DISPOSITIVO DE INFUSION DE MEDICAMENTOS CON IDENTIFICACION DE TEJIDOS USANDO DETECCION DE PRESION.

Aparato, que comprende:

un alojamiento (22);

un mecanismo de bombeo (12) en dicho alojamiento;

un contenedor de fluido (90) acoplado a dicho alojamiento (22) y activado mediante dicho mecanismo de bombeo para bombear fluido, saliendo dicho fluido a una presión de salida, e incluyendo dicho contenedor de fluido medios de inyección (17) para administrar fluido a una presión de salida a un tejido biológico para recibir el fluido;

un sensor (78) dispuesto para determinar dicha presión de salida basada en un parámetro medido de por lo menos uno de dicho mecanismo de bombeo (12) y dicho contenedor de fluido (90); y

un controlador (18) que recibe dicha presión de salida y caracterizado por el hecho de que el controlador tiene por lo menos una memoria (160) y un microprocesador (152), almacenando dicha memoria (160) una pluralidad de presiones conocidas correspondientes a diferentes tejidos del paciente, generando dicho microprocesador (152) una salida indicativa de un tejido biológico que recibe dicho fluido basado en dicha presión de salida correspondiente a una de dichas presiones conocidas

Dispositivo de infusión de medicamentos con identificación de tejidos usando detección de presión.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere en general a mejoras en el suministro de medicamentos, particularmente a sistemas para inyección/aspiración subcutánea. Más específicamente, esta invención proporciona un procedimiento y un dispositivo para la identificación de tipos de tejido específicos (o tipos de densidad de tejido blando) basado en la utilización de una medición de presión.

Los dispositivos y los sistemas de bombas de infusión son bien conocidos en las técnicas médicas, para su uso en el suministro o dispensación de una medicación prescrita a un paciente. La administración de fármacos prescritos se ha descrito en la literatura como la administración a un paciente a través de tubos de infusión y un catéter o similar asociado, introduciendo así el fármaco de manera intravenosa. Estos sistemas son usualmente capaces de determinar la oclusión de la línea de infusión. Las oclusiones de la línea provocan que la presión en la jeringuilla aumente. Se han desarrollado sistemas en la técnica anterior para identificar un límite predeterminado o monitorizar la presión para determinar medios para intervalos seleccionados de presiones de oclusión para asegurar la seguridad del paciente. Las patentes US 5.295.967; 4.731.058; y 5.080.653 muestran sistemas (con bombas de jeringuilla o similares) que son adecuados para el uso deseado de suministro intravenoso de fármacos, y más específicamente para monitorizar la oclusión durante la infusión. Sin embargo, estos sistemas no proporcionan medios para el suministro o aspiración de fármacos de manera subcutánea a través de una aguja hipodérmica.

El posicionamiento de manera precisa de una aguja de orificio hueco en los tejidos para suministrar medicación en las estructuras de los tejidos ha sido durante mucho tiempo un reto en la medicina y para los dentistas. La incapacidad de colocar de manera precisa una aguja de orificio hueco en los tejidos (es decir, tejidos blandos) u órganos específicos puede provocar un objetivo médico erróneo. La localización de tipos de tejidos patológicos (es decir, neoplasia, tumores, quistes y similares) es crítica para la aspiración de estos tejidos, así como la infusión de medicaciones terapéuticas para el tratamiento de estas lesiones locales del cuerpo. Así, la localización de un sitio anatómicamente específico se ha ayudado previamente con el uso de radiación de ionización, ultrasonidos, MRI, estimuladores eléctricos y otros dispositivos de diagnóstico invasivos que requieren la utilización de técnicas secundarias para ayudar al practicante a determinar la precisión de colocación de una aguja en el tejido.

El dolor, los daños del tejido y las complicaciones después de operaciones se han tolerado durante mucho tiempo como efectos secundarios negativos a partir del uso de sistemas de inyección de suministro de fármacos hipodérmicos existentes. Esto está bien documentado en la literatura dental y médica. El dolor y los daños de los tejidos son el resultado directo de un índice de flujo no controlado en conjunción con presiones excesivas creadas durante la administración de soluciones de fármacos en los espacios de los tejidos. Se ha demostrado que la respuesta de dolor subjetivo de un paciente se minimiza en índices de flujo específicos durante la administración de un fármaco. Además, también se ha demostrado científicamente que presiones particulares (excesiva sin oclusión, por sí misma) para un tipo de tejido específico provocarán daños. Sin embargo, el presente inventor ha descubierto que la cantidad de dolor que siente el paciente se puede minimizar con el uso de un intervalo de índice de flujo específico en conjunción con un intervalo de presión de salida específico durante el suministro de fluidos (fármacos). Además, cuando los fármacos se suministran en estos bajos intervalos de presión y flujo de fluido prescritos, los daños en el tejido también se minimizan. También es necesario que este sistema tenga la capacidad de aspirar bajo condiciones controladas de velocidad y presión para evitar los mismos efectos secundarios negativos durante el movimiento del fluido. La patente US 5.180.371 de Spinello presenta una invención que permite ajustar una velocidad para el fármaco a través de una aguja hipodérmica. Esa invención, sin embargo, no describe medios para determinar, detectar o monitorizar la presión durante la administración de un fármaco. La patente US 6.113.574 de Spinello describe un dispositivo de inyección en el que se utiliza un conmutador detector presión para determinar durante una inyección PDL si el líquido desde una aguja se inyecta en la posición adecuada, o se escapa a la boca del paciente o a alguna otra posición. Sin embargo, la patente no se dirige al problema de identificar el tejido en el que se realiza la inyección.

A principio de los años 1980, varios investigadores (ver por ejemplo, Rood, The Pressure Created by Inferior Alveolar Injections, British Dental J. 144:280-282 (1978); Walton y Abbot, Periodontal Ligament Injection; a Clinical Evaluation JADA. (Oct. 1981); Smith y Walton, Periodontal Ligament Injection; Distribution of Injected Solution Oral Surg 55:232-238 (1983)) demostraron y concluyeron claramente que la presión creada por el fluido inyectado es crítica para evitar daños en los tejidos y una respuesta de dolor. La variabilidad, los diferentes tipos de colágeno y las densidades de los tejidos conectivos resultan en diferentes cumplimientos y distensibilidad del tejido. Estas variaciones se encuentran ente sujetos y en los sujetos individuales. Rood indica en su artículo de 1978 que "la relación entre la velocidad de inyección y el aumento de la presión visto claramente en los volúmenes más pequeños se perdió cuando se inyectaron 2,0 ml. Se registraron varias presiones altas y algunas bajas inesperadas. Muchos trazos mostraron un patrón que sugiere la interrupción del tejido y es posible que dichas bajas presiones fueran debidas al fluido que ya no está contenido en el espacio pterigomandibular al ser el volumen inyectado similar al volumen estimado previamente del espacio del tejido". Así, parece que la velocidad de flujo no está directamente relacionada con la presión durante una inyección intersticial.

Smith y Walton describieron en su artículo identificado anteriormente que realizaron un estudio animal histólogico (caninos) usando una técnica para calibrar presiones manuales producidas. Concluyeron que "el volumen inyectado y la posición de la aguja no siempre estaban relacionados con la distribución. La inyección bajo una presión trasera de moderada a fuerte proporcionó una penetración de tinte más profunda y más extendida". Esto confirma otra vez que la presión es la variable crítica en la distribución de la solución en tejidos y el volumen no está siempre relacionado con la presión producida.

Pashley, Nelson y Pashley en "Pressures Created by Dental Injections" (J Dent Res 1981) utilizaron un transductor presión y una velocidad de flujo fija creada mediante una jeringuilla tradicional accionada con un motor, y demostraron que diferentes tejidos tienen diferentes resistencias de tejidos. La variabilidad de la presión intersticial era estadística y clínicamente significativa incluso con una velocidad de flujo fija. Por lo tanto, se puede concluir que produjeron mayores variaciones de presión usando una velocidad de flujo medida.

Pertot and Dejou describieron en su artículo "Effects of the force developed during periodontal ligament injections in dogs" (Oral Surg. Oral Med, Oral Pathol. 1992) cómo usaron una jeringuilla acoplada a un transductor de fuerza miniatura y encontraron una correlación positiva entre el número de osteoclastos y la fuerza aplicada sobre el émbolo de la jeringuilla, que indicó una presión generada en el espacio PDL de la actividad osteoclástica mejorada. Este experimento indica otra vez que la presión es un factor crítico en los daños del tejido y depende de la resistencia encontrada y no de la velocidad de flujo de la solución en los tejidos.

Se conocen referencias en la técnica anterior que intentan utilizar un transductor de presión para medir la presión en el interior de la jeringuilla (ver, por ejemplo, la patente US 5.295.967). Una deficiencia importante de estos sistemas es su incapacidad para ajustar la velocidad de flujo y/o la presión del fluido para compensar los cambios en las resistencias en...

1. Aparato, que comprende:

un alojamiento (22);

un mecanismo de bombeo (12) en dicho alojamiento;

un contenedor de fluido (90) acoplado a dicho alojamiento (22) y activado mediante dicho mecanismo de bombeo para bombear fluido, saliendo dicho fluido a una presión de salida, e incluyendo dicho contenedor de fluido medios de inyección (17) para administrar fluido a una presión de salida a un tejido biológico para recibir el fluido;

un sensor (78) dispuesto para determinar dicha presión de salida basada en un parámetro medido de por lo menos uno de dicho mecanismo de bombeo (12) y dicho contenedor de fluido (90); y

un controlador (18) que recibe dicha presión de salida y caracterizado por el hecho de que el controlador tiene por lo menos una memoria (160) y un microprocesador (152), almacenando dicha memoria (160) una pluralidad de presiones conocidas correspondientes a diferentes tejidos del paciente, generando dicho microprocesador (152) una salida indicativa de un tejido biológico que recibe dicho fluido basado en dicha presión de salida correspondiente a una de dichas presiones conocidas.

2. Aparato según la reivindicación 1, que también comprende un sensor de presión que detecta una presión en el interior de dicho mecanismo de bombeo y una calculadora que recibe dicha presión y que deriva en una respuesta a dicha presión de salida.

3. Aparato según la reivindicación 1, que también comprende dicha memoria que contiene información que correlaciona presiones de salida con tipos de tejido, en el que dicho controlador recibe dicha presión de salida, compara dicha presión de salida con dicha información y genera dicha salida según dicha información, seleccionándose los tipos de tejido entre el grupo que consiste en: matriz de tejido conectivo organizado de manera suelta de baja densidad interpuesta con tejido adiposo, fluidos intercelulares y fibras de colágeno organizadas; manojos de fibras de colágeno empaquetadas de media densidad interpuestos con tejidos glandulares y/o tejido adiposo; tejido muscular; tejido de alta densidad compuesto de matrices de fibras de colágeno muy organizadas predominantemente densas; y tejido mineralizado.

4. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicho sensor está dispuesto para permitir la detección y la identificación de tipos de tejidos biológicos específicos basados en las presiones de salida.

5. Aparato según la reivindicación 4, en el que dicho mecanismo de bombeo incluye un contenedor que contiene dicho fluido, un émbolo que se mueve oscilante en dicho contenedor y un motor que responde a las señales desde dicho controlador y acciona dicho émbolo.

6. Aparato según la reivindicación 5, en el que dicho sensor está dispuesto entre dicho motor y dicho émbolo para detectar una fuerza aplicada a dicho émbolo.

7. Aparato según la reivindicación 5, en el que dicho mecanismo de bombeo incluye un tubo flexible que lleva dicho fluido al tejido biológico, y en el que dicho sensor está acoplado a dicho tubo flexible.

8. Aparato según la reivindicación 7, en el que dicho tubo se expande y se contrae radialmente en respuesta a la presión del fluido y en el que dicho sensor incluye un soporte del tubo que soporta por lo menos una porción de dicho tubo en una posición preseleccionada y un sensor de fuerza activado mediante dicha porción en el interior de dicho soporte.

9. Aparato según la reivindicación 8, en el que dicho soporte incluye una base con una ranura que aloja la porción del tubo, una cubierta plegada sobre dicha base y que contiene dicho tubo en dicha ranura.

10. Aparato según la reivindicación 9, que también comprende un orificio que pasa en dicha ranura con dicho sensor de fuerza dispuesto en dicho orificio.

11. Aparato según la reivindicación 9, en el que dicho soporte incluye una base, una placa de flotación que se apoya sobre dicha base, y una cubierta que soporta dicha porción de tubo en dicha placa de flotación.

12. Aparato según la reivindicación 11, con un sensor de fuerza que detecta una fuerza entre la placa de flotación y dicha base.

13. Aparato según la reivindicación 7, en el que dicho sensor incluye un sensor de tamaño que detecta una dimensión de dicho tubo.

14. Aparato según la reivindicación 13, en el que dicho sensor incluye una fuente de luz y un sensor de luz, generando dicho sensor de luz una salida indicativa de la presión interna en el interior del tubo.

15. Aparato según la reivindicación 4, que también comprende una fuente de energía que proporciona energía a dicho mecanismo de bombeo, en el que dicho sensor determina la energía proporcionada al mecanismo de bombeo para determina dicha presión de salida.

16. Aparato según la reivindicación 4, que también comprende un alojamiento y dicho mecanismo de bombeo incluye un cartucho que contiene dicho fluido.

17. Aparato según la reivindicación 16, en el que dicho sensor incluye un sensor de carga dispuesto entre dicho alojamiento y dicho soporte del cartucho.