MXPA01002721A

MXPA01002721A - Sistema portatil de calentamiento de fluido intravenoso.

Info

Publication number: MXPA01002721A
Application number: MXPA01002721A
Authority: MX
Inventors: Thomas L Kistner
Original assignee: Estill Medical Technologies In
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2002-06-04
Also published as: CA2344416C; IL141980A0; CN1326334A; EP1113770A4; JP4312388B2; AU6151299A; BR9913822A; WO2000016722A1; EP1113770B1; JP2002526198A; AU749480B2; CA2344416A1; EP1113770A1; US6142974A; KR20010082205A; IL141980A; TW410163B

Abstract

La invencion es un sistema de calentamiento de fluidos intravenosos portatil (20) en donde se lleva a cabo el monitoreo y el control de la temperatura utilizando cuatro termosensores de circuito integrado monolitico (72, 74, 76, 78) . Los sensores (72, 74, 76, 78) operan en una multietapa en serie para reducir el rango dinamico de la etapa de calentador final, asegurando de este modo una temperatura de salida mas precisa, y consistente. FET de energia (104, 106, 108, 110) proporcionan corrientes de impulso de calentador a partir de una fuente de entrada de corriente directa no regulada (122). El sensor (72, 74, 76, 78) se acopla con un microprocesador 120 que continuamente determina la temperatura, ajustando la energia a los FET (104, 106, 108, 110) conforme sea necesario para mantener la. temperatura deseada. En conexion (40) se proporciona a una unidad de lectura digital externa opcional. Un rompedor de termocircuito en linea (102) proporcionara un interruptor de sobretemperatura a prueba de fallas. La figura mas representativa de la invencion es la numero 6.

Description

> SISTEMA PORTÁTIL DE CALENTAMIENTO DE FLUIDO INTRAVENOSO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en general a un 5 aparato para calentar fluidos que se supone que van a ser infundidos en el cuerpo, incluyendo los productos de la sangre, a una temperatura deseada, aproximadamente la temperatura normal del cuerpo. Este aparato es pequeño, portátil y desechable y es fácilmente usado por el técnico asistente sin 10 entrenamiento especial .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El fluido introducido intravenosamente deberá ser calentado a una temperatura que se aproxime a la temperatura 15 normal del cuerpo para evitar bajar la temperatura nuclear del cuerpo. Los fluidos intravenosos normalmente se almacenan a temperatura ambiente y algunos productos se almacenan a temperaturas refrigeradas. La temperatura normal nuclear del cuerpo es de 37 °C, la temperatura del medio ambiente es de 20 23.9°C y las temperaturas refrigeradas son de 0°C a 4.4°C. En situaciones de emergencia, estos fluidos intravenosos necesariamente se pueden introducir a temperaturas refrigeradas directamente en el cuerpo a través de tubos intravenosos (I.V.) . La introducción de estos líquidos a estas temperaturas 25 refrigeradas, sin embargo, presenta un riesgo de enfriamiento dañino y/o choque al cuerpo. Se ha desarrollado una variedad de dispositivos para atacar el problema de calentar fluidos intravenosos. Los sistemas actuales generalmente son de dos tipos. Los calentadores por volumen requieren un periodo suficiente de tiempo para calentar el producto a una temperatura deseada y solamente calentarán un número fijo de unidades de fluido cada vez. Más aún, con el fin de que el calentador por volumen esté constantemente listo para uso de emergencia, debe mantenerse a una temperatura adecuada y fija. Esto requiere un sistema que es voluminoso, pesado, y/o fijo. El precalentamiento y mantenimiento de estos fluidos, como se presenta anteriormente, no es práctico para ciertos productos de la sangre y productos farmacéuticos que se degradan si se mantienen a una temperatura elevada . Más aún, los calentadores por volumen permiten que el fluido se enfríe en la línea puesta conforme se administra. Un sistema calentador por volumen también experimenta desventajas asociadas con el uso de emergencia ya que requiere anticipación previa a la necesidad de unidades de fluido calentadas así como el número de unidades de fluido que finalmente se necesitarán. Además, y suponiendo que las condiciones antes mencionadas se satisfagan, las unidades de fluido que se calientan y están listas para su uso se deben mover a través de varios metros de tubería además de la cámara de goteo por lo que se ofrece sustancialmente tiempo y oportunidad para que estos líquidos se enfríen antes de entrar al cuerpo. El segundo tipo son los calentadores de fluidos en línea. Los calentadores de fluidos en línea anteriores de alguna manera atacan la desventaja descrita anteriormente excepto que estos sistemas en línea intentan calentar el fluido en la línea de plástico existente, lo cual es un medio ineficiente de transferencia de calor. Más aún, los sistemas de ccilentamiento en línea generalmente están limitados en volumen, por ejemplo, 30-40 milímetros por minuto, y requieren una fuente de energía de 120 voltios de corriente alterna. Adicionalmente, la precisión de estos sistemas es solamente más o menos 5 grados. También son voluminosos y requieren tiempo significativo para fijarse. Uno de estos sistemas se conoce como Animec Infusión armer. Se energiza eléctricamente y es un calentador seco que suministra calor externo a tubos de plástico mediante una placa de calentamiento de aluminio. Los sensores de temperatura hacen contacto con los tubos y regulan la temperatura. El tubo de plástico que se va a calentar se puede colocar en un canal en forma de S en la placa de calentamiento en el calentador. Se pueden usar tubos de diferentes tamaños. Esta unidad tiene varias desventajas. Primero, la longitud de la tubería que se va a calentar es comparativamente corta. Segundo, la tubería se pone en contacto con la placa de aluminio solamente sobre una porción de su área superficial. Tercero, el calentamiento total de la placa de calentamiento se basa solamente en la temperatura de salida de fluido. Cuarto, diferentes modelos se deben usar para diferentes tamaños de tuberías. Quinto, no es portátil pero requiere una fuente de energía de 110 voltios de corriente alterna. Sexto, es posible que se presente calentamiento excesivo del fluido. Séptimo, no es una unidad de calentamiento desechable.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención ataca esta y otras desventajas de los sistemas de la técnica anterior para calentar fluidos intravenosos . La modalidad preferida de la invención comprende una red de tubos que contiene secciones rectas paralelas en el mismo plano, envueltas en un material flexible que soporta elementos calentadores de resistencias. La capa de entrada o el múltiple contiene el conector de suministro de energía, conectores de entrada/salida de datos, conectores de entrada de fluido, y diodos emisores de luz para indicadores de energía y de temperatura. Estos distintos conectores se conectan a componentes correspondientes en una tarjeta de circuito impreso flexible y los componentes se montan en la misma. La tapa de salidc. o múltiple mantiene el conector de salida del fluido y forma un sello hermético al agua con el cuerpo principal de los tubos rectos paralelos. Los conectores de la línea de fluido tienen tamaño estándar para ajustarse a conexiones de líneas • intravenosas estándares. La fuente de energía es una batería portátil, suministro de energía de vehículo/aeronave, o energía 5 estándar de 120 voltios de corriente alterna. La fuente de energía se conectará en un contacto sobre la tapa del extremo de entrada o múltiple como se muestra, o cualquier otro lugar conveniente en el alojamiento. ^^ En la modalidad preferida, los elementos de 10 calefacción se dividen en cuatro grupos que se conectan en paralelo eléctrico. Sin embargo, podrían usarse más grupos o aún menos grupos si se desea. Cada uno de los grupos tiene una plura Lidad de elementos de calefacción conectados en series eléctricas estando cada elemento calentador en relación de 15 transferencia de calor directo con la correspondiente sección de tubería adecuada . Un primer sensor de temperatura capta la temperatura en el primer tubo después de que el fluido intravenoso entrante se introduce del lado de la entrada. Sensores de temperatura 20 adicionales supervisan la temperatura en cada grupo de calentamiento y un sensor final supervisa la temperatura conforme el fluido sale del último tubo. Cada sensor se acopla operativamente a un microprocesador central el cual, a su vez, ajusti la energía a los elementos de calefacción en cada zona 25 de calentamiento para mantener una temperatura de salida constante. Diodos emisores de luz adecuados indican cuando la • energía está ENCENDIDO y cuando la energía se conecta a varios grupos de elementos calentadores. 5 De este modo, la presente invención presenta varias ventajas sobre la técnica anterior. Una de estas ventajas es la capacidad para calentar rápidamente una cantidad ilimitada de fluido dentro de un rango de temperatura específico. ^^ Otra ventaja presentada por la invención es la 10 reducción en pérdida de calor después de que el fluido es calentado calentando el fluido cerca del punto de entrada en el cuerpo del paciente. Todavía otra ventaja de la presente invención es la fácil adaptación y aplicación a ensambles fijos de líneas 15 intravenosas convencionales. De este modo, se observa economía de energía al mismo tiempo que el ensamble y la interconexión se pueden llevar a cabo en una cantidad corta de tiempo. También, otra ventaja de la presente invención está en su construcción de bajo costo mediante lo cual se permite un 20 uso desechable. De esta manera, se asegura un ambiente estéril para cada uso . Todavía otra ventaja es la adaptabilidad de la presente invención a condiciones de campo de emergencia sin pérdida de tiempo en tratamiento o en transporte. 25 Otra ventaja de la invención es que la unidad entera es de una pieza, sin una unidad de control separada, reutilizable . Todavía otras ventajas de la presente invención serán obvias después de la revisión de la descripción detallada de los dibujos. De este modo, la invención se relaciona con un sistetia de calentamiento de fluido intravenoso portátil que comprende un alojamiento que tiene un puerto de entrada de fluido intravenoso y un puerto de salida de fluido intravenoso, una pluralidad de secciones de tubo de acero inoxidable interconectadas en el alojamiento que lleve el fluido intravenoso que se va a calentar desde el puerto de entrada de fluido hasta el puerto de salida de fluido, cada una de las secciones de tubo tiene una periferia externa, grupos de las secciones de tubos están asociadas al puerto de entrada en el alojamiento para recibir fluido intravenoso que se va a calentar, cuando menos un primer grupo de los grupos múltiples de secciones de tubo forman un grupo de secciones de calentamiento escalonado, una sección de tubo final se acopla con el puerto de salida en el alojamiento para dosificar el fluido intravenoso caliente y formar una etapa de calentamiento final y un número parecido de elementos de calentamiento flexibles como la pluralidad de secciones de tubo para calentar el fluido intravenoso en la misma, cada uno de los elementos de calentamiento flexibles están envueltos, en contacto con, y rodean cuando menos la mayoría de la superficie periférica de una sección de tubo correspondiente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Estas y otras características de la presente invención se describirán más completamente cuando se toman en conjunto con la siguiente descripción detallada de las modalidades preferidas en las cuales los numerales iguales representan elementos iguales en los cuales: La Figura ÍA ilustra los elementos de un sistema intravenoso convencional; La Figura IB ilustra los distintos elementos de una modalidad preferida de la presente invención; La Figura 2 es una vista en perspectiva de una modalidad de la unidad de calentamiento de fluido portátil, desechable, que incorpora las enseñanzas de la presente invención; Las Figuras 2A y 2B son vistas en perspectiva de la tapa de extremo de entrada de fluido y la tapa de salida de fluido respectivamente de la modalidad de la Figura 2; La Figura 2C es una vista en perspectiva de la porción de cuerpo central de la modalidad de la Figura 2; La Figura 2D ilustra una computadora con un conector conveniente para conectarse a la modalidad de la Figura 2 ; La Figura 3 es una vista esquemática superior de la modalidad de las Figuras 2, 2A, 2B, y 2C que muestran una vista fantasma de la caja externa de los múltiples de entrada y salida de fluido y sin la caja del cuerpo central mediante lo cual se revela la sección del tubo; La Figura 4 ilustra la vista en corte transversal de los tubos y el método de envolver los elementos de calentamiento para hacer el intercambiador de calor de la manta calentadora de la modalidad de la Figura 2; La Figura 5 es un proyecto desdoblado de los elementos de calentamiento eléctricos de la manta calentadora o el circuito impreso usado en la modalidad de la Figura 2; La Figura 6 es una representación diagramática de varios componentes electrónicos junto con la manta calentadora o el circuito impreso con los elementos de calentamiento flexibles en los mismos en relación con las secciones del tubo que se va a calentar; y La Figura 7 es un diagrama de alambres del circuito eléctrico de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA O LAS MODALIDADES PREFERIDAS Una ilustración de una instalación intravenosa convencional 10 se puede ver haciendo referencia a la Figura ÍA. Como se ilustra en la Figura ÍA, una solución intravenosa, por ejemplo, una solución salina, está contenida en una bolsa o botella 11 que normalmente está suspendida encima del paciente. El fluido de la bolsa 11 pasa por gravedad o presión positiva a través de un conducto o tubo 12 hacia una cámara de goteo 13 en donde se monitorea la velocidad de flujo. El fluido pasa de la cámara de goteo 13 a través de un segundo 5 conducto 14 que se acopla con un catéter 15 que se va a insertar en los vasos sanguíneos seleccionados del cuerpo. El sistema intravenoso descrito anteriormente se ha usado como un método estándar de administrar fluidos ^* intravenosos y sangre y productos de la sangre. Estos 10 productos se administran a la temperatura a la cual se almacena (temperatura ambiente o a partir del almacenamiento refrigerante) . En algunos casos, se calienta previamente y luego se administra dejándolo que de nuevo se enfríe a la temperatura ambiente mientras se administra. 15 Otros fluidos intravenosos, tales como productos de la sa gre, se deben mantener a una temperatura refrigerada de 5°C o menos inmediatamente antes de ser administrados al Jß paciente. Más aún, la velocidad de flujo al cual estos productos se deben introducir al cuerpo impide su uso a menos 20 o hasta que se calientan a temperatura cercana a la corporal. La presente invención pretende superar esta desventaja y está diseñada para ser operada por técnicos médicos de emergencia en el campo (paramédicos) entrenados para administrar fluidos intravenosos en condiciones adversas. Los 25 pacientes normales son las víctimas de trauma o de una enfermedad aguda seria con un potencial sustancial de progresar hacia la hipotermia y choque. Los fluidos se pueden • administrar bajo condiciones adversas tales como individuos atrapados en vehículos o edificios colapsados así como en otras 5 condiciones de campo atascadas o caóticas. Estos escenarios dictan mecanismos pequeños, fácilmente manejables que no aporten a la confusión y dificultad de la situación. Ya que la mayoría de los traumas y enfermedades ^^ agudas suceden en ambientes de temperatura considerablemente 10 menor que la corporal, virtualmente todos los pacientes que requieren soluciones intravenosas tendrán el potencial de entrar en choque mientras son manejados en canales de emergencia. El control de las temperaturas del fluido intravenoso sería adecuado. Ciertamente, todos los pacientes 15 que requieren la adición de un volumen significativo de fluido deberán recibir fluidos a temperatura corporal. Este sistema debe calentar los fluidos intravenosos en un rango de 37 a 40 °C y debe infundir el fluido en el paciente a la velocidad de hasta 200 mililitros por minuto. No debe haber peligro de mal 20 funcionamiento que cause sobrecalentamiento de fluido que se está .administrando. El equipo participante deberá tener poco peso y ser fácil de manejar (a prueba de tontos) en áreas confinadas en todas las condiciones de clima y de ambiente. El sistema debe ser estéril y cualquier parte que se ponga en 25 contacto con un paciente debe ser desechable. El sistema debe ser compatible con los sistemas de fluidos intravenosos existentes y debe ser capaz de estar listo en el plazo de un minuto con solamente un mínimo de pasos adicionales requeridos sobre los sistemas estándares. El sistema debe ser utilizable tan cerca como sea posible del paciente cuando comience la solución intravenosa para evitar el re-enfriamiento del fluido intravenoso. El tiempo de operación antes de un cambio en la fuente de energía, se requiere que sea un mínimo de 30 minutos bajo usos esperados normales. Además, el sistema de calentamiento debe ser independiente de la temperatura de la bolsa de la solución intravenosa. El sistema de calentamiento de fluidos intravenosos de la presente invención proporciona una temperatura de salida en el rango de 37°C a 40°C. La temperatura máxima es de aproximadamente 40.6°C. Un corte se presenta a cualquier temperatura prefijada deseada, tal como 40 °C. La unidad manejará una velocidad de flujo hasta de 200 mililitros por minuto de 21°C hasta 37°C o a velocidades de flujo menores a temperaturas más bajas. La unidad se puede usar en todo clima y es una unidad desechable. Es compatible con los sistemas de fluidos intravenosos existentes y le lleva aproximadamente 30 segundos instalarse. La región se puede suministrar ya sea a partir de una batería de 12 voltios, un adaptador de corriente directa de 12 voltios de corriente directa o un adaptador de corriente alterna. Una lectura digital externa opcional se puede proporcionar con un monitor externo unido a un enchufe conector de datos. El conector de datos también se puede usar para conectar un dispositivo de ajuste de temperatura para ser usado por personal médico adecuado cuando se necesite. El conector también se puede usar para conectar a una computadora para monitorear detalles de la temperatura y de la energía en cada una de las etapas del calentador transfiriendo los datos a un programa de computadora tal como el muy conocido programa EXCEL . De este modo, como se puede ver en la Figura IB, una modalidad preferida de la presente invención como puede ser incorporada en el sistema intravenoso convencional antes descrito con el fin de calentar la solución antes de la administración al paciente se muestra. El fluido de una bolsa o botella intravenosa 16 pasa a través de un conducto 17 a una cámara de goteo 18 como se describió anteriormente junto con un sistema intravenoso convencional ilustrado en la Figura ÍA. El fluido entonces pasa a través de un segundo conducto 19 hacia el sistema 20 de la presente invención que comprende un elemento de calentamiento de fluido. El fluido calentado pasa entonces a través de un tercer conducto 21 que se acopla en su extreno terminal a un catéter 22 que se va a insertar en el cuerpo. Un suministro de energía 23 proporciona energía a través de un conductor 24 a la unidad 20. De manera alternativa, la unidad 20 se puede conectar a un convertidor conectado a una energía de corriente alterna estándar o a una fuente de energía de vehículo directamente o a través de una batería portátil. Se entenderá a partir del sistema en la Figura IB que el calentador 20 se puede proporcionar muy cercano a, o aún colocarse sobre, el cuerpo del paciente. De este modo, el tubo 21 es corto y permite poca pérdida de calor antes de que el fluido entre al cuerpo del paciente. La Figura 2 es una representación diagramática de la unidad de calentamiento 20. Tiene capas extremas de plástico o múltiples 26 y 28, mostradas en detalle en la Figura 2A y en la Figura 2B, que pasan el fluido entrante a través de un puerto 30 que la pieza extrema 26 hacia atrás y hacia adelante a través de secciones del tubo de calentamiento como se muestra en la Figura 2C y luego a un puerto de salida 32 en la pieza extrema 28 como se muestra en la Figura 2B. Las capas extremas son múltiples 26 y 28 tienen sus conexiones a las líneas intravenosas ahuecadas por protección. La porción corporal central 34 se muestra en la Figura 2C incluye las secciones de tubos las cuales, cuando se combinen con los múltiples 26 y 28, forman un canal continuo a partir de la entrada 30 hasta la salid.a 32. Como se mostrará y se discutirá en detalle más adelante en la presente, los tubos se envuelven mediante una manta de calentamiento especial o circuito impreso flexible que contiene los elementos de calentamiento que se pueden envolver o formar alrededor de los tubos. La unidad entera está alojada en una cubierta protectora tal como una extrusión plástica tal como se ilustra en las Figuras 2A, 2B y 2C. Los diodos emisores de luz 36, 37 y 38 indican funciones de operación seleccionadas del dispositivo. De acuerdo con una modalidad, el diodo emisor de luz 3¡5 puede indicar que la energía se suministra a las varias etapas y el diodo emisor de luz 38 puede indicar el status de la fuente de energía tal como la intensidad de la luz del diodo disminuye conforme disminuye el voltaje de la energía de entrada. También hay un contacto de energía de entrada 42 y una conexión de puerto de datos 40. También se apreciará que el calentador de la presente invención podría ser usado para calentamiento de sangre arterio-venosa continua. Para aquellos calentadores identificados para este uso, se puede usar heparina para recubrir aquellas porciones del dispositivo que estarán en contacto con la sangre para evitar la posibilidad de coágulos de sangre . La Figura 3 ilustra de manera esquemática las secciones de tubo individual acopladas a las porciones extremas de una. manera de circuito y serpentina. De este modo, se puede ver que las porciones extremas 26 y 28 tienen puertos de entrada y salida 30 y 32, respectivamente. Además la tapa extrema 26 incluye las porciones de tubo arqueado 44, 46 y 48 que puede ser un tubo continuo doblado o podría funcionar como múltiple en el extremo de entrada de la pluralidad de tubos paralelos rectos indicados generalmente como 50 en la Figura 3, y que se muestran por separado en la Figura 2C como los tubos 52, ?4, 56, 58, 60, 62, y 64. De manera similar, la tapa extrema 28 también incluye porciones de tubo arqueados 66, 68, y 70 que pueden ser un tubo continuo doblado o podrían funcionar como el múltiple en el extremo de salida de la pluralidad de tubos paralelos rectos 50. De este modo, la trayectoria de flujo de fluido a partir del puerto de entrada 30 hasta el puerto de salida 32 es una trayectoria serpentina con circuitos a través de secciones de tubo separadas paralelas 50 en un plano horizontal. El elemento de circuitos 72, como se muestra diagramáticamente mediante un recuadro 72 en líneas fantasmas en la Figura 3, representa el sensor de temperatura 72 mostrado en las Figuras 5, 6, ó 7 para la etapa de calentamiento de fluido entrante y elemento. Los sensores para las etapas de calentamiento intermedio se representan por los recuadros 74 y 76 mostrados en líneas fantasmas en la Figura 3 y captan las temperaturas en aquellas etapas. El recuadro 78, mostrado en líneas fantasmas, representa el sensor para la etapa de calentamiento de fluido de salida o final. Los sensores de temperatura se muestran aquí únicamente para indicar su lugar relativo en el alojamiento. Estarían físicamente colocados en el alojamiento en un lugar más conveniente para las conexiones. Aunque se muestran siete secciones de tubo en las Figuras 2 y 3, se entenderá que más o menos secciones de tubo se pueden usar como se desee para un dispositivo de calentamiento particular. La Figura 2A es una vista de una tapa extrema de entrada o múltiple 26 con el conector de energía 42, la línea de fluido entrante 30, el puerto de conexión de datos 40, el diodo emisor de luz de energía 36, y el diodo emisor de luz 37 que indica cuáles elementos de calentamiento están funcionando, y el diodo emisor de luz 38 el cual indicará el status de temperatura de fluido variando su velocidad de destello dependiendo de la temperatura. De acuerdo con una modalidad estos elementos se moldean en la tapa extrema o múltiple 26 mediante moldeo por inyección. Las conexiones eléctricas se extienden a través de la tapa extrema de manera que se pueden montar superficialmente a sus conexiones adecuadas sobre la manta de calentamiento o tarjeta de circuito impreso u otros componentes como se muestra en las vistas de las Figuras 6 y 7. La Figura 2B es una vista en perspectiva de la tapa extrema de salida o múltiple 28 para recibir la línea de fluidos saliente 32. La Figura 2C es la porción central o del cuerpo principal 34 que muestra los tubos 52, 54, 56, 58, 60, 62, y 64. La manta de calentamiento no se muestra. Las dos tapas extrenas o múltiples mostrados en las Figuras 2A y 2B formarán un sello entre las tapas o múltiples y la porción del cuerpo principal mostrada en la Figura 2C. La Figura 2D muestra un conector 40A para conectar un dispositivo de monitoreo y/o control 43, tal como una computadora, una grabadora o similar al calentador de fluido 20 de esta invención a través del puerto conector 40. La Figura 4 es una representación diagramática de una vista en corte transversal de la unidad de calentamiento en un punto donde los tubos están cubiertos por una manta de calentamiento o elementos de calentamiento (tarjeta de circuito impreso) . Cada una de las secciones de tubo 52, 54, 56, 58, 60, 62, y 64 se muestran. Nótese que bajo la parte inferior de cada uno de los tubos, excepto para el último tubo 64, está un elemento de calentamiento correspondiente 88, 90, 92, 94, 96, y 98, respectivamente, ilustrado además en la Figura 5. Con respecto al borde o tubo último 64, el elemento de calentamiento flexible 82 comienza debajo del tubo 64 en 84 y se extiende alrededor de la superficie periférica restante de la sección de tubo 64 como se muestra en 86 y está en relación de transferencia de calor con el mismo. El resto del circuito impreíso tiene elementos calentadores 88A, 90A, 92A, 94A, 96A, y 98A que se envuelven alrededor y rodean el resto de la superficie periférica de las seis secciones de tubos restantes. También dentro de la porción del cuerpo central 34 mostrada en la Figura 2C están los circuitos electrónicos mostrados colectivamente por el número de referencia 100 en la Figura 5, eléctricamente acoplados al contacto de energía 40. De este modo, el sustrato del circuito impreso o la manta de calentamiento es flexible, tiene los elementos calentadores flexibles en la misma, y forma una manta de calentamiento especial que se moldea alrededor de los tubos como se muestra con los elementos de calentamiento formados sobre el sustrato o man:a de calentamiento como se mostrará más claramente en la Figura 5. El sustrato flexible puede ser, por ejemplo solamente, Mylar o algún otro material flexible conveniente. Aunque no se muestra, para algunos usos una capa aislante adicional de material se puede colocar sobre la manta de calentamiento especial para mantener el calor en la unidad. En una modalidad preferida, las secciones de tubo 50, como se muestra en la Figura 3 son tubos de acero inoxidable formados de un grado médico de acero inoxidable, es decir, 316L o grado 304L. Otro material de tubería con alta conductividad térmica y recubrimiento de grado médico también se puede usar. El calentamiento se lleva a cabo con los calentadores resistivos 88A, 90A, 92A, 94A, 96A, y 98A, los calentadores de base 88, 90, 92, 94, 96, y 98, y la porción de envoltura 82 gravado al agua fuerte sobre el material de circuito flexible tal como Mylar de una manera muy conocida. El material flexible se forma alrededor de cada tubo como se muestra en la Figuró. 4. Circuitos elementales de calentamiento independientes, que forman etapas o zonas, se forman como se discutirá más adelante en la presente con respecto a la Figura 5 estableciendo las etapas de calentamiento que proporcionan una porción mayor del calor, y una etapa de calentamiento final formada con el elemento de calentamiento 82 completa el calentamiento a la temperatura deseada. Aunque se describen en la presente cuatro zonas de calentamiento independientes, se entenderá por un experto en la técnica que más (o aún menos) que cuatro zonas de calentamiento se pueden formar si se desea. Un rompedor de circuitos sensible a la temperatura por separado (102 en la Figura 7) proporciona energía de entrada al circuito de energía para interrumpir el circuito si se alcanza la temperatura de seguridad previamente establecida. Adicionalmente, la corriente excesiva al circuito de energía principal causa la falla del circuito evitando mediante esto el sobrecalentamiento del sistema. De este modo, la Figura 5 es una representación diagramática de la unidad de calentamiento con la manta de calentamiento o el sustrato de circuito impreso flexible que se muestra en su condición desdoblada con los elementos de calentamiento en los mismos y mostrados en relación con las secciones del tubo que llevan el fluido intravenoso. Las porciones extremas 26 y 28 se muestran con las secciones del tubo ¡50 que incluyen las secciones del tubo recto 52, 54, 56, 58, 60, 62, y 64 unidos a los mismos de manera que acoplan el fluido desde el puerto de entrada 30 hasta el puerto de salida 32. Tangente (como se muestra en la Figura 4) a cada sección de tubo, excepto al último tubo 52, está un elemento de calentamiento 88, 90, 92, 94, 96, y 98. Debajo y continuando alrededor de cada tubo 52, 54, 56, 58, 60, y 62 están los elementos de calentamiento 88A, 90A, 92A, 94A, 96A, y 98A, respectivamente, que incluyen elementos en una dirección 90A, 94A, y 98A y elementos de calentamiento bidireccionales 88A, 92A, y 96A los cuales se doblan de nuevo sobre sí mismos y se anidai entre la primera línea de dobleces. El último tubo 64 está completamente envuelto por un elemento de calentamiento 82 también se dobla de nuevo sobre sí mismo y se diseña similar a los eLementos de calentamiento 88A, 92A, y 96A. En la modalidad preferida, los elementos de calentamiento 88A, 90A, 92A, 94A, 96A, y 98A son suficientemente anchos de manera que se pueden envolver alrededor y sustancialmente rodear la superficie periférica de los tubos restantes tal como se muestra en la Figura 4. Cuatro FET de control 104, 106, 108, y 110 se muestran esquemáticamente a la Figura 7 acoplados entre el chip del microprocesador 120 y las cuatro capas de elementos de calentamiento 112, 114, 116, y 118. Estos controlan la corriente ENCENDIENDO la energía y APAGANDO la energía en las etapas individuales. De este modo, el sistema novedoso de la presente invención se puede denominar un "sistema de control escalonado diferencial integrado progresivo de ciclo cerrado" .

La Figura 7 es el diagrama de alambrado esquemático de los elementos de calentamiento y los controladores mostrados en las Figuras 4, 5, y 6. De nuevo, el circuito en la Figura 7 se muestra como un ejemplo solamente y puede incluir más o menos que las cuatro zonas de calentamiento mostradas. Como se puede ver en la Figura 7, una terminal de suministro de energía 122 proporciona voltaje a través de un rompedor de circuito 102 que se abrirá a una temperatura predeterminada, o sobrecorriente, para evitar el sobrecalentamiento de fluido intravenoso. El voltaje se acopla sobre el alambre 122 en las distintas etapas de elementos de calentamiento en paralelo eléctrico y se acopla también a los termosensores 72, 74, 76, y 78 mediante el alambre 124. Estos termosensores pueden ser del tipo vendido por Dallas Semiconductor, Inc., bajo la designación DS1821. Los conmutadores de control 104, 106, 108, y 110 (uno para cada etapa de calentamiento) son muy conocidos en la técnica y pueden ser del tipo conocido como IRF 7201 fabricados por International Rectifier, Inc. Una batería u otra fuente de energía se conecta al contacto de energía y se acoplóL entre la terminal de entrada 122 y la terminal a tierra 125 para proporcionar la energía necesaria al mismo. En operación, cuando la unidad 20 tiene las líneas intravenosas conectadas en entrada y salida de la unidad y el fluido está fluyendo, el diodo emisor de luz 36 indica que la energía está siendo recibida por la unidad de calentamiento.

La intensidad del diodo emisor de luz 36 también proporciona una indicación de la batería o del estado de suministro de energía disminuyendo en intensidad conforme baja la salida de voltaje. El diodo emisor de luz 37 indica que la energía está siendo enviada a los elementos de calentamiento a través de cuatro controladores o conmutadores FET 104, 106, 108, y 110 que están siendo controlados por el microprocesador 120 basándose en las temperaturas recibidas a partir de los sensores. Indica que la energía está siendo suministrada a la unidad, y los tubos y el fluido están siendo calentados. El diodo emisor de luz 37 también se puede usar para indicar el status de temperatura del fluido variando su velocidad de centeLleo dependiendo de la temperatura de fluido. De este modo, por ejemplo solamente, contando el número de centelleos por minuto, se puede determinar la temperatura del fluido en grados centígrados. El diodo emisor de luz 38 proporciona una indicación de que la temperatura del fluido está dentro de un rango aceptable. Los sensores de temperatura 72, 74, 76, y 78 acoplan sus salidas con el chip del microprocesador 120 que se programa para determinar la tendencia del cambio de temperatura y anticipar la cantidad de corriente necesaria para mantener una temperatura previamente fija. En este punto, el microprocesador 120, que capta baja temperatura de fluido intravenoso, ENCIENDE los conmutadores FET 104, 106, 108, y 110 (un conmutador para cada etapa de calentamiento) . De este modo, la energía se conecta de la fuente de energía 122 a través del rompedor de circuito 102 hasta los circuitos de etapas de calentamiento paralelos. Estos elementos se pueden ver en relación con las secciones de tubo en la Figura 5. De este modo, la etapa de calentador de entrada 112 se asocia con las secciones de tubo de fluido entrantes 52 y 54. La primera etapa de calentador intermedio 114 se asocia con las secciones de tubo 56 y 58; la segunda etapa de calentador intermedio 116 se asocia con los tubos 60 y 62, mientras que la etapa de calentador final 118 se asocia con la sección de tubos 64. De nuevo, las secciones de tubo se pueden añadir o sustraer conforme sea necesario para satisfacer requisitos específicos. El sensor de entrada 72 capta el fluido intravenoso precalentado en su ubicación (mostrado en 72 en las Figuras 3 y 5) y, si la temperatura está en un rango deseado (37°C hasta 38.5°C), se genera una señal que es captada por el microprocesador 120 que generó una señal que se acopla con el conmutador 138 para abrir el conmutador 104 y remover la energía a la etapa de calentador de entrada 112. De manera similar, si los termostatos intermedios 106 y 108, colocados como se muestra en la Figura 5 sobre la primera etapa de calentador intermedio 114 y la segunda etapa intermedia 116 indiquen que la temperatura de fluido intravenoso está en el rango adecuado, el conmutador adecuado 106 ó 108 respectivamente desconecta la sección intermedia correspondiente. De manera similar, si el termostato 78 indica que e¡l fluido que sale del calentador está en el rango de temperatura adecuado, el conmutador 110 se abre y remueve energía de la etapa final 118. Cuando la energía está fluyendo hacia los elementos calentadores, uno de los diodos emisores de luz se encenderá e indicará el status de temperatura. Cuando la energía de la batería está a un nivel aceptable, otro diodo emisor de luz se encenderá. Si la temperatura del fluido intravenoso excede una temperatura máxima predeterminada, el fusibLe o el rompedor de circuito 102 se abre removiendo la energía de la unidad. Igualmente, para cualquier etapa de calentamiento que exceda la temperatura esperada y el FET correspondiente no interrumpa el flujo de corriente, el rompedor 102 apagará el circuito eléctrico. La presencia del microprocesador 120 permite la etapa de calentador inicial 112 y las dos etapas de calentador intermedias 114 y 116 tengan puntos fijos dinámicos que permitían que se use la energía más eficiente proporcionando un perfil, de calentamiento que sigue una rampa continua desde la temperatura de entrada hasta la etapa final. La etapa cuarta y final 118 tendrá un punto fijo fijado en la temperatura de salida deseada. El uso de estos puntos establecidos dinámicos proporciona la posibilidad de una capacidad de enfriamiento en el ca.so en que la etapa inicial fuera a sobrecalentar ligera.mente la etapa inicial. El perfil de calentamiento si se gráfica deberá formar sustancialmente una línea recta desde la temperatura de entrada hasta la temperatura de salida previamente establecida. En consecuencia, el calentador de esta invención calentará el fluido hasta una temperatura previamente establecida en cualquier relación de entrada/salida. (Un mililitro/minuto hasta 200 mililitros por minutD) independientemente de la temperatura de entrada o velocidad de flujo y mantiene esa temperatura dentro de ±1.12°C. La condición de los cuatro termosensores, la energía para los termosensores, las conexiones a tierra, y el microprocesador 120 se pueden conectar al conector de datos 42 que se puede acoplar a un analizador o computadora remota si se desea. En consecuencia, la temperatura deseada para el fluido de saLida se puede ajustar cambiando los puntos de referencia en el microprocesador 120. Típicamente, los datos se pueden extraer del microprocesador y exhibir y/o grabar usando formato "ASCIL" de texto limpio. Como un ejemplo, la temperatura de cada etapa junto con el porcentaje de corriente disponible para cada etapa se puede mostrar como se mide. Esto puede ocurrir hasta aproximadamente 100 veces por minuto. De este modo, se ha descrito un sistema de calentamiento de fluido intravenoso portátil novedoso que es económico para construir, fácil de operar, portátil, desechable, y eficiente en el uso.

Las estructuras, materiales, actos, y equivalentes correspondientes de todos los medios o pasos más los elementos • de función en las reivindicaciones que siguen pretenden incluir cualquier estructura, material, o acto para realizar la función en combinación con otros elementos reclamados como se reclaman específicamente . •

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la invención que antecede, se f considera como una novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: 5 REIVINDICACIONES 1. Un sistema de calentamiento de fluido intravenoso portátil que comprende: un alojamiento que tiene un puerto de entrada de fluido intravenoso y un puerto de salida de fluido _. intravenoso; una pluralidad de grupos de secciones de tubos I 10 interconectadas en el alojamiento que llevan el fluido intravenoso que se va a calentar entre el puerto de entrada y el puerto de salida, teniendo cada una de las secciones de tubo una periferia externa; un primer grupo de la pluralidad de secciones de tubo en el alojamiento para recibir el fluido 15 intravenoso que se va a calentar a partir del puerto de entrada y que forma un grupo de secciones de calentamiento en etapas; una sección final de tubo en el alojamiento para dosificar el fluido intravenoso calentado al puerto de salida y formar una etapa de calentamiento final; y una pluralidad igual de 20 elementos de calentamiento flexibles que la pluralidad de secciones de tubo para calentar el fluido intravenoso en los mismos, estando cada uno de los elementos de calentamiento flexibles envuelto alrededor, en contacto con, y rodeando cuando menos la mayoría de la superficie periférica de una 25 sección de tubo correspondiente.
2. El sistema de calentamiento de fluido intravenoso portátil de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: una primera y segunda porciones extremas en el alojamiento que tiene conductos en el mismo para interconectar la pluralidad de secciones de tubo de una manera serpentina, separada, paralela en un plano horizontal a partir del puerto de entrada hasta el puerto de salida, teniendo las secciones de tubo una parte superior y una parte inferior.
3. El sistema de calentamiento de fluido intravenoso portátil de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 2, caracterizado porque además comprende: un sustrato de circuito impreso flexible que tiene elementos de calentamiento flexibles en el mismo; el sustrato de circuito impreso flexible que tiene suficiente longitud para permitir que una primera porción del sustrato se coloque debajo de cada sección del tubo y una segunda porción que se va a doblar sobre la parte superior de cada una de las secciones de tubo; una primera pluralidad de elementos de calentamiento sobre la primera porción del sustrato para enganchar una porción de la superficie periférica sobre la parte inferior de cada sección de t?bo en relación de transferencia de calor excepto la sección de tubo de puerto de entrada; una segunda pluralidad de elementos de calentamiento en la segunda porción del sustrato, en uno de la segunda pluralidad de elementos de calentamiento rodeando sustancialmente la sección de tubo del puerto de entrada; y cada una de las restantes de la segunda pluralidad de elementos de calentamiento estando envuelta alrededor y rodeando la superficie periférica restante del correspondiente de las secciones de tubo restantes.
4. El sistema de calentamiento de fluido intravenoso portátil de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 3, caracterizado porque además incluye: un suministro de energía que tiene un voltaje y un potencial a tierra; la primera y segunda pluralidad de elementos de calentamiento acopladas al suministro de energía en paralelo; un primer termosensor para captar continuamente la temperatura del fluido intravenoso calentado por la primera pluralidad de elementos de calentamiento y generar una señal de salida que representa la temperatura captada; un primer conmutador acoplado entre la primera pluralidad de elementos de calentamiento y el suministro de energía y acoplado con el primer termosensor para desconectar la primera pluralidad de elementos de calentamiento del suministro de energía para detener el calentamiento cuando se excede el valor predeterminado de temperatura; un segundo termosensor para captar continuamente la temperatura del fluido intravenoso calentado por la segunda pluralidad de elementos de calentamiento y que genera una señal de salida cuando la temperatura captada excede un valor previamente establecido; y un segundo conmutador acoplado entre la segunda pluralidad de elementos de calentamiento y el suministro de energía y acoplado con el segundo termosensor para desconectar la segunda pluralidad de elementos de calentamiento del suministro de energía para detener el calentamiento cuando se excede el valor de temperatura previamente determinado.
5. El sistema de calentamiento de fluido intravenoso portátil de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 4, caracterizado porque además incluye: un primer diodo emisor de luz para acoplarse con el voltaje de suministro de energía para indicar cuándo el voltaje de suministro de energía se acopla a los elementos de calentamiento; y un segundo diodo emisor de luz acoplado a los elementos de calentamiento para proporcionar una indicación cuando los elementos de calentamiento están calentando.
6. El sistema de calentamiento de fluido intravenoso portátil de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 5, caracterizado porque el segundo diodo emisor de luz además indica el status de la temperatura del fluido variando su velocidad de centelleo dependiendo de la temperatura del fluido.
7. El sistema de calentamiento de fluido intravenoso portátil de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 4, caracterizado porque además comprende un panel de conexión eléctrico externo en el alojamiento para proporcionar conexiones de prueba con los sensores y los conmutadores.
8. El sistema de calentamiento de fluido intravenoso portátil de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 4, ca acterizado porque las secciones de tubo están formadas de acero inoxidable.
9. El sistema de calentamiento de fluido intravenoso portátil de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque además incluye: un suministro de energía que tiene un voltaje y un potencial a tierra; un interruptor acoplado entre los elementos de calentamiento y el suministro de energía para acoplar selectivamente un voltaje a los elementos de calentamiento; un sensor de calentamiento para captar la temperatura del fluido intravenoso calentado y generar continuamente una señal de salida; y un microprocesador que recibe señales de salida para determinar la tendencia del cambio de temperatura y controlar el conmutador para proporcionar la cantidad de corriente necesaria para mantener una temperatura predeterminada.
10. El sistema de calentamiento de fluido intravenoso portátil de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 4, caracterizado porque el sensor de calor se coloca en contacto con la sección de tubo conectado con el puerto de salida para captar la temperatura de salida del fluido intravenoso .
11. El sistema de calentamiento de fluido intravenoso portátil de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 9, caracterizado porque además incluye un dispositivo de interrupción de energía acoplado con los elementos de • calentamiento para desconectar los elementos de calentamiento del voltaje de suministro de energía si una corriente excesiva 5 predeterminada fluye a través de los elementos de calentamiento .
12. El sistema de calentamiento de fluido intravenoso portátil de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 11, caracterizado porque el dispositivo interruptor de energía • ?o además desconecta el sistema del suministro de energía en el caso en el que el conmutador se acopla entre el elemento de calentamiento y el suministro de energía falla en desconectar la energía después de la orden a partir del microprocesador.
13. El sistema de calentamiento de fluido intravenoso 15 portátil de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 9, caracterizado porque además comprende: un sustrato de circuito impreso flexible que tiene los elementos de calentamiento flexibles en el mismo y los elementos de calentamiento flexibles que comprenden dos grupos de etapas de 20 calentamiento; uno de los dos grupos comprende cuando menos dos etapas de calentamiento y cooperan con el microprocesador para proporcionar un perfil de calentamiento seleccionado con la rampa de fluido a partir de la temperatura de entrada del fluido entrante hasta una temperatura superior seleccionada; 25 y los otros dos grupos que comprenden una etapa de calentamiento única y que proporcionan calentamiento a una temperatura máxima .
14. El sistema de calentamiento de fluido intravenoso portátil de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 13, caracterizado porque el grupo comprende cuando menos dos etapas de calentamiento.
15. El sistema de calentamiento de fluido intravenoso portátil de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 9, caracterizado porque el microprocesador proporciona datos operativos a partir del sistema en formato ASCII y además comprende medios para desplegar estos datos .
16. El sistema de calentamiento de fluido intravenoso portátil de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 15, (caracterizado porque además comprende elementos para registrar los datos.
17. El sistema de calentamiento de fluido intravenoso portátil de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 9, caracterizado porque el sistema de calentamiento es un ciclo cerrado, el sistema de control en etapa diferencial, integrado, progresivo, de circuito cerrado.
18. El sistema de calentamiento de fluido intravenoso portátil de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 9, caracterizado porque además comprende: un conector de datos conectado con el microprocesador; y un elemento de entrada conectado con el conector de datos para comunicarse con el microprocesador, el medio de entrada para ajustar la temperatura del fluido.
19. El sistema de calentamiento de fluido intravenoso portátil de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 9, caracterizado porque el sistema mantendrá una temperatura prefijada dentro de ± 1.12°C en una velocidad de flujo de entrada/salida de entre aproximadamente 1 mililitro por minuto hasta aproximadamente 200 mililitros por minuto.
20. El sistema de calentamiento de fluido intravenoso portátil de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque además incluye un enchufe de energía en el alojamiento para acoplarse con una fuente de energía externa.
21. El sistema de calentamiento de fluido intravenoso portánil de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque además incluye una cubierta aislada dispuesta alrededor de los elementos de calentamiento.
22. El sistema de calentamiento de fluido intravenoso portátil de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque las secciones del tubo se forman de acero inoxidable.
23. El sistema de calentamiento de fluido intravenoso portátil de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque cuando menos algunas de las secciones de tubos interconectadas están recubiertas con heparina.