ITMO20130194A1 - Dispositivo di filtraggio del sangue venoso - Google Patents

Description

Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo:

“DISPOSITIVO DI FILTRAGGIO DEL SANGUE VENOSO”.

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di filtraggio del sangue venoso.

E' noto che nel corso di certi interventi chirurgici viene instaurato un circuito extracorporeo di circolazione del sangue atto a sostituire temporaneamente le funzioni cardiopolmonari.

I circuiti ematici extracorporei di tipo noto prevedono una linea venosa atta a convogliare il sangue proveniente dal paziente (appunto detto sangue venoso) ad un dispositivo di filtraggio chiamato “riserva venosa”, il quale è a sua volta collegato ad un ulteriore contenitore, denominato “cardiotomo”, destinato a ricevere e filtrare il sangue proveniente dal campo operatorio. La riserva venosa ed il cardiotomo sono quindi atti a rimuovere eventuali bolle d’aria presenti nel sangue e possono essere integrati in un unico dispositivo oppure tra loro distinti.

II sangue uscente dalla riserva venosa viene poi inviato, tramite una pompa, ad uno scambiatore di calore che provvede a regolarne la temperatura, ad un ossigenatore che regola l’apporto di ossigeno al sangue stesso, ed infine viene reimmesso nel paziente tramite una Enea arteriosa dotata di un relativo dispositivo di filtraggio.

Il presente trattato si riferisce in particolare al dispositivo di filtraggio del sangue venoso proveniente dal paziente.

I dispositivi di filtraggio del sangue venoso di tipo noto comprendono generalmente un corpo scatolare che definisce una camera di filtraggio al cui interno è disposto un elemento filtrante internamente cavo e delimitante una camera di prefìltraggio ed una camera di post filtraggio.

II sangue da filtrare viene portato all’ interno della camera di prefiltraggio mediante un condotto di alimentazione collegato alla linea venosa che convoglia il sangue prelevato dal paziente.

Per motivi fluidodinamici è preferibile che l’alimentazione del sangue all’interno della camera di prefìltraggio avvenga dal basso, così da favorire la rimozione dell’aria (sbollamento) contenuta nel sangue venoso. Per tale ragione la bocca di ingresso del sangue da filtrare definita dal condotto di alimentazione viene generalmente posizionata in corrispondenza della parte inferiore della camera di prefiltraggio.

I dispositivi di filtraggio di tipo noto sono generalmente di due tipologie, le quali si differenziano per la disposizione del condotto di alimentazione. Una prima tipologia prevede che il condotto di alimentazione sia posizionato in corrispondenza della porzione inferiore del corpo scatolare e quindi collegabile alla linea venosa, posta più in alto, ad esempio mediante un elemento tubolare flessibile.

Questa prima tipologia risulta di utilizzo poco agevole per gli operatori sanitari o medici, in quanto il condotto di alimentazione risulta posizionato in una zona di non facile accesso durante il funzionamento del dispositivo stesso. Inoltre, i dispositivi così conformati prevedono necessariamente che l’elemento tubolare flessibile presenti almeno un tratto curvilineo per realizzare la connessione con la linea venosa, con conseguenti perdite di carico e la possibile formazione di ristagni d’aria lungo di esso.

Una seconda tipologia prevede invece che il condotto di alimentazione sia definito in corrispondenza della porzione superiore del corpo scatolare e sia conformato in modo da attraversare la camera di prefiltraggio fino a giungere in prossimità della sua base inferiore.

Anche questa seconda tipologia presenta degli inconvenienti.

Essa, infatti, per garantire la medesima portata di sangue trattato rispetto ad un dispositivo della prima tipologia sopraccitata richiede necessariamente un incremento delle dimensioni della camera di prefiltraggio, così da compensare il volume occupato dal condotto di alimentazione.

Un altro inconveniente è costituito dal fatto che il sangue, entrando nella camera di prefiltraggio dall’alto, si muove in controcorrente rispetto al naturale movimento delle bolle d’aria, da cui ne consegue un rallentamento del flusso del sangue ed un difficile sbollamento delle stesse bolle d’aria. Inoltre, i dispositivi noti di questa seconda tipologia richiedono l’impiego di un elemento diffusore disposto affacciato alla bocca di ingresso del sangue nella camera di prefiltraggio definita dal condotto di alimentazione, con un conseguente incremento della complessità di assemblaggio e dei costi di produzione del dispositivo stesso.

Il compito principale della presente invenzione è quello di escogitare un dispositivo di filtraggio del sangue venoso che sia di comodo ed agevole utilizzo per l’operatore ed al contempo che sia di ingombro contenuto e consenta un efficiente stillamento delle bolle d’aria contenute nel sangue stesso.

All’ interno di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di ridurre sensibilmente, rispetto alla prima tipologia di dispositivi noti sopra descritta, il rischio di ristagno di bolle d’aria lungo il condotto di alimentazione.

Un altro scopo ancora è quello di escogitare un dispositivo di filtraggio che sia costruttivamente più semplice rispetto alla seconda tipologia di dispositivi noti sopra descritta.

Altro scopo del presente trovato è quello di escogitare un dispositivo di filtraggio del sangue venoso che consenta di superare i menzionati inconvenienti della tecnica nota nell’ambito di una soluzione semplice, razionale, di facile ed efficace impiego e dal costo contenuto.

Gli scopi sopra esposti sono raggiunti dal presente dispositivo di filtraggio del sangue venoso secondo la rivendicazione 1.

Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un dispositivo di filtraggio del sangue venoso, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui:

la figura 1 è una prima sezione, in vista assonometrica, di un dispositivo di filtraggio secondo il trovato;

la figura 2 è una vista in alzato laterale della sezione di figura 1;

la figura 3 è una seconda sezione del dispositivo di figura 1;

la figura 4 è una vista in alzato laterale dei mezzi di frazionamento dell’aria in una prima forma di realizzazione;

la figura 5 è una vista in sezione dei mezzi di frazionamento di figura 4 lungo il piano di traccia V-V;

la figura 6 è una vista in alzato laterale dei mezzi di frazionamento in una seconda forma di realizzazione;

la figura 7 è una vista in sezione dei mezzi di frazionamento di figura 6 lungo il piano di traccia VII- VII.

Con particolare riferimento a tali figure, si è indicato globalmente con il numero di riferimento 1 un dispositivo di filtraggio del sangue venoso.

Il dispositivo 1 comprende un corpo 2 scatolare, di tipo rigido, che definisce una camera di filtraggio 3,4 all’intemo della quale è disposto almeno un elemento filtrante 5 internamente cavo.

L’elemento filtrante 5 delimita quindi una camera di prefiltraggio 3, alPintemo della quale viene convogliato il sangue venoso da filtrare, ed una camera di postfiltraggio 4, dalla quale fuoriesce il sangue filtrato.

Più particolarmente, l’elemento filtrante 5 ha conformazione sostanzialmente tubolare, dove la camera di prefiltraggio 3 e la camera di postfiltraggio 4 corrispondono, rispettivamente, al volume interno ed esterno all’elemento filtrante stesso. La camera di prefiltraggio 3 è quindi delimitata lateralmente dal solo elemento filtrante 5, mentre la camera di postfiltraggio 4 è delimitata lateralmente da una parte dall’elemento filtrante 5 e dall’altra dalla parete del corpo 2.

Opportunamente, il corpo 2 è provvisto, nella sua porzione superiore, di una pluralità di attacchi 6 comunicanti con la camera di prefiltraggio 3 e collegabili a relative linee di convogliamento del sangue, quali, ad esempio, una linea di spurgo del filtro arterioso, un rubinetto di campionatura, una linea di collegamento ad una cannula denominata “intracavitaria” collegata direttamente al cuore del paziente od un aspiratore atto a prelevare il sangue presente nel campo operatorio.

Il dispositivo 1 comprende poi un condotto di alimentazione 7 del sangue da filtrare proveniente dal paziente all’ interno della camera di prefiltraggio 3. Il condotto di alimentazione 7 definisce quindi la bocca di ingresso 8 attraverso la quale il sangue entra nella camera di prefiltraggio 3 ed è associabile, dalla parte opposta, ad una linea di convogliamento del sangue venoso collegata al paziente.

Secondo il trovato, il corpo 2 è di tipo monolitico e definisce il condotto di alimentazione 7, il quale è disposto esternamente alla camera di filtraggio 3,4. H condotto di alimentazione 7 presenta una prima zona 7 a, collegabile alla linea di convogliamento del sangue venoso e che è definita in corrispondenza della porzione superiore del corpo 2, ed una seconda zona 7b, associata alla porzione inferiore del corpo 2 e comunicante con la camera di prefiltraggio 3. La seconda zona 7b definisce quindi la bocca di ingresso 8 che si afaccia sulla camera di prefiltraggio 3 per introdurre aH’intemo di quest’ultima il sangue venoso da filtrare.

Con il termine “monolitico” qui utilizzato si intende non solo un corpo unico, ma anche qualsiasi struttura complessa composta da più parti unite assieme e non distaccabili.

La prima zona 7a, disposta in corrispondenza della porzione superiore del corpo 2, consente quindi il facile accesso dell’operatore al condotto di alimentazione stesso.

La seconda zona 7b, invece, essendo disposta in corrispondenza della porzione inferiore del corpo 2 consente l’introduzione dal basso del sangue da filtrare all’interno della camera di prefiltraggio 3, così da ottimizzare l’azione di “sbollamento” del sangue stesso.

Il condotto di alimentazione 7 presenta quindi anche una zona intermedia 7c, interposta tra la prima e la seconda zona 7a e 7b, la quale si sviluppa lateralmente alla camera di filtraggio 3,4.

Preferibilmente, come visibile dalle figure, la zona intermedia 7c presenta almeno un tratto che si sviluppa sostanzialmente parallelamente all’elemento filtrante 5.

Nella forma di realizzazione rappresentata nelle figure, le porzioni del corpo 2 che definiscono le zone 7a, 7b e 7c sono distinte ed associate tra loro solidalmente a definire il condotto di alimentazione 7.

I termini “inferiore” e “superiore” utilizzati nella presente trattazione si riferiscono all’orientamento assunto dal dispositivo in condizioni di normale funzionamento.

La camera di prefiltraggio 3 presenta quindi uno o più accessi del sangue da filtrare e la camera di postfiltraggio 4 presenta una bocca di uscita 9 del sangue filtrato, quest’ultima essendo collegabile ad esempio ad una pompa atta ad inviare il sangue venoso filtrato ad un ossigenatore.

Nelle forme di realizzazione rappresentate nelle figure, almeno uno degli attacchi 6 è destinato ad essere collegato ad una linea di prelievo del sangue dal campo operatorio ed all’ interno della camera di prefiltraggio 3 è disposto un elemento di separazione 10 atto a suddividere la camera di prefiltraggio 3 in una porzione superiore 3a, comunicante con gli attacchi 6 ed in una porzione inferiore 3b comunicante con il condotto di alimentazione 7, consentendo così una filtrazione differenziata per i due flussi di sangue. In tal caso l’elemento di separazione 10 suddivide anche l’elemento filtrante 5 in una prima parte 5 a, atta a filtrare il sangue proveniente dagli attacchi 6 e che si raccoglie nella porzione superiore 3 a, ed in una seconda parte 5b, atta a filtrare il sangue proveniente dal condotto di alimentazione 7 e che si raccoglie nella porzione inferiore 3b. Le parti 5a e 5b dell’elemento filtrante 5 presentano una differente capacità di filtrazione (ovvero sono in grado di trattenere impurità di differente pezzatura).

L’elemento di separazione 10 ha preferibilmente conformazione convessa verso l’alto. In queste forme di realizzazione, il dispositivo 1 funge quindi sia da riserva venosa che da cardiotomo.

In una forma di realizzazione alternativa, non rappresentata nelle figure, il cardiotomo è separato e distinto dal dispositivo 1, per cui gli attacchi 6 sono destinati ad essere collegati ad almeno uno tra una linea di spurgo del filtro arterioso, un rubinetto di campionatura od ancora una cannula intracavitaria collegata direttamente con il cuore del paziente. In questa alternativa forma di realizzazione, il corpo 2 è provvisto anche di un ulteriore raccordo di ingresso del sangue proveniente dal cardiotomo stesso ed il dispositivo 1 risulta privo dell’elemento di separazione 10.

Vantaggiosamente, il dispositivo 1 comprende mezzi di frazionamento 11 delle bolle d’aria disposti all’interno del condotto di alimentazione 7.

Tali mezzi di frazionamento 11 sono conformati in modo da dividere la sezione di passaggio del condotto di alimentazione 7 in due o più canali identificati nelle figure 2 e 3 con il numero di riferimento 12.

Più in dettaglio, i mezzi di frazionamento 11 comprendono almeno un setto 1 la di separazione della sezione di passaggio del condotto di alimentazione 7. La funzione del setto Ila è dunque quella di dividere eventuali bolle d’aria presenti nel sangue venoso in bolle di dimensioni più piccole, così da evitare l’ostruzione del condotto di alimentazione 7 e la conseguente riduzione della portata di sangue. Infatti, poiché le bolle d’aria di grosse dimensioni tendono a galleggiare, muovendosi verso l’alto, esse ostacolano quindi il flusso del sangue venoso, il quale si sposta invece verso il basso, diminuendone la portata. A seguito dell’impatto con i mezzi di frazionamento 5 accade invece che le bolle di aria così frantumate, avendo dimensioni più ridotte, non hanno sufficiente spinta idrostatica e vengono pertanto trascinate agevolmente verso il basso dal flusso del sangue venoso senza diminuirne la portata.

Nella forma di realizzazione rappresentata nelle figure, il setto Ila è conformato a lamina e si estende lungo almeno un tratto della zona intermedia 7c del condotto di alimentazione 7.

Preferibilmente, il setto Ila si estende sostanzialmente lungo l’intero sviluppo della zona intermedia 7c.

Non si esclude, tuttavia, che il setto Ila possa essere disposto lungo almeno un tratto della prima e/o della seconda zona 7a e 7b.

Opportunamente, il setto Ila si estende sostanzialmente parallelo allo sviluppo longitudinale del condotto di alimentazione 7. Più in dettaglio, nelle forme di realizzazione rappresentate nelle figure, il setto Ila presenta una zona di estremità del setto Ila disposta in corrispondenza della prima zona 7a del condotto di alimentazione 7 ed inclinata rispetto alla rimanente parte del setto stesso.

Nella prima forma di realizzazione rappresentata nelle figure 4 e 5, i mezzi di frazionamento comprendono un solo setto Ila, il quale suddivide quindi il condotto di alimentazione 7 in due canali 12.

In alternativa, i mezzi di frazionamento 11 possono comprendere ima pluralità di setti Ila di separazione. Più particolarmente, i setti Ila sono disposti radialmente all’ interno del condotto di alimentazione 7, ovvero presentano un lato in comune tra loro ed il lato opposto disposto in corrispondenza della parete interna del condotto di alimentazione 7.

Nella seconda forma di realizzazione rappresentata nelle figure 6 e 7, i mezzi di frazionamento 11 comprendono quattro setti Ila disposti a croce a definire quattro canali 12.

In una forma di realizzazione alternativa, non rappresentata nelle figure, i mezzi di frazionamento 11 possono essere del tipo di una spugna despumizzante quale, ad esempio, una schiuma poliuretanica a celle aperte. Preferibilmente, i mezzi di frazionamento 11 comprendono almeno una biforcazione (non rappresentata nelle figure) del condotto di alimentazione 7 definita in corrispondenza della sua prima zona 7a ed atta a suddividere il flusso del sangue venoso entrante nel condotto di alimentazione stesso. Il funzionamento del presente trovato è il seguente.

Per utilizzare il dispositivo 1 l’operatore deve innanzitutto collegare il condotto di alimentazione 7 e gli attacchi 6 alle relative linee di convogliamento del sangue da filtrare e la bocca di uscita 9 ai dispositivi disposti a valle.

Il sangue venoso da filtrare che entra nel condotto di alimentazione 7 viene separato in due o più flussi dai mezzi di frazionamento 11 disposti lungo il condotto di alimentazione stesso, come rappresentato dalle frecce riportate in figura 2.

Questo comporta oltre che una divisione del flusso di sangue anche una frammentazione di eventuali bolle d’aria di grandi dimensioni presenti nel sangue venose entrante nel condotto di alimentazione stesso.

Più in particolare, il sangue venoso attraversa i setti Ila di separazione entrando così nei canali 12 dagli stessi definiti. Ne consegue, pertanto, che le bolle d’aria presenti nel sangue entrante, ed in particolare quelle di medio-grandi dimensioni, si frammentano per effetto dell’impatto con i setti Ila, riducendo di conseguenza le proprie dimensioni.

Il sangue venoso uscente dai canali 12 raggiunge poi la seconda zona 7b del condotto di alimentazione 7 e viene convogliato all’interno della camera di prefiltraggio 3 passando attraverso la bocca di ingresso 8 disposta in corrispondenza della parte inferiore della camera di prefiltraggio stessa.

La conformazione del condotto di alimentazione 7 definisce sostanzialmente un percorso ad U del flusso del sangue, il quale percorre quindi un primo tratto, che corrisponde all’ attraversamento della prima zona 7a e della zona intermedia 7c, durante il quale il flusso del sangue è diretto verso il basso, ed un secondo tratto, che corrisponde all’attraversamento della seconda zona 7b ed all’ingresso nella camera di prefìltraggio 3, durante il quale il flusso del sangue si muove verso l’alto. Più particolarmente, a seguito dell’attraversamento della prima zona 7a e della zona intermedia 7c le bolle d’aria presenti nel sangue vengono frantumate dai mezzi di frazionamento 5, da cui ne risulta una riduzione della loro spinta idrostatica, e trascinate dal sangue venoso senza che questo subisca rallentamenti.

Successivamente, ovvero quando il sangue venoso percorre la seconda zona 7b ed entra nella porzione inferiore 3b della camera di prefiltraggio 3, il flusso del sangue venoso e le bolle d’aria si muovono in verso tra loro concorde verso l’alto, favorendo così il distacco delle bolle d’aria (anche di quelle molto piccole).

Le bolle di aria si raggruppano quindi al di sotto dell’elemento di separazione 10, dopodiché attraversano l’elemento filtrante 5 finendo nella camera di postfiltraggio 4, senza più inglobarsi nel sangue.

Il sangue da filtrare entrante nella porzione inferiore 3b della camera di prefiltraggio 3 attraversa quindi l’elemento filtrante 5 e si raccoglie nella camera di postfiltraggio 4.

Allo stesso tempo aH’intemo della porzione superiore 3a della camera di prefiltraggio 3 entra anche il sangue portato dalle altre linee di convogliamento collegate agli attacchi 6.

Il sangue da filtrare portato dal condotto di alimentazione 7 e quello convogliato mediante gli attacchi 6 viene “trattato” rispettivamente dalla prima e dalla seconda parte 5 a e 5b dell’elemento filtrante 5 le quali, come detto, sono tra loro separate dall’elemento di separazione 10 e presentano una diversa capacità filtrante.

Il sangue filtrato si raccoglie poi nella camera di postfiltraggio 4 e defluisce verso l’esterno passando attraverso la bocca di uscita 9 come rappresentato dalle frecce riportate in figura 2 e che identificano il percorso del sangue all’interno del dispositivo 1 .

Si è in pratica constatato come il trovato descritto raggiunga gli scopi proposti e in particolare si sottolinea il fatto che la particolare conformazione del condotto di alimentazione oggetto della presente invenzione consente il facile accesso all’operatore e l’ottenimento al contempo di un flusso efficace sotto il profilo fluidodinamico.

Inoltre, la presenza dei mezzi di frazionamento consente di evitare la formazione di bolle d’aria di grandi dimensioni e tali da ridurre la portare di sangue in ingresso al dispositivo.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo (1) di filtraggio del sangue venoso comprendente: almeno un corpo (2) scatolare rigido definente una camera di filtraggio (3, 4); almeno un elemento filtrante (5) internamente cavo e disposto all’ interno di detta camera di filtraggio (3, 4) a delimitare una camera di prefiltraggio (3) ed una camera di postfiltraggio (4); - almeno un condotto di alimentazione (7) del sangue da filtrare comunicante con detta camera di prefiltraggio (3); caratterizzato dal fatto che detto corpo (2) scatolare è di tipo monolitico e definisce detto condotto di alimentazione (7), quest’ultimo essendo disposto esternamente a detta camera di filtraggio (3, 4) e comprendendo una prima zona (7a) definita in corrispondenza della porzione superiore di detto corpo (2) e collegabile ad una linea di convogliamento del sangue venoso ed una seconda zona (7b) associata alla porzione inferiore di detto corpo (2) e comunicante con detta camera di prefiltraggio (3).
2. 2) Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di frazionamento (11) delle bolle d’aria disposti all’ interno di detto condotto di alimentazione (7).
3. 3) Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di frazionamento (11) sono conformati in modo da dividere la sezione di passaggio di detto condotto di alimentazione (7) in due o più canali (12) distinti.
4. 4) Dispositivo (1) secondo ima o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di frazionamento (11) comprendono almeno un setto (Ila) di separazione della sezione di passaggio di detto condotto di alimentazione (7).
5. 5) Dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di frazionamento (11) comprendono una pluralità di detti setti (1 la) di separazione.
6. 6) Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti setti (1 la) di separazione sono disposti radialmente airintemo di detto condotto di alimentazione (7).
7. 7) Dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto condotto di alimentazione (7) presenta almeno una zona intermedia (7c) disposta a fianco di detta camera di filtraggio (3, 4) ed interposta tra dette prima e seconda zona (7 a, 7b) del condotto di alimentazione stesso e dal fatto che detto almeno un setto (Ila) di separazione si estende lungo almeno un tratto di detta zona intermedia (7c).
8. 8) Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto almeno un setto (1 la) di separazione si estende sostanzialmente lungo l’intero sviluppo di detta zona intermedia (7c).
9. 9) Dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto prima zona (7a) del condotto di alimentazione (7) presenta almeno una biforcazione che si ricongiunge in corrispondenza di detta zona intermedia (7c).
10. 10) Dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto corpo (2) presenta uno o più attacchi (6) definiti in corrispondenza della sua porzione superiore, dove almeno uno di detti attacchi (6) è destinato ad essere collegato ad un aspiratore atto a prelevare il sangue presente nel campo operatorio, e caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un elemento di separazione (10) disposto all’interno di detta camera di prefiltraggio (3) in modo da suddividerla in una porzione superiore (3 a) comunicante con detti attacchi (6) ed una porzione inferiore (3b) comunicante con detto condotto di alimentazione (7)· 11) Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detto elemento di separazione (10) suddivide detto elemento filtrante (5) in una prima parte (5a) delimitante la porzione superiore (3 a) di detta camera di prefiltraggio (3) ed in una seconda parte (5b) delimitante la porzione inferiore (3b) di detta camera di prefìltraggio (3), dette prima e seconda parte (5a, 5b) avendo differente capacità filtrante.