IT8149672A1 - Apparecchio per controllare la pressione parziale di un gas contenuto in un liquido che fluisce in una conduttura, in particolare in macchine di circolazione extracorporea del sangue - Google Patents

Description

D CUMENTAZI NE

RI LEGATA

U i *- ** <4 >. " <~ >\

DESCRIZIONE <'>

?

I -

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione

dal titolo:

I"Apparecchio per controllare la pressione parziale di

I

jun gas contenuto in un liquido che fluisce in una

. . . <' >[conduttura, in particolare in macchine di circolazio-

ila pressione parziale di un gas_in un _liquido^che__flui-' OOC hu- < o O? 5 U -O f?^ u> jtore (1) atto ad essere inserito nella conduttura,_ I_ o Ni Sii connettore avendo una parete che comprende una mem- <'

03 permeabile a detto gas ma impermeabile a ro?

[detto liquido. La membrana (2) presenta una prima facjcia in contatto con il liquido nel connettore ed una seconda faccia disposta in opposizione alla prima fac-:cia. Un sensore, per esempio un sensore elettrochimi-co (4), ? collocato in adiacenza a detta seconda fac-

<1 >_ Lajpresente invenzione si riferisce ad un

^apparecchio per controllare la pressione parziale di

gas, in particolare in liquidi sterili. Una particolare applicazione dell'invenzione, sebbene non 1'unisca, ? quella del controllo della pressione parziale

!o tensione dei gas nel sangue, per esempio il sangue

circola da una macchina cuore-polmone ad un pazien?

durante le operazioni chirurgiche a cuore aperto.

caso del sangue, le tensioni con cui si ha che fai Jre sono la tensione dell

dell'anidride carbonica (PCO ). Nel caso di altri li CL

LO

quidi, comunque, le tensioni a cui si pu? essere in < teressati possono essere diverse. o o-:

O

Un qualsiasi sistema per controllare le ten?

/

.

gas nel sangue deve raggiungere lo scopo sai-

mettere la sterilit? del sangue che circola. '?

Q _ <

M

enza notevolmente la progettazione degli tu

jelettrodi per il controllo dei gas contenuti nel san- ??

ir

?gue in circolazione extracorporea. Fino ad oggi , tuti <. >j<">

ti gli elettrodi progettati per questo scopo sono staiti messi in diretto contatto con il sangue, ma ci?

!

numerosi gravi inconvenienti. In primo luogo? odo deve essere sterile e ci? impone dei vinicoli sulla progettazione degli elettrodi. In secondo

luogo, a causa<' >della necessit? della sterilit?, e del-

rla necessit? di tarare gli elettrodi, ? essenziale

.che gli elettrodi forniscano la stessa uscita prima

e dopo la sterilizzazione. Questo risultato ? diffi-cile da ottenere. In terzo luogo, deve essere possi-T <~ . . " ? >? biledi buttar via gli_elettrqdi dopo averli usati.

;una sola volta, anche se ci? ? costoso, a causadegli __

j inconvenienti ed anche del costo maggiore della ri- <1>

I

sterilizzazione. In quarto luogo, una volta che l'elet-__ jtrodo sia stato messo in contatto con il sangue , non _

?jdeve essere ammissibile l'a <

. ccesso all'elettrodo nean- i che se viene rivelato un mal funzionamento, con lo

? ux " <

N.

1-0 O

o

t

l'apparecchio comprendendo un connettore atto all?inserimento in detta conduttura, il connettore avendo

"Una parete che comprende una membranapermeabile a detto gas ma impermeabile a detto liquido, la membrana

avendo una prima faccia in contatto con detto liquido

nel connettore ed una seconda faccia disposta in op- I

?I <: ? >! posizione a detta prima faccia, ed un sensore colloca-

to in adiacenza a detta seconda faccia e rispondente

al gas che passa attraverso la membrana dal liquido.

Il riferimento ad un sensore collocato in

adiacenza alla seconda faccia in questo contesto deve

;a T. Il pezzo trasversale della T forma due bracci ;

!ciascuno dei quali ? fornito sul suo esterno di rijsalti per permettere che i bracci vengano inseriti

?in parti adiacenti di una conduttura in cui deve

re un liquido contenente il gas che deve essere controllato^ Ib connettore presenta una apertura che ?

chiusa da_una membrana di gomma al silicone 2 supportata da una coppetta di nichelio o acciaio inossida?

ecchio inoltre comprende un sensore elettrochimico 4? Il sensore 4 pu? essere uno di una

tipi e la forma del sensore illustrata ? puramente esemplare. Questo sensore presenta lina mem- <j

a

m strumento esterno di misura (non rappresentato) per

i

mezzo di un cavo schermato 10 a quattro nudei.

un utente sotto forma di una unit? sterile da buttar

T? ?I

via dopo l'uso oppure alternativamente pu? essere progettato in modo da essere suscettibile di sterilizzazione. Il sensore 4 non ha alcuna necessit? di esse-| I

re sterile, poich? nessuna parte di esso si trova in contatto con il liquido che fluisce nel connettore.

Prima che il sensore venga inserito nel connettore,

-esso viene tarato in funzione di nell'aria, che ?

generalmente uno standard affidabile (20,9$ di ossigeno). Alcune gocce di elettrolita vengono preferibili

.mente collocare frala membrana 2 e la membrana 5

I con lo scopo di ridurre al minimo l ' effetto delle

!

|infiltrazioni di ossigeno dall'aria dagli elettrodi

: del sensore. Un distanziatore 11 nel connettore serve

iper mantenere una predeterminata distanza fra le due

imembrane. Durante l'uso, la sommit? del braccio del

^connettore in cui ? ricevuto il sensore via? chiuso

[ermeticamente da un tappo 12 e caricato da una molla *i

c 1 |il quale pu? facoltativamente essere realizzato come r

3 parte a corpo unico del sensore.

<1 N. Per permettere all'apparecchio di funziona a> ,Q .O re soddisfacentemente, la quantit? massima di ossigeno

r

per unit? di tempo che pu? passare attraverso la mem r-.

brana 2 per permeazione deve essere elevata in con- d<: >c)

fronto con quella della membrana 5. Purch? questa condizione sia soddisfatta, per quanto riguarda il senso-? il sensore misurer? una PO sostanzialmente coe esso si tr<?>o-vasse in diretto<s>-cont<:>-atto con il sa ?n-!

In questa condizione, il sensore misura la P0o

velo di liquido statico esistente fra le due mem ?-jbrane e la tensionedell'ossigeno in questo velo si :

jtrova in equilibrio con la tensione dell'ossigeno nel

\

sangue

?' anche necessario che il consumo<'>di ossigeno da questo velo di liquido daparte del sensore

.sia trascurabile, un effetto che pu? essere facilmen-

jverso la membrana in risposta ad una differenza di

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[serve, analogamente alla_forma di realizzazione della

^figura^1, per la misurazione di PO,,. In molte maniere, la forma di realizzazione della figura 2 rassomi-glia a quella della figura 1 e le parti della figura

2 che corrispondono alle parti della figura 1 sono [contrassegnate nella figura 2 con gli stessi numeri

di riferimento usati nella_figura 1 con_l'aggiunta ^

fornia di reaiizzazione della figura

5

2 comprende un connettore 101 avente un passaggio che si trova in comunicazione con una conduttura i

cui deve fluire un liquido co-ntenente il gas che deve

essere controllato. Il connettore ? fornito di una apertura la quale viene chiusa da una membrana di ma al silicone 102 supportata su un dispo di niche

perforato 103. La gomma al silicone viene applicata

j sul disco di nichelio mediante colata da un solvente.

'? L'apparecchio inoltre comprende un sensore

elettro-chimico 104. Il sensore comprende un corpo

rivelatore cavo 121, la cui estremit? inferiore presenta una filettatura 122, per ragioni che appariranno

! <' . . >. <;>

'evidenti dalla seguente descrizione._All'interno_del

! ? i

!corpo 121 del sensore viene montato uno stelo cavo_

i - ---- j-? 23 formato per esempio in resina epossidica. L 'estremit? inferiore di questo stelo porta un elemento sen- ....

< isore 124. L'elemento 124 comprende un anodo di argento <x

??

N

temperatura alla quale funzione l'elemento sensore

viene chiusa da una membrana 105. Il bordo periferico

della membrana 105 del sensore viene trattenuto fra

le parti 126 e 127 di un corpo in due parti destini

al supporto della membrana. L'estremit? superiore del-

.cavit? 12? formate nelle due parti. Per completezza,

si dovrebbe aggiungere che il..componente formato dalla.membrana 102 e dal disco 103 viene tenuto in posto per mezzo di_un .ane.11o__1_29._ehe.._presenta una filettatu-ra esterna cooperante_con._una_f.ile11atura irterna-pre-? vista sulla parte adiacente del.__conne.ttore._101 L'.anel? _lo_129 viene tenuto in posto.,nel...connettore 101.per_ ?.

<st mezzo j?i un agente.sigillante_che_..v.iene...introdotto-ne ??l- -O ? le aperture e* <

_ Si dovrebbe notare che. il .connettore,. 1_o_1Oli:

e relativamente economico _e_pu?.pe_rtant_o_essere__butta- * to via_dopo_essere_staio jusatp,men.tre il sensore 4

< o 104-? relativamente costoso. ma pu? essere._r.iut.iliz-?_..

m zato poich? esso ? rimovibile dal connettore.. cjl -?~ izzazi.onedell.'.invenzione_

preceder temente descriite utilizzano_un_s.ensore?eiet-_

tro-ehimico. Tuttavia, in una modificazione. deli!,ap- __

parecchio secondo l'invenzione, il sens.o.re..elettro-! . .

chimico _pu? essere sostituito da un sensore puramente chimico , per esempio uno strato di cristalli il cui

in una maniera che ? funzione della pres-sione parziale di qualche gas particolare. Convenienti _ j i composti chimici per questo scopo possono essere.per_

_ esempio riscontraii_in una_domanda di..brevetto...deposita-... ta in base al trattato di cooperazione, .brevett.uale. PCT,. .

!

l^cui ini distanziatore ?. fornito per. definire una predeterminata distanza fra. le...due membrane.

J_ 6. Apparecchio secondo una. qualsiasi delle?. rivendicazioni da 3 a 5_.,._in cui. detto sensore.?. un_ sensore di PCL . !

in adiacenza a detta seconda faccia ? una .secondale-?stremit? comunicante con detto mezzo sensibile al gas..! .

10, in_cui_detto_sensore comprende_cristalli

colore j/aria in una maniera che ? funzione della pres-_

sione parziale del gas che deve _essere_ rivelato. _ _

bracci e un terzo braccio che si estende dal pezzo

_ trasversale, il pezzp__trasversale _essendq_att?. ad._es-_

_ sere inserito in detta conduttura per far .fluire ,.il__

_ ;liquidq_attrayerso il pezzo__trasversale e la..membrana_

. ppa ecc o secon q_una qua sas pre-__

Q. vi !cedente rivendicazione, in cui il sensore ? fornito < di un termistore per determinare la temperatura alla_ <

O

jquale_opera il sensore._ _ _ [ oe S < L: Z c < isr

eC

cs bile al gas del sensore ? formata da_gqmma_al s?lico- _ M a ne supportata_da un disco metallico perforato.

cci? 15. Appareechio secondo la rivendicazione

14, in cui la gomma al silicone viene ottenuta per ;

j j !colata da solvente sul disco metallico. I

16. Apparecchio per controllare la pres-

<:>sione parziale di un gas in un liquido che fluisce

. . .

in una conduttura, sostanzialmente come finora, descritj

t i t

U 7 4

N

domanda foglio

2 descrizione _ 7. f ogli

3 rivendicazioni

apparecchio? p_er_c o.ntr.o llare_la-pressione? p arzial e?di

gas.,? i n_part.i.c olare? in._li qui d i ..ste rili. Una partico- ?i

11 are_app licazione-delldinv.e nz i one, ? sehbene-non? l?unii

h a, ? ?_ quel la? d e 1_ c ont r olio? d e 11 a-p resa i one? parz i al e

1

0 -t e ns i o ne_ d e i? gas-nel. _s angu e,? pe r? esempio? iLs angue che ? c ire ola-da-una-macchina-cuo-r-e-polmone ad un pazien--t e _ dur ant.e_.1 e_oper az i oni_ eh i rurgich e _a~cuor e -apert o ._

?lel- -caso? del? sangue,? le? tensioni? co n-cui? si? ha-a che fare? sono? la -t.ens ione- dell-?? ssi ge no? (-P-O^-) ? e? la? tens-i? ?

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II di sgno allegato rappresenta una vista

in sezione che mostra a titolo di esempio un appa-

recchio secondo l?invenzione per la misurazione di

recchio comprende un connettore 1 che ? generai rnpnte

realizzato a forma di T. Il pezzo trasversale della

T forma due bracci ciascuno dei quali ? fornito nel

suo esterno di risalti per permettere c he_i_b_r_a.C-C.i_

vengono inseriti in parti adiacenti di una conduttura in cui deve fluire un liquido contenente il gas

che deve essere controllato. Il connettore presenta

una apertura che ?_chiusa_da_una_membr_ana_di_. gomma al

_

_

_ ? ? ..montata sulla estremit? di un t ub o_ 8 d i una resi-p

_ |na_epo_ssidica_e.(LJL]_sensor_e_compr-ende_ult-er-iorment-e

_ un termistore 9. Il sensore, viene collegato ad. -uno insufficientOCRQuality for page 24

sore 4, il . senso re .misur_er?_una-E0-2_so-st-anzialment-e?

_come_se_es s.o_s i_t.r.o_v;as.s.e-_.in- .dir.et t_o_ co ntat t.o_co n_i 1_L

sangue..? In -.quest-a-condizlone-^-il-aensor-e-misura-la-?? 2_neO_v_e lo_di_l i qui do? at.at?c.o_e si st ent.e__f-r a 1 e dui

membrane.-e. -la- t.ensione .dell-'-O-Ssi.geno? in_quest.o? velo

.si_t.ro-v_a_in_equilibrio__con_la_t_ens.io.ne_dell_!_o ss i gen?

? _ - _ _ _ - . _.

..r.e. s ia traaurabil e , un effetto-c he... pu? .essere-f.ac i 1-

.ment-e_r-ealizzat-0_imp.iegando_un_cat.odo? delle_dimensio= _

I

ni summenzio.nat-e_.ed_una- membrana? 5? che... abbia. uno spes?

un apparecchio? c he_s e rve per misurare..-l a-PO-2? nel_s an?

-tecnica potenziometrica in conformit? con gli -inse- ! -gnament i- -di-Sev-eringhaus-.? In-linea-e ssenzial<?>e si-t rat ?

-ta-di-una -modif-icazione -di- un-metodo- per determinare

co e provoca una variazione dell' attivit? degli ioni

mente equivalente ad una diminuzione di una unit? del

pH . Poich? questa ? una t ecnica pot enziometrica, _ non

s i co nsuma_._anidrijd_e_c_arbjo.ni.aa?e._nan_si^veri?i cannagli _efTett_i_jii_^s_aurim_en?_o___Q_e^acuazio.ne__assDniat-i__c.o.n_ gli elettrodi di P02 > Nell 'uso della tecnica di Severinghaus in _ un_app.ar_e.c_c hio_s e_condo_llinvenzi o.n e ;

.pu? ..essere usat o . Io_.st.esso_. co.nnei:t;_ore_che_?_st-at-0-_pre-

Claims (1)

1. .di__dif?usian.e?p_er il sens.or.e_di_C_0_2_. . Al cune-

   un ..e vengono collocate sulla _ <?>1

   membrana 2 ed il sensore di viene quindi completato collocando nell ' elettrolita un elettrodo per pH _ il qi3a1 e_pi3? _ avere una struttura nota. Nel caso del

   controllo ._della_PCQ ^.-pnrtanto.,.. viene impiegai aj3ol-_

   t anto una membrana cori rariamerte all e due membr ano - il sensore elettrochimico p:u? ess ere sostituite darun --

   - ;coop er azione? br e v-ett-uale-PCT-,? pubbli c at a c o n -il- nume- - ?