k 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 k N. de publicación: ES 2 073 998 21 k Número de solicitud: 91170 1 k Int. Cl. 6 : A61M 16/00 G01F 1/22 k 12 SOLICITUD DE PATENTE A2 22 kfecha de presentación: 28.0.93 71 k Solicitante/s: Temel, S.A. C.I.F. A/46167862 C/ Trirreme, -Bajo 409 Valencia, ES k 43 Fecha de publicación de la solicitud: 16.08.9 k 72 Inventor/es: Galvan Camino, Abel k 43 Fecha de publicación del folleto de la solicitud: 16.08.9 k 74 Agente: López Cortés, José k 4 Título: Transductor de flujo para la respiración mediante neumotacógrafo de flujo inverso. k 7 Resumen: Transductor de flujo para la respiración que comprende un generador (1) de presión, conectado por un conducto provisto de un orificio de pequeña sección (2) situado en el centro del neumotacógrafo () y con su eje de dirección de salida del flujo (3) coincidente con el eje longitudinal del neumotacógrafo, consiguiendo que el flujo (3) cuando abandona el orificio (2), se disperse a lo largo de la sección (4) del interior del neumotacógrafo, originando una resistencia al flujo a medir () que circula en dirección contraria a la salida del flujo (3), siendo la diferencia de presión medida, entre los conductos (6 y 7), proporcional al flujo (), consiguiéndose de esta manera que la resistencia creada, tenga una respuesta lineal para flujos entre 0 y 3 litros por segundo, siendo dada la medida del flujo, por la diferencia de presión en los extremos (6 y 7) de esta resistencia. Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 28036 Madrid
1 ES 2 073 998 A2 2 DESCRIPCION La invención a que nos referimos en el cuerpo de la presente memoria descriptiva y con el auxilio de los dibujos complementarios que se acompañan, trata de un transductor de flujo para la respiración, cuya característica fundamental consiste en la especial disposición del neumotacógrafo de flujo inverso de presión diferencial, donde la resistencia para crear esta presión diferencial, viene originada por la dispersión de un flujo de sentido contrario al flujo que se desea medir, produciendo una diferencia de presión que es proporcional al flujo que se desea medir, evitando con este sistema, todos los inconvenientes de seguridad y facilidad de limpieza que se producen habitualmente en éste tipo de aparatos. Para la medida del flujo de los pacientes durante la ventilación espontánea o en ventilación artificial, la técnica actual contempla la existencia de neumotacógrafos por donde circula el flujo de gas del paciente que se ha de cuantificar, y teniendo en cuenta que se trata de un flujo turbulento, de humedad variable, con sólidos en suspensión y de temperatura variable entre 2 y4 C, los neumotacógrafos debido a su utilización, están sometidos a movimientos bruscos, e incluso caidas, y además han de ser de fácil limpieza y esterilización. Los neumotacógrafos utilizados en la actualidad pueden clasificarse en dos categorias, los de presión diferencial y los de termistencia. En los primeros, el flujo que se desea medir atraviesa una fina malla o tubos capilares, que ofrece una baja resistencia al paso del flujo, siendo esta resistencia lineal para los flujos que se desea medir, y la diferencia de presión creada por la resistencia, es medida por un transductor de presión diferencial que genera una señal proporcional al flujo que atraviesa este neumotacógrafo. El problema de aumento de la resistencia cuando el agua procedente de la humidificación del paciente o los sólidos en suspensión del mismo, se depositan en la malla, impiden la utilización de este tipo de neumotacógrafo cuando se trate de medir el flujo durante un tiempo prolongado. Con el fin de solucionar este problema, se han desarrollado neumotacógrafos en los cuales los orificios de salida de la resistencia son cada vez mayores, lo que soluciona la obstrucción de la malla pero restan respuesta lineal a la misma. Asimismo, con el fin de resolver esto, se ha creado un neumotacógrafo con una resistencia de un solo orificio en donde se coloca en un lado del mismo, una membrana que se opone a la circulación del flujo, creando por tanto una resistencia cuya respuesta lineal viene dada porque cuando mayor es el flujo, con mayor fuerza empuja la membrana y por tanto la superficie de la salida del gas es mayor. La existencia de esta membrana y la naturaleza del gas que la atraviesa, restringe su uso para largos tiempos de medida y dificultan su limpieza y esterilización. Por otro lado, los neumotacógrafos de termistencia se basan en medir la pérdida calorífica experimentada por una termistencia cuando el flujo atraviesa el neumotacógrafo. Se suelen emplear para tal fin hilos de platino sometidos a una corriente o tensión eléctrica cuyas variaciones, pro- 2 1 2 3 4 0 6 ducidas por el enfriamiento de dichos hilos cuando los atraviesa un flujo de gas son proporcionales al flujo. Con el fin de evitar los problemas de la turbulencia del flujo, se suelen colocar dos o más hilos de diferentes formas, siendo el inconveniente de éste tipo de neumotacógrafo, su falta de respuesta lineal al flujo que los atraviesa, así comosu fragilidad, que impide la limpieza y esterilización de una manera sencilla. Con objeto de solucionar este problema, se han realizado neumotacógrafos que se caracterizan porque el flujo atraviesa una superficie en la quesehapracticadounnúmero determinado de orificios de diámetro elevado, colocándose la termistencia en la pared de salida de cualquiera de los orificios, de tal manera que la disipación del calor es efectuada por el perfil exterior del flujo laminar que abandona el orificio, lo que le proporciona una respuesta lineal adecuada a los flujos, así como su posible limpieza y esterilización. No obstante, cuando se trata de medidas de flujo para largos tiempos de utilización, tal y como sucede en ventilación artificial de tratamiento prolongado, la condensación de agua procedente de la humidificación del paciente es inevitable, lo que obliga a la eliminación del agua que se condensa en el mismo durante su utilización. Con el fin de resolver estos problemas, se ha desarrollado el transductor de flujo para la respiración mediante neumotacógrafo de flujo inverso objeto del presente registro, en donde un generador de presión alimentado por un gas de características conocidas y temperatura estable, se conecta por un conducto provisto de un orificio de pequeña sección, colocado en el centro de la sección del neumotacógrafo y con su eje de dirección de salida del flujo en sentido axial al eje longitudinal del neumotacógrafo, consiguiéndose con el ajuste de los elementos citados, un flujo que cuando abandona el orificio de pequeña sección, se dispersa a lo largo de la sección creada por el diámetro interior del neumotacógrafo, originando de esta manera una resistencia al flujo a medir, que circula en dirección contraria a la salida del flujo, siendo la diferencia de presión medida entre los conductos extremos del neumotacógrafo, proporcional al flujo. En lo que sigue, nos referiremos a los dibujos que se acompañan, en los cuales se ha representado gráficamente expuesto y en forma esquemática, un caso de realización práctica del transductor de flujo para la respiración mediante neumotacógrafo de flujo inverso objeto de la invención, haciendo constar, que dada la condición eminentemente informativa de los dibujos en cuestión, las figuras diseñadas en los mismos, deberán ser examinadas con el más amplio criterio y sin carácter limitativo alguno. Las figuras representadas en los dibujos adjuntos, exponen como se especifica a continuación: Figura 1.- Sección longitudinal diametral del transductor de flujo, provisto de un generador de presión alimentado por un gas de características conocidas y temperatura estable, con un conducto orificado de pequeña sección alojado dentro del neumotacógrafo y situado por su embocadura en el centro de su eje, llevando dicho conducto, un acodamiento con su eje de dirección de salida
3 ES 2 073 998 A2 4 del flujo paralelo al eje longitudinal del neumotacógrafo, cuyo flujo al abandonar el orificio de paso, se dispersa a lo largo de la sección creada por el diámetro interior del neumotacógrafo, originando una resistencia del flujo a medir que circula en dirección contraria a la salida del flujo, cuya medición se obtiene por la diferencia de presión entre los conductos de salida de los dos extremos del neumotacógrafo, que será proporcional al flujo. Figura 2.- Sección transversal diametral de la figura 1, en donde se permite observar la posición centrada axialmente, del conducto de salida por el extremo acodado en el centro del neumotacógrafo, procedente del generador de presión de gases. Figura 3.- La misma sección longitudinal diametral del transductor de flujo, en una segunda forma de realización, en la que se permite que el mismo funcione en los dos sentidos, pudiéndose crear dos resistencias originadas por dos flujos que se activan por dos controladores, de tal manera que una vez detectados el sentido por el que circula el flujo, se activa el generador correspondiente al orificio que crea el flujo de dispersión en sentido contrario, consiguiéndose de esta manera una resistencia que se opone al sentido del flujo que se desea medir, para ambos sentidos de circulación del flujo en el interior del neumotacógrafo. Al objeto de facilitar la localización de las diferentes partes que constituyen el transductor de flujo para la respiración mediante neumotacógrafo de flujo inverso a que nos venimos refiriendo, se han incorporado acotaciones numéricas en las figuras de los dibujos anexos, relacionados con las descripciones que de sus características y funcionamiento se realizan a continuación, siendo (1), el generador de presión alimentado por un gas de características conocidas y temperatura estable, que se conecta por un conducto a un orificio de pequeña sección (2), colocado en el centro de la sección del neumotacógrafo (), y con su eje de dirección de salida del flujo (3) paralelo al eje longitudinal del neumotacógrafo (). El ajuste de los elementos citados consiguen un flujo (3) que cuando abandona el orificio (2), se dispersa a lo largo de la sección (4) creada por el diámetro interior del neumotacógrafo () originando de esta 1 2 3 4 manera una resistencia al flujo a medir () que circula en dirección contraria a la salida del flujo (3). La diferencia de presión medida entre (6) y (7), será proporcional al flujo (). Dicho de otra manera, el flujo de gas (2), cuyas características son conocidas y de temperatura estable, es impulsado por la presión (1), a través del orificio de pequeña sección (2), de un neumotacógrafo () de sección interior conocida (4). Una vez ajustadas la presión y las secciones, crea una distribución de velocidades de flujos a lo largo de la sección (4), originando de esta manera una distribución de la resistencia al flujo, consiguiéndose de esta manera que la resistencia creada tenga una respuesta lineal para flujos, entre 0 y 3 litros por segundo, siendo dada la medida del flujo, por la diferencia de presión en los extremos de esta resistencia, es decir (6) y (7). De lo anteriormente expuesto, se deduce que este neumotacógrafo (), solo permite la medida del flujo en un sentido. Con objeto de poder hacer que el mismo funcione en los dos sentidos (según se puede observar en la figura 3), se pueden crear dos resistencias originadas por dos flujos (8) y (9), que se activan por dos controladores (11) y (12), de tal manera que una vez detectado el sentido por el que circula el flujo (), se active el generador (1) correspondiente al orificio que crea el flujo de dispersión en sentido contrario, consiguiéndose de esta manera una resistencia que se opone al sentido del flujo que se desea medir, para ambos sentidos de circulación del flujo, en el interior del neumotacógrafo. Una vez descritas ampliamente todas y cada una de las partes que constituyen el transductor de flujo para la respiración mediante neumotacógrafo de flujo inverso objeto del presente registro, solamente nos resta manifestar la posibilidad de que sus diferentes partes podrán ser fabricadas en variedad de materiales, tamaños y formas, pudiendo igualmente introducirse en su constitución, aquellas variaciones de tipo constructivo que la práctica aconseje, siempre y cuando las mismas, no sean capaces de alterar los puntos esenciales de que es objeto el presente registro de Patente de Invención. 0 6 3
ES 2 073 998 A2 6 REIVINDICACIONES 1. Transductor de flujo para la respiración mediante neumotacógrafo de flujo inverso, esencialmente caracterizado porque el neumotacógrafo de presión diferencial para la medida del flujo respiratorio del paciente, crea una dispersión del flujo originado por un conducto provisto de un orificio de pequeña sección procedente del generador de presión, colocado en el centro del neumotacógrafo y provisto de un acodamiento, de forma que el eje de dirección de salida del flujo, discurre paralelo al eje longitudinal del neumotacógrafo, siendo alimentado por un gas de características conocidas, de temperatura estable y cuya presión se puede regular, de forma que, el ajuste de la presión y las secciones, crean un flujo cuyo sentido se opone al flujo que se desea medir, originando una resistencia que crea una diferencia de presión proporcional al flujo que atraviesa en neumotacógrafo. 2. Transductor de flujo para la respiración mediante neumotacógrafo de flujo inverso según la anterior reivindicación, esencialmente caracterizado porque el conducto acodado provisto del orificio de pequeña sección procedente del generador de presión, se puede disponer en cual- 1 2 quier punto de la superficie interior del neumotacógrafo, de tal forma que el resultado de la medición realizada, sea correcta y similar al anterior sistema. 3. Transductor de flujo para la respiración mediante neumotacógrafo de flujo inverso según las anteriores reivindicaciones, esencialmente caracterizado porque el neumotacógrafode presión diferencial para la medida del flujo respiratorio del paciente, posee dos orificios de pequeña sección a través de respectivos conductos procedentes de generadores de presión y de dos controladores, cuyos pequeños orificios se disponen en sentido contrario y dirigidos a las secciones de entrada de los flujos que se desean medir, de tal manera que cuando se detecta el sentido del flujo a medir, se activa el orificio de salida que crea un flujo opuesto a éste, originando una resistencia que se traduce en una diferencia de presión proporcional al flujo que atraviesa el neumotacógrafo, permitiendo de esta manera la medida en ambos sentidos del flujo. De conformidad en un todo en lo esencial y fines industriales a lo descrito en la precedente memoria descriptiva y gráficamente representado en los adjuntos planos para su mejor comprensión. 3 4 0 6 4
ES 2 073 998 A2