa de aire 110. En esta vista, se puede observar el acceso de entrada de la trampa de aire 503, ya que esta en la interfaz con la trampa de aire. El acceso de entrada de la trampa de aire 503 se alisa hacia la pared interior de la trampa de aire y esta posicionado fuera de la lmea media del eje longitudinal de la trampa de aire. Esta posicion del acceso de entrada de la trampa de aire 503 en relacion con la lmea media del eje longitudinal de la trampa de aire hace que el fluido que esta siendo introducido en la trampa de aire fluya sobre la forma cilmdrica de la trampa de aire en una direccion en sentido horario a medida que el fluido llena y continua entrando en la trampa de aire. Este patron de flujo crea un vortice en la trampa de aire tirando del aire hacia abajo, hacia el acceso de salida de fluido. En la parte inferior 502 de la trampa de aire se encuentra un disruptor de flujo 601 que esta situado adyacente al acceso de salida de fluido 505. El disruptor de flujo se puede extender desde la pared interior de la trampa de aire o desde la pared interior de la parte inferior 502 de la trampa de aire. Puesto que el fluido, que esta viajando en sentido horario sobre la trampa de aire, fluye a traves del disruptor de flujo 601, se crea un diferencial de presion en el acceso de salida de fluido 505 extrayendo el fluido de la trampa de

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aire y permitiendo que las burbujas de aire o gas fluyan hacia arriba a lo largo del eje longitudinal de la trampa de aire.

Volviendo a la Figura 5, el nivel de fluido dentro de la trampa de aire se controla continuamente mientras que el dispositivo de infusion esta siendo operado. Cuando el nivel de fluido en la trampa de aire 110 cae por debajo del sensor de nivel inferior 506 una valvula situada en o sobre el acceso de salida de fluido 505 se cierra. Aproximadamente al mismo tiempo que la valvula situada en o sobre el acceso de salida de fluido 505 se cierra, una valvula situada en o sobre el acceso de salida de aire 504 se abre. Con el acceso de salida de fluido 505 cerrado, el fluido que entra la trampa de aire 110 obliga a cualquier aire presente en la trampa de aire a subir por el eje longitudinal de la trampa de aire. Debido a que el acceso de salida de aire 504 esta abierto, el aire dentro de la trampa de aire se ve obligado a salir de la trampa de aire y en el tubo de salida de aire 108 que se muestra en la Figura 1. Cuando el nivel de fluido en la trampa de aire 110 se eleva por encima del sensor de nivel superior 507, la valvula en el acceso de salida de aire 504 se cierra. Aproximadamente al mismo tiempo que la valvula en el acceso de salida de aire 504 se cierra, la valvula en el acceso de salida de fluido 505 se abre de nuevo. Con el acceso de salida de fluido 505 abierto, se restablece el fluido que fluye hacia el paciente a traves del tubo de salida primario 111.

La trampa de aire representada en la presente invencion es capaz de funcionar a diferentes inclinaciones y orientaciones. El cilindro formado por la trampa de aire tiene entre 3 pulgadas y 10 pulgadas de altura, preferentemente entre 3,5 pulgadas y 7 pulgadas, y mas preferentemente entre 4 pulgadas y 6 pulgadas. El diametro del cilindro de la trampa de aire esta entre 0,5 pulgadas y 2 pulgadas, preferentemente entre 0,625 pulgadas y 1,5 pulgadas, y mas preferentemente entre 0,75 pulgadas y 1,25 pulgadas. La trampa de aire es capaz de eliminar adecuadamente el aire del fluido a medida que se hace pasar a traves de la misma, incluso cuando la trampa de aire se inclina fuera de su eje vertical hasta en 45°.

Como se ha mencionado anteriormente, la transferencia eficiente de calor desde el elemento de calentamiento al fluido que se calienta impacta fuertemente la presente invencion. El uso de la presente invencion de un patron de flujo de ancho, de corto recorrido lineal permite un flujo mas turbulento con un area de contacto muy grande. El area de contacto que se describe es el area de la interfaz entre el intercambiador de calor y el fluido que se hace pasar a traves del mismo. Descrito como una cinta de fluido, el fluido que viaja a traves de un intercambiador de calor fabricado de acuerdo con la presente invencion fluira en distancias lineales muy cortas a lo largo de los segmentos cortos de distancia lineal, pero sera proporcionalmente mayor. De hecho, la cavidad creada por el flujo de fluido a traves del intercambiador de calor es mas ancha que larga, y mas larga que profunda, creando de este modo una forma de cinta tortuosa para que el fluido pase a traves de la misma. La Figura 7 es una representacion del fluido que fluye a traves del intercambiador de calor 100. El flujo de fluido de la Figura 7 se muestra primero como habiendo llenado el orificio de entrada del intercambiador como un fluido de entrada 701. El fluido llena despues la cavidad de flujo como el fluido de la cavidad 702. Despues, el fluido fluye hasta el primer intercambiador de calor a traves del hueco mas pequeno creado por la aleta de flujo indicado como el primer flujo restringido 703. Cabe senalar que la distancia de flujo lineal X, definida por la altura de las aletas y representada los segmentos cortos de longitud de flujo, es menor que la anchura de flujo o. La relacion entre la distancia de flujo lineal X y la anchura de flujo o puede ser de aproximadamente 1:2 a 1:50, preferentemente de 1:4 a 1:25, y mas preferentemente de 1:5 a 1:10. Es la relacion entre la distancia lineal de flujo y la anchura de flujo la que crea el patron de flujo en forma de cinta representado en la Figura 7. Al tener un flujo lineal corto, el fluido fluye a traves del intercambiador de calor con mas turbulencia que una trayectoria serpenteante larga tfpica. La introduccion de la turbulencia en el fluido evita el flujo de tipo laminar que una trayectoria de flujo serpenteante de este tipo puede crear. A diferencia de solamente las moleculas dentro de la porcion central del flujo de fluido, es decir aquellas moleculas que no se encuentren dirigidas en la interfaz, cambiando mas rapido que las moleculas en la interfase, el flujo turbulento creado por la presente invencion expone mas moleculas de fluido en el interfaz lo que permite una transferencia termica mejorada. Del mismo modo, este flujo turbulento crea un mayor contacto entre las moleculas en el fluido que fluye a traves del intercambiador de calor. Con un mayor contacto entre las moleculas en el fluido, un mayor intercambio y transferencia de calor puede ocurrir conduciendo el intercambio eficaz de calor desde el intercambiador al fluido que se tiene que suministrar al paciente.

Un intercambiador de calor fabricado de acuerdo con la presente invencion crea esta trayectoria de flujo turbulento y la mantiene a medida que el fluido fluye a lo largo de las aletas. Las aletas, como se representan en la Figura 3, crean una mitad de la trayectoria de flujo para que el fluido las siga. Las aletas en el mismo lado del intercambiador de calor estan igualmente dimensionadas y espaciadas, es decir, la distancia entre una primera aleta 307 y una segunda aleta 308 es la misma a traves de intervalo total del intercambiador de calor. A los efectos de transferencia termica que implica un fluido que fluye en el intercambiador de calor, la distancia entre una primera y segunda aletas de la misma pluralidad de aletas puede ser de 0,25 pulgadas a 0,5 pulgadas, preferentemente de 0,35 pulgadas a 0,45 pulgadas, y mas preferentemente de 0,37 pulgadas a 0,43 pulgadas. La longitud de las aletas en la mitad del intercambiador de calor dicta la distancia de flujo lineal. La longitud de las aletas puede ser de aproximadamente 0,25 pulgadas a 1,0 pulgada, preferentemente de 0,5 pulgadas a 0,8 pulgadas, y mas preferentemente de 0,6 pulgadas a 0,7 pulgadas. La trayectoria del flujo contiene tambien un elemento profundidad creado por la distancia de separacion entre la parte superior de las aletas en una primera pluralidad de aletas y el valle entre dos aletas en una segunda pluralidad de aletas. La trayectoria de flujo puede tener una profundidad de aproximadamente 0,01

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pulgadas a 0,25 pulgadas, preferentemente de 0,03 pulgadas a 0,125 pulgadas, y mas preferentemente de 0,04 pulgadas a 0,110 pulgadas. La anchura de las aletas puede ser de 3 pulgadas a 6 pulgadas, preferentemente de 3,5 pulgadas a 5 pulgadas, y mas preferentemente de 4 pulgadas a 4,5 pulgadas.

La transferencia de energfa termica al intercambiador de calor se produce en la porcion expuesta del intercambiador de calor, que es la porcion no cubierta ni contenida dentro del cartucho desechable. La placa plana 801 del intercambiador de calor es visible en la Figura 8 expuesta desde el alojamiento 802 del cartucho desechable 100. El cartucho desechable 100 se fija de forma desmontable al sistema de bomba a traves de una primera region de fijacion 803 y una segunda region de fijacion 804. Las regiones de fijacion permiten el cartucho desechable que se tiene que fijar en el sistema de la bomba de forma segura y firme. Es extremadamente importante que la placa plana 801 del intercambiador de calor se encuentre ubicada tan cerca como sea posible del elemento o platina de calentamiento. Es igualmente importante y diffcil asegurar que la placa plana 801 del intercambiador de calor este uniformemente cerca del elemento o platina de calentamiento. Incluso se sabe que con materiales lisos, cuando se trata de solidos, rara vez estan completamente en contacto cuando se consideran en un nivel microscopico. Por lo tanto, la placa plana 801 debe ser lo bastante uniforme y suave como sea posible a fin de lograr que la mayor superficie posible entre en contacto con el elemento o platina de calentamiento. El area superficial de la placa plana 801 que hace contacto con el elemento o platina de calentamiento puede ser de aproximadamente 20 pulgadas cuadradas a aproximadamente 100 pulgadas cuadradas, preferentemente de aproximadamente 25 pulgadas cuadradas a aproximadamente 50 pulgadas cuadradas, y mas preferentemente de aproximadamente 30 pulgadas cuadradas a aproximadamente 45 pulgadas cuadradas. Del mismo modo, la presion ejercida sobre el cartucho desechable 100 para sostener la placa plana 801 en estrecho contacto con el elemento o platina de calentamiento debe aumentar si la superficie de la placa plana 801 y del elemento o platina de calentamiento no son suaves. Si la placa plana 801 y el elemento o platina de calentamiento se coloca inmediatamente uno junto al otro, se considera que una interfaz de aire existe entre las dos superficies. Debido a que mientras que las superficies estan extremadamente cercas y la presion se ejerce sobre la placa plana, para presionar las dos superficies juntas 801, permaneceran los huecos entre las superficies. Por consiguiente, es posible reducir estos huecos mediante el revestimiento del elemento o platina de calentamiento que contacta con la placa plana 801 del intercambiador de calor con una almohadilla termica que se ajusta y llena los espacios vados entre las superficies con un material que es un conductor de calor mejor que el aire permitiendo todavfa que se utilice una presion de contacto razonable. Si el aire sirve como interfaz entre la superficie de la placa plana 801 del intercambiador de calor y el elemento o platina de calentamiento, entonces, la mayor presion se debe ejercer sobre el sistema con el fin de lograr una transferencia eficaz de energfa termica. Utilizar un material que rellena los huecos y que es mejor conductor de calor que el aire permite que el sistema se establezca con una presion menor y mas razonable aplicada a la interfaz superficial.

Ejemplo

Un sistema de infusion bajo la presente invencion en muestra en la Figura 2a-c. El cartucho desechable se muestra con la mitad de su cubierta exterior retirada en la Figura 2a. Para fines de orientacion, la trampa de aire 110 es visible extendiendose fuera de la cubierta exterior 201 en la porcion derecha de la figura. La cubierta exterior de la parte desechable se fabrica de material polimerico resistente. La Figura 2b muestra el lado del cartucho desechable que se entrara en contacto con el alojamiento de la bomba 250 que se muestra en la Figura 2c. Una vez mas para la orientacion, la trampa de aire 110 se muestra en la Figura 2b en la porcion izquierda de la figura extendiendose fuera de la cubierta exterior 201. La superficie de exposicion 225 del intercambiador de calor 101, que entrara en contacto con la platina del sistema de bomba, se muestra en la Figura 2b. La Figura 2c muestra el alojamiento de la bomba que contiene la bomba de rodillos para interactuar con el bucle de la bomba 104. La Figura 2c muestra tambien la platina 275 que proporciona la energfa termica al intercambiador de calor contenido dentro del cartucho desechable. Todos los elementos de este Ejemplo estan en conexion fluida entre sf

El mango de acoplamiento 280 permite que el usuario conecte reversiblemente el cartucho desechable 100 al alojamiento de la bomba 250 por fijacion o u otros mecanismos de bloqueo que se extienden desde los alojamientos de bloqueo 285 situados sobre la platina 275. Cuando se manipula el mango de acoplamiento 280, la sujecion u otros mecanismos de bloqueo contenidos dentro de los alojamientos de bloqueo 285 se extienden y acoplan el cartucho desechable 100 los puntos de fijacion 210 que se encuentran situados sobre la superficie de exposicion 225 del intercambiador de calor 101. Cuando se acopla, la fuerza proporcionada para acoplar la superficie de exposicion 225 del intercambiador de calor 101 a la platina 275 es de aproximadamente de 170 libras a 230 libras con la fuerza normal estando alrededor de 200 libras. Situado entre la superficie de exposicion 225 y la platina 275 hay un material conductor, o silpad, que permite un contacto muy estrecho y uniforme entre el rodillo y el intercambiador de calor. El material elegido como el silpad es una almohadilla en base a silicona, Chomerics T500®, suministrada por Chomerics, situada en Woburn, MA. La silpad permite una mejor transferencia termica desde la planita 275 al intercambiador de calor 101 que lo que una interfaz de aire permitina. En este Ejemplo, la silpad tiene aproximadamente 0,02 pulgadas de espesor, mas o menos 0,005 pulgadas, y cubre toda la platina. Ademas, en este ejemplo el area de la superficie de la placa plana 801 que hace contacto con el elemento o platina de calentamiento es de aproximadamente 35 pulgadas cuadradas.

A los fines de este Ejemplo, el fluido que se infunde en el paciente es sangre. El fluido que entra en el sistema de

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bomba incorporado en este Ejemplo esta a 20 °C. La velocidad a la que se lleva a cabo la infusion es de 1000 ml/min. La bomba contenida dentro del alojamiento de la bomba en este Ejemplo es capaz de bombear el fluido a una velocidad de 10 ml/hora a 1200 ml/min.

Una vez que el cartucho se acopla, la bomba de rodillos contenida dentro del alojamiento de la bomba aplicara presion de bombeo al bucle de la bomba 104 haciendo que el fluido causando fluya desde una fuente de fluido a traves del cartucho suficiente para la infusion a 1000 ml/min. Haciendo referencia de nuevo a la Figura 1, la sangre se introduce en el tubo de entrada primario 102 y procede mas alla de una primera union en t que sirve como el monitor de presion del flujo entrante 103. El monitor de presion del flujo entrante 103 esta en comunicacion fluida con una primera camara de aire 151. El monitor de presion del flujo entrante 103 determina la presion del flujo de sangre a medida que entra en el bucle de la bomba 104 para permitir una adecuada regulacion del flujo de sangre.

El monitor de presion del flujo entrante 103 controla la presion negativa en el caso de que el fluido permanezca dentro del cartucho desechable, pero que no esta fluyendo en la direccion del paciente. Una circunstancia de este tipo podna surgir si la bolsa de fuente de fluido colapsa, pero sin embargo permanece fluido en el cartucho. Si la presion en el monitor de presion del flujo entrante 103 cae por debajo de 1 mmHg, entonces, la bomba detendra el bombeo.

Cuando la sangre sale del bucle de la bomba 104 fluye a traves de una segunda union en t que sirve como el monitor de presion del flujo saliente 105. El monitor de presion del flujo saliente 105 determina la presion de la sangre a medida que sale del bucle de la bomba 104 de manera que el flujo de la sangre a traves del cartucho desechable 100 se puede regular. El monitor de presion del flujo saliente mide la presion del fluido que procede a traves del cartucho. Aqrn, la presion se controla para bloquear el flujo de modo que cuando la presion excede 500 mmHg la bomba se apagara para evitar danos.

La sangre se hace pasar despues por el intercambiador de calor 101 a traves del acceso de entrada del intercambiador 106. El intercambiador de calor 101 de este ejemplo se crea a partir de dos mitades como se muestra en la Figura 3. Las dos mitades se crean a partir del mismo molde de tal manera que invertir un molde y fijar las dos juntas crea el intercambiador de calor. El material utilizado en la creacion del intercambiador de calor de este Ejemplo era aluminio anodizado. El uso de este material cumple con el objetivo de la presente invencion mediante la creacion de una gran masa diferencial entre el intercambiador de calor y el fluido, la sangre, que se calienta. La capacidad de conduccion de calor del aluminio anodizado, permite una excelente disipacion de la energfa termica a traves del intercambiador de calor. La superficie del aluminio anodizado crea una superficie biologica inerte tal para evitar tanto la reaccion con, o la adsorcion de, material biologico, mientras que la sangre u otro fluido se hace pasar a traves de la misma. En el presente ejemplo, tratar con adsorcion de protemas, sangre en la superficie del material puede generar un disparador de la cascada de coagulacion. Las protemas adsorbidas en la superficie interior del intercambiador de calor, incluso si no activan la cascada de coagulacion, pueden degradarse y separarse. Una vez separadas de la superficie del intercambiador de calor, estas protemas degradadas o desnaturalizadas pueden reaccionar con otras protemas o celulas contenidas en la sangre en modos perjudiciales. La superficie anodizada interior del intercambiador de calor evita, por lo tanto, que se produzca algun dano en la sangre a medida que se hace pasar a traves del intercambiador de calor.

Cuando se utiliza un cartucho de acuerdo con la presente invencion, el intercambio eficaz de calor del intercambiador de calor al fluido que se infunde alcanza un aumento apropiado de la temperatura del fluido sin tener que exponer el fluido a una temperatura de 45 °C o mas. En lugar de tener regiones de temperatura variada a las que esta expuesta la sangre o fluido, la temperatura constante del intercambiador de calor permite una transferencia de energfa termica mas eficiente a la sangre. A un caudal de 1000 ml/min, alcanzar una temperatura de salida de fluido de 37 °C significa nunca tener que exponer la sangre a una temperatura de 45 °C, que podna ser perjudicial para el fluido que se infunde. De hecho, al utilizar aluminio anodizado se ha alcanzado una eficiencia del 95-96% en la transferencia de energfa termica a la sangre suficiente para generar un aumento de 17 °C en la temperatura.

Una vez que la sangre entra en el intercambiador de calor, la sangre llena la cavidad de flujo antes de proceder a atravesar la totalidad del intercambiador de calor. La sangre llena la primera cavidad de flujo debido al area de flujo estrecha creado por la aleta de flujo que define la cavidad de flujo. Mediante la creacion de una trayectoria de flujo mas pequena para el flujo sobre la primera aleta, como se representa en la Figura 7, la sangre no atravesara el eje longitudinal del intercambiador de calor antes de que llene la cavidad de flujo haciendo que el patron de flujo a traves de las aletas del intercambiador de tenga una forma similar a una cinta ancha.

Las aletas utilizadas en el intercambiador de calor descrito en las Figuras 2a-c estan espaciadas a aproximadamente 0,4 pulgadas. La profundidad de la trayectoria de flujo creada por la separacion de las dos pluralidades de aletas es de aproximadamente 0,08 pulgadas. Las aletas tienen aproximadamente 4,3 pulgadas de anchura y 0,62 pulgadas de altura. Esto crea una relacion de distancia de flujo lineal con respecto a anchura de aproximadamente 1:7. La aleta de flujo 303, como se observa en la Figura 3, es mas ancha que el resto de las aletas a traves del intercambiador de calor. Esta anchura mayor de la aleta de flujo 303 crea una trayectoria de flujo mas estrecha en dicha aleta cuando se conectan las dos mitades del intercambiador de calor. En este Ejemplo, la anchura de la trayectoria del flujo creada por la aleta de flujo 303 es aproximadamente 0,03 pulgadas. Dado que la sangre que

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fluye a traves del intercambiador de calor en este Ejemplo se desplazara a lo largo de una trayectoria de menor resistencia, la cavidad de flujo 304 se llenara antes que la sangre viaje mas alla de la aleta de flujo 303. La sangre viaja despues a traves de las aletas, lo crea un patron de flujo turbulento en la sangre a medida que viaja a traves del intercambiador de calor. Este flujo turbulento asegura un aumento de la exposicion de mas moleculas dentro del fluido de sangre hacia el intercambiador de calor aumentando de este modo una transferencia eficaz de energfa termica.

Una vez que el flujo de sangre alcanza la parte superior del intercambiador de calor sale a traves del acceso de salida del intercambiador 107 que se encuentra situado en una posicion opuesta al acceso de entrada del intercambiador 106 del intercambiador de calor 101. En este punto, el fluido de infusion ha soportado su calentamiento y se ha alcanzado la temperatura deseada. Despues, la sangre entra en la trampa de aire 110 en una posicion aproximadamente a mitad de camino entre la parte superior e inferior del eje longitudinal de la trampa de aire 110. En este Ejemplo, la trampa de aire tiene aproximadamente 4,2 pulgadas a lo largo de su eje longitudinal, vertical y aproximadamente 1 pulgada de diametro. El acceso de entrada de la trampa de aire 503 se encuentra situado a aproximadamente 2,1 pulgadas desde la parte inferior de la trampa de aire (vease Figura 6). A medida que la sangre se hace pasar a traves del acceso de entrada de la trampa de aire, la sangre se desplaza en una direccion en sentido horario a medida que la sangre llena la trampa de aire. Este flujo de sangre en sentido horario crea un vortice de fluido en la trampa de aire. El disruptor de flujo de fluido 601, que en este Ejemplo se extiende desde la superficie interior de la parte inferior de la trampa de aire hasta aproximadamente 0,5 pulgadas, crea un diferencial de presion suficiente en el acceso de salida de fluido 505 para extraer la sangre y no todo el aire atrapado.

El aire puede quedar atrapado en la sangre en este Ejemplo a traves de varios mecanismos. Mediante adicion de la sangre a medida que se adjunta al sistema de bombeo para la infusion, fallando esencialmente en purgar correctamente la fuente de la sangre antes de la fijacion al sistema. Ademas, el calentamiento del propio fluido puede provocar la liberacion del gas almacenado dentro de la sangre, lo que puede ser perjudicial si se introduce en el paciente.

A medida que la cantidad de aire en la trampa de aire 110 aumenta, el nivel de sangre en este Ejemplo baja dentro de la trampa de aire. Cuando la sangre esta por debajo del sensor de nivel inferior 506, que en este Ejemplo es un sensor ultrasonico, la valvula en el acceso de salida de fluido 505 se cierra. Cuando la valvula en el acceso de salida de fluido 505 esta cerrada, se abre la valvula en el acceso de salida de aire 504 que se encuentra situada en la parte superior de la trampa de aire. Esto aumenta el volumen de sangre en la trampa de aire obligando al aire a que salga del acceso de salida de aire 504. Los sensores ultrasonicos se encuentran situados en el alojamiento de la bomba 250. Los sensores ultrasonicos utilizan los botones de silicio unidos a la trampa de aire en el sensor de nivel inferior 506 y en el sensor de nivel superior 507 a fin de controlar eficazmente el nivel de fluido en la trampa de aire. Cuando el nivel de la sangre se eleva por encima del sensor de nivel superior 507, tambien un sensor ultrasonico, la valvula en el acceso de salida de aire 504 se cierra. Aproximadamente al mismo tiempo que se cierra la valvula en el acceso de salida de aire, la valvula en el acceso de salida de fluido 505 se abre y la sangre sale la trampa de aire y continua hacia el paciente.

En este Ejemplo, el fluido se hace pasar despues a traves de un tercer monitor de presion que controla el flujo general dentro del cartucho en base a la presion. Si existe un bloqueo, y la presion comienza a subir, este monitor de presion tratara de mantener la presion dentro de un intervalo aceptable, que puede estar entre 100 y 300 mmHg. Si la presion en este monitor de presion se eleva por encima de 500 mmHg la bomba se apagara.

En el presente ejemplo, sin embargo, antes que la sangre llegue al paciente se hace pasar a traves del detector de burbujas fuera de flujo 112 (vease Figura 1). El detector de burbujas fuera de flujo analiza la sangre en su trayectoria hacia el paciente para determinar que la trampa de aire ha eliminado el aire potencialmente perjudicial del sistema. El detector de burbujas de este Ejemplo utiliza un sensor ultrasonico que envfa una senal a traves del tubo. Las burbujas de aire presentes en el sistema atenuaran la senal. El sistema apagara la bomba si se detectan burbujas tan pequenas como de 30 a 50 |iL. El sistema es capaz de detectar las burbujas de este tamano al caudal maximo de 1200 ml/min.

Los siguientes puntos se divulgan adicionalmente.

1. Un cartucho de infusion de fluido desechable que comprende

a. un intercambiador de calor que comprende caras superior e inferior y una zona de intercambio de calor interna definida por una primera y segunda pluralidad de aletas superpuestas, que crean una profundidad de trayectoria de flujo sustancialmente uniforme, donde cada aleta tiene una relacion de altura con respecto a la anchura de al menos 1:2, por lo que el fluido entra en la cara inferior del intercambiador de calor a traves de un acceso inferior y llena una cavidad de flujo inferior a traves de la anchura de la zona de intercambio de calor antes de fluir a traves de la zona de intercambio de calor y fuera de un acceso superior en la cara superior del intercambiador de calor; y/o

b. una trampa de aire que comprende caras superior e inferior, comprendiendo una superficie interior, que recibe el fluido desde el intercambiador de calor comprendiendo ademas un disruptor de flujo de fluido y un

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mecanismo de purga para purgar el aire de la trampa de aire y evitar que el aire pase mas alia de la trampa de aire.

2. El cartucho de punto 1, donde la relacion de la altura de las aletas con respecto a la anchura de las aletas es de aproximadamente 1:2 a 1:50.

3. El cartucho del punto 1, donde la relacion de la altura de las aletas con respecto a la anchura de las aletas es de aproximadamente 1:4 a 1:25.

4. El cartucho del punto 1, donde la relacion de la altura de las aletas con respecto a la anchura de las aletas es de aproximadamente 1:5 a 1:10.

5. El cartucho del punto 1, donde la altura de las aletas vana de aproximadamente 0,25 pulgadas a aproximadamente 1 pulgada.

6. El cartucho del punto 1, donde la relacion de la profundidad de la trayectoria de flujo con respecto a la altura de las aletas es de aproximadamente 0,01:1 a 1:1.

7. El cartucho del punto 1, donde la trayectoria de flujo de la zona de intercambio de calor tiene una profundidad de aproximadamente 0,01 pulgada a aproximadamente 0,25 pulgadas.

8. El cartucho del punto 1, donde la distancia entre una primera y segunda aletas dentro de la misma pluralidad de aletas es de aproximadamente 0,25 pulgadas a aproximadamente 1 pulgada.

9. El cartucho del punto 1, donde el intercambiador de calor se compone de dos unidades simetricas fijadas entre sf.

10. El cartucho del punto 1, donde el intercambiador de calor se compone de una sola unidad.

11. El cartucho del punto 1, donde el intercambiador de calor esta compuesto de al menos dos unidades fijadas entre sf

12. El cartucho del punto 1, donde la trampa de aire es cilmdrica.

13. El cartucho del punto 12, donde la trampa de aire es mas alta que ancha.

14. El cartucho del punto 1, donde el disruptor de flujo de fluido se extiende desde la superficie interior de la cara inferior de la trampa de aire.

15. El cartucho del punto 1, donde el mecanismo de purga utiliza un mecanismo de deteccion ultrasonica para controlar el volumen de fluido en la trampa de aire.

16. El cartucho del punto 15, donde el mecanismo de purga utiliza una valvula en el acceso de salida de fluido y una valvula en el acceso de salida de aire que trabajan en tandem para forzar el aire a que salga del acceso de salida de aire a medida que el volumen de fluido dentro de la trampa de aire aumenta hasta un nivel predeterminado.

17. El cartucho del punto 1, donde la trampa de aire puede eliminar de forma eficaz el aire cuando se mueve fuera del eje vertical hasta en 45 [grad.].

18. El cartucho del punto 1, donde el intercambiador de calor tiene una superficie de area expuesta a un elemento de calentamiento de aproximadamente 30 pulgadas cuadradas a aproximadamente 45 pulgadas cuadradas.

19. El cartucho del punto 18, donde el area superficial es sustancialmente plana a traves de dicha area.

20. Un cartucho de infusion desechable que comprende:

a. un intercambiador de calor que comprende una trayectoria cerrada de flujo tortuosa uniforme que contiene segmentos cortos de longitud de flujo lineal, creando una cinta de fluido, mayor en anchura que en los segmentos de longitud de flujo lineal, para la exposicion mejorada a la superficie interior del intercambiador de calor; y/o

b. una trampa de aire cilmdrica para eliminar el aire del fluido que comprende una cara superior e inferior y que comprende ademas un acceso de entrada de fluido superior, un acceso de salida de fluido inferior, un acceso de salida de aire superior, y un disruptor de flujo de fluido, donde la trampa de aire crea un vortice de fluido y el disruptor de flujo de fluido crea un diferencial de presion en el acceso de salida de fluido para extraer el fluido de la trampa de aire.

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21. El cartucho de punto 20, donde la relacion de la longitud de los segmentos cortos de la trayectoria de flujo tortuosa con respecto a la anchura de la trayectoria de flujo es de aproximadamente 1:2 a 1:50.

22. El cartucho del punto 20, donde la relacion de la longitud de los segmentos cortos de la trayectoria de flujo tortuosa con respecto a la anchura de la trayectoria de flujo es de aproximadamente 1:4 a 1:25.

23. El cartucho del punto 20, donde la relacion de la longitud de los segmentos cortos de la trayectoria de flujo tortuosa con respecto a la achura de la trayectoria de flujo es de aproximadamente 1:5 a 1:10.

24. El cartucho del punto 20, donde la longitud de los segmentos cortos de la trayectoria de flujo tortuosa es de aproximadamente 0,25 pulgadas a aproximadamente 1 pulgada en longitud.

25. El cartucho del punto 20, donde la profundidad de la trayectoria de flujo tortuosa tiene una relacion de profundidad con respecto a la longitud de los segmentos cortos de aproximadamente 0,01:1 a 1:1.

26. El cartucho del punto 20, donde la trayectoria de flujo tortuosa dela zona de intercambio de calor tiene una profundidad de aproximadamente 0,01 pulgadas a aproximadamente 0,25 pulgadas.

27. El cartucho del punto 20, donde la trayectoria de flujo tortuosa se crea por medio de al menos una pluralidad de aletas.

28. El cartucho del punto 20, donde la distancia entre una primera y segunda aletas dentro de una pluralidad de aletas es de aproximadamente 0,25 pulgadas a aproximadamente 0,5 pulgadas.

29. El cartucho del punto 20, donde el disruptor de fluido se extiende desde la superficie interior de la trampa de aire.

30. El cartucho del punto 20, donde el mecanismo de purga utiliza un mecanismo de deteccion ultrasonica para controlar la altura de fluido.

31. El cartucho del punto 30, donde el mecanismo de purga utiliza una valvula en el acceso de salida de fluido y una valvula en el acceso de salida de aire que trabajan en tandem para forzar el aire fuera del acceso de salida de aire a medida que el volumen del fluido dentro de la trampa de aire aumenta.

32. El cartucho del punto 30, donde las valvulas del mecanismo de purga se controlan monitoreando los mecanismos contenidos dentro de un alojamiento de la bomba que se puede acoplar reversiblemente al cartucho.

33. El cartucho del punto 20, donde la trampa de aire puede eliminar eficazmente el aire cuando se mueve fuera del eje vertical hasta en 45 [grad.].

34. El cartucho del punto 20, donde el intercambiador de calor tiene una superficie de area expuesta a un elemento de calentamiento que es de aproximadamente 30 pulgadas cuadradas a aproximadamente 45 pulgadas cuadradas.

35. El cartucho del puno 20, donde el area superficial es sustancialmente plana a traves de dicha area.

36. El cartucho del punto 20, que comprende ademas al menos un monitor de presion para controlar la presion de fluido dentro del cartucho desechable.

37. El cartucho del punto 20, comprende ademas al menos un detector de burbujas para controlar la presencia de una burbuja dentro del fluido que se hace pasar a traves del cartucho desechable.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Una trampa de aire (110) para un cartucho de infusion de fluido desechable, comprendiendo la trampa de aire (110) caras superior e inferior (501, 502) que definen un eje longitudinal que se extiende centralmente entre las mismas, un acceso de entrada de fluido superior (503) para recibir el fluido desde el intercambiador de calor (101), un acceso de salida de fluido inferior (505) posicionado fuera del centro del eje longitudinal, un acceso de salida de aire superior (504), y un disruptor de flujo de fluido (601), donde el acceso de entrada de fluido (503) se posiciona fuera del centro del eje longitudinal de la trampa de aire (110) entrando tangencialmente en la trampa de aire (110) para crear un vortice dentro de la trampa de aire (110) que extrae el aire descendentemente hacia el acceso de salida de fluido (505), y que comprende ademas un mecanismo de purga para purgar el aire de la trampa de aire (110) y evitar que el aire pase mas alla de la trampa de aire (110),

caracterizada por que la trampa de aire (110) es cilmdrica, donde el disruptor de flujo de fluido (601) se posiciona fuera del centro del eje longitudinal y se extiende desde la superficie interior de la cara inferior (502) de la trampa de aire (110) proxima al acceso de salida de fluido inferior (505) donde el acceso de entrada de fluido (503) se alisa hacia la pared interior de la trampa de aire (110) y esta posicionado fuera de la lmea media del eje longitudinal de la trampa de aire (110) para crear un vortice dentro de la trampa de aire (110).
2. La trampa de aire (110) de la reivindicacion 1, donde la trampa de aire (110) es mas alta que ancha.
3. La trampa de aire (110) de la reivindicacion 1, donde el disruptor de flujo de fluido (601) se extiende desde la superficie interior de la cara inferior (502) de la trampa de aire (110).
4. La trampa de aire (110) de la reivindicacion 1, donde el mecanismo de purga utiliza un mecanismo de deteccion ultrasonica para controlar el volumen de fluido en la trampa de aire (110).
5. La trampa de aire (110) de la reivindicacion 4, donde el mecanismo de purga utiliza una valvula en el acceso de salida de fluido y una valvula en el acceso de salida de aire que trabajan en tandem para forzar el aire a que salga del acceso de salida de aire a medida que el volumen de fluido dentro de la trampa de aire (110) aumenta, hasta un nivel predeterminado.
6. La trampa de aire (110) de la reivindicacion 1, donde la trampa de aire (110) puede eliminar de forma eficaz el aire cuando se mueve fuera del eje vertical hasta en 45 [grad.].
7. La trampa de aire (110) de la reivindicacion 1, donde el mecanismo de purga utiliza un mecanismo de deteccion ultrasonica (507) para controlar la altura de fluido.
8. La trampa de aire (110) de la reivindicacion 1, que comprende ademas al menos un monitor de presion (105) para controlar la presion del fluido dentro de la trampa de aire (110).
9. La trampa de aire (110) de la reivindicacion 1, que comprende ademas al menos un detector de burbujas (112) para controlar la presencia de burbujas en el fluido que se hace pasar a traves de la trampa de aire (110).