PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA VIGILAR LA PRESENCIA DE AIRE EN UN LÍQUIDO QUE FLUYE MEDIANTE ULTRASONIDOS.

Procedimiento para vigilar la presencia de aire en un líquido que fluye,

con las siguientes etapas del procedimiento: acoplamiento de una señal de ultrasonidos con al menos una amplitud prescrita al líquido que fluye, recepción de la señal de ultrasonidos procedente del líquido que fluye, comparación de la amplitud o de una magnitud que tiene correlación con la amplitud de cada una de las señales de ultrasonidos recibidas en una secuencia continua de intervalos de tiempo con un valor de referencia prescrito, deduciéndose la existencia de un determinado volumen de aire en el líquido que fluye durante el correspondiente intervalo de tiempo cuando la amplitud de la señal de ultrasonidos es inferior al nivel de referencia prescrito y deduciéndose en base a ello que no existe el volumen determinado de aire cuando la amplitud de la señal de ultrasonidos es mayor o igual que el nivel de referencia, cálculo de la cantidad de intervalos de tiempo consecutivos en los que la amplitud de la señal de ultrasonidos recibida es inferior al nivel de referencia prescrito, cálculo del caudal del líquido que fluye y determinación de un valor límite en función del caudal y comparación de la cantidad averiguada de intervalos de tiempo consecutivos en los que la amplitud de la señal de ultrasonidos recibida es inferior al nivel de referencia prescrito con el valor límite fijado, deduciéndose que hay un primer caso de falta cuando la cantidad de intervalos de tiempo consecutivos en los que la amplitud de la señal de ultrasonidos recibida es inferior al nivel de referencia prescrito, es mayor que el valor límite fijado

Procedimiento y dispositivo para vigilar la presencia de aire en un líquido que fluye mediante ultrasonidos.

La invención se refiere a un procedimiento para vigilar la presencia de aire en un líquido que fluye, en particular en la sangre que fluye en un circuito extracorporal de la sangre de un dispositivo para el tratamiento extracorporal de la sangre, así como a un procedimiento para el tratamiento extracorporal de la sangre con un circuito extracorporal de la sangre, vigilándose la presencia de aire en el circuito extracorporal de la sangre. Además se refiere la invención a un dispositivo para vigilar la presencia de aire en un líquido que fluye, en particular en la sangre que fluye en un circuito extracorporal, así como a un dispositivo para el tratamiento extracorporal de la sangre con un dispositivo para vigilar la presencia de aire en la sangre que fluye en el circuito extracorporal del dispositivo para el tratamiento de la sangre.

Se conocen distintos procedimientos para el tratamiento extracorporal de la sangre, en los que la sangre del paciente fluye en un circuito extracorporal de la sangre a través de una unidad para el tratamiento de la sangre. Una de las complicaciones esenciales en el tratamiento extracorporal de la sangre, por ejemplo hemodiálisis o hemofiltración, es la posibilidad de penetración de aire en el circuito extracorporal de la sangre. Para separar de la sangre las burbujas de aire arrastradas sirven las conocidas cámaras de goteo, dispuestas en el ramal venoso del circuito extracorporal de la sangre.

Las cámaras de goteo conocidas captan las burbujas de aire con gran seguridad. No obstante existe básicamente el peligro de que se infundan burbujas de aire intravenosamente al paciente. Por ello, para aumentar aún más la seguridad, disponen los dispositivos de tratamiento de la sangre de detectores de aire, a cuya seguridad de funcionamiento se le formulan exigencias muy elevadas. Con los detectores de aire deben detectarse con gran seguridad no sólo burbujas de aire grandes, sino también burbujas de aire pequeñas. Mientras que al presentarse una gran burbuja de aire el tratamiento se interrumpe inmediatamente y se emite una alarma, puede tolerarse una cierta cantidad de burbujas aisladas más pequeñas. Desde luego no debe sobrepasar el volumen total de aire ocluido en la sangre un valor limite prescrito.

El documento EP1 182 452 A2 describe un dispositivo para detectar burbujas de aire en líquidos que fluyen, basado en una medición por ultrasonidos. Las burbujas de aire se detectan en base a la atenuación de las señales de ultrasonidos que recorren un tramo de medida. Entonces la magnitud de la atenuación es una medida del tamaño de las burbujas de aire.

El dispositivo de vigilancia conocido dispone de un emisor de ultrasonidos para acoplar las señales de ultrasonidos con un nivel prescrito al líquido que fluye y de un receptor de ultrasonidos para recibir las señales de ultrasonidos procedentes del líquido que fluye. La señal de salida del receptor de ultrasonidos se compara con un valor limite prescrito. Cuando la señal de los ultrasonidos es inferior al valor limite, se deduce que hay una burbuja de aire grande, mientras que cuando hay una señal de ultrasonidos que es mayor o igual que el valor limite, se supone que hay una burbuja de aire pequeña.

Cuando hay una burbuja de aire grande, emite el dispositivo de vigilancia inmediatamente una alarma. Por el contrario, la aparición de burbujas de aire más pequeñas no implica inmediatamente una alarma. Una alarma se emite sólo cuando el aire que se encuentra en el líquido que fluye sobrepasa un volumen total critico. El volumen de aire ocluido en el líquido se calcula a partir de la cantidad de burbujas de aire pequeñas y del caudal del líquido que fluye. Para ello se cuentan las burbujas de aire pequeñas que se detectan mediante la medición por ultrasonidos.

El dispositivo de vigilancia conocido por el documento EP 1 182 452 A2 está destinado en particular a vigilar el circuito extracorporal de la sangre de un dispositivo para el tratamiento de la sangre.

El documento US 4 651 555 describe un procedimiento para vigilar la presencia de partículas o burbujas de gas en un líquido que fluye, en el que las señales del sonido se acoplan al flujo de líquido y se reciben las señales de sonido que salen del líquido. Las señales de sonido recibidas se comparan con un valor límite, deduciéndose la existencia de una burbuja de aire cuando las señales de sonido recibidas son inferiores al valor límite. El valor límite con el que se comparan las señales de sonido se determina en base a un valor medio que se forma a partir de las señales de sonido recibidas.

También por el documento US 4 487 601 se conoce un procedimiento de vigilancia para líquidos que fluyen basado en la evaluación de la atenuación de señales de sonido que recorren un tramo de medida.

El documento EP 1 466 637 A2 describe un dispositivo para detectar burbujas de aire en base a una medición de ultrasonidos, en la que la envolvente de la señal recibida se analiza para determinar el volumen de las burbujas de aire. Cuando el volumen total de las burbujas de aire sobrepasa dentro de un intervalo de tiempo determinado un valor límite prescrito, se dispara una alarma.

El documento US 5 824 881 describe un dispositivo para detectar un fluido o gas en un sistema de fluido, en particular en configuraciones médicas de transfusión. Mediante la amplitud de señales de ultrasonidos en intervalos de tiempo consecutivos, se deduce la existencia de aire.

La invención tiene como tarea básica indicar un procedimiento para vigilar la presencia de aire en un líquido que fluye que permita diferenciar entre burbujas de aire pequeñas y grandes y detectar distintos casos de falta con gran seguridad. Otra tarea de la invención es indicar un procedimiento para el tratamiento extracorporal de la sangre con un circuito extracorporal de la sangre en el que con gran seguridad se detecten burbujas de aire pequeñas y grandes en el circuito extracorporal de la sangre y pueda diferenciarse entre distintos casos de falta. La solución a estas tareas tiene lugar según la invención con las características de las reivindicaciones 1 y 7.

Además, tiene la invención como tarea básica proporcionar un dispositivo para vigilar la presencia de aire en un líquido que fluye y un dispositivo para el tratamiento extracorporal de la sangre con un tal dispositivo de vigilancia. La solución a estas tareas se da con las características de las reivindicaciones 8 y 14.

El principio funcional del procedimiento correspondiente a la invención y del dispositivo correspondiente a la invención se basa en que para diferenciar entre burbujas de aire pequeñas y grandes se incluye no sólo la atenuación de un único impulso de ultrasonidos, sino que se compara la amplitud de cada señal de ultrasonidos recibida en una secuencia continua de intervalos de tiempo con un nivel de referencia prescrito, calculándose la cantidad de intervalos de tiempo consecutivos en los que amplitud de la señal de ultrasonidos recibida en el correspondiente intervalo de tiempo es inferior al nivel de referencia prescrito. La cantidad averiguada de intervalos de tiempo consecutivos en los que la amplitud de la señal de ultrasonidos recibida es inferior al nivel de referencia prescrito, se compara a su vez con un valor límite, que se fija en función del caudal del líquido que fluye. Se deduce entonces que hay una falta cuando la cantidad de intervalos de tiempo consecutivos es mayor que el valor límite fijado. En este caso se supone que existe una gran burbuja de aire.

El valor límite con el que se compara la cantidad de intervalos de tiempo consecutivos puede calcularse en ensayos empíricamente, considerándose diversos criterios de seguridad. Al aumentar la velocidad de fluencia del líquido que fluye, se reduce el valor límite.

Por lo tanto, se deduce que hay una falta cuando en un número determinado de intervalos de tiempo consecutivos se detecta un determinado volumen de aire. En consecuencia, se supone que no hay falta cuando ciertamente la cantidad de intervalos de tiempo en los que se detecta un determinado volumen de aire sobrepasa el valor límite crítico, pero los intervalos no tienen una secuencia continuada. Así no se llega a la cantidad total de sucesos.

En el caso de que la cantidad de intervalos de tiempo consecutivos en los que se detecta un determinado volumen de aire sea inferior o igual al valor límite fijado, se...

1. Procedimiento para vigilar la presencia de aire en un líquido que fluye, con las siguientes etapas del procedimiento:

acoplamiento de una señal de ultrasonidos con al menos una amplitud prescrita al líquido que fluye,

recepción de la señal de ultrasonidos procedente del líquido que fluye,

comparación de la amplitud o de una magnitud que tiene correlación con la amplitud de cada una de las señales de ultrasonidos recibidas en una secuencia continua de intervalos de tiempo con un valor de referencia prescrito, deduciéndose la existencia de un determinado volumen de aire en el líquido que fluye durante el correspondiente intervalo de tiempo cuando la amplitud de la señal de ultrasonidos es inferior al nivel de referencia prescrito y deduciéndose en base a ello que no existe el volumen determinado de aire cuando la amplitud de la señal de ultrasonidos es mayor o igual que el nivel de referencia,

cálculo de la cantidad de intervalos de tiempo consecutivos en los que la amplitud de la señal de ultrasonidos recibida es inferior al nivel de referencia prescrito,

cálculo del caudal del líquido que fluye y determinación de un valor límite en función del caudal y

comparación de la cantidad averiguada de intervalos de tiempo consecutivos en los que la amplitud de la señal de ultrasonidos recibida es inferior al nivel de referencia prescrito con el valor límite fijado, deduciéndose que hay un primer caso de falta cuando la cantidad de intervalos de tiempo consecutivos en los que la amplitud de la señal de ultrasonidos recibida es inferior al nivel de referencia prescrito, es mayor que el valor límite fijado.

2. Procedimiento según la reivindicación 1,

caracterizado porque se averigua la cantidad de sucesos en los que el número de intervalos de tiempo consecutivos en los que la amplitud de la señal de ultrasonidos recibida es inferior al nivel de referencia prescrito, es inferior o igual al valor límite fijado, comparándose la cantidad de sucesos con un valor de referencia prescrito y deduciéndose que hay un segundo caso de falta cuando la cantidad de sucesos es mayor que el valor de referencia prescrito.

3. Procedimiento según la reivindicación 2,

caracterizado porque al detectarse el primer y/o segundo caso de falta, se genera una primera señal de alarma y/o señal de control.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3,

caracterizado porque se genera una primera señal cuando la amplitud de la señal de ultrasonidos recibida es inferior al valor de referencia prescrito y se genera una segunda señal cuando la amplitud de la señal de ultrasonidos recibida es mayor o igual que el nivel de referencia prescrito, memorizándose ambas señales en secuencia temporal.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4,

caracterizado porque se genera una primera señal modulada en anchura de impulso (señal PWM) con una primera anchura de impulso cuando la amplitud de la señal de ultrasonidos es inferior al nivel de referencia prescrito y una segunda señal modulada en anchura de impulso (señal PWM) cuando la amplitud de la señal de ultrasonidos es mayor o igual que el nivel de referencia.

6. Procedimiento según la reivindicación 4 ó 5,

caracterizado porque las primeras y segundas señales se reúnen en bloques de señales y los bloques de señales se memorizan transitoriamente antes de la evaluación.

7. Procedimiento para el tratamiento extracorporal de la sangre con un circuito extracorporal de la sangre, vigilándose la presencia de aire en el circuito extracorporal de la sangre mediante el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6.

8. Dispositivo para vigilar la presencia de aire en un líquido que fluye, con:

un emisor de ultrasonidos (17) para acoplar una señal de ultrasonidos con al menos una amplitud prescrita al líquido que fluye,

un receptor de ultrasonidos (18) para recibir la señal de ultrasonidos que procede del líquido que fluye, y

una unidad evaluadora (21) que presenta:

medios (23) para comparar la amplitud o bien una magnitud que tiene correlación con la amplitud de cada una de las señales de ultrasonidos recibida en una secuencia continuada de intervalos de tiempo con un nivel de referencia prescrito, deduciéndose la presencia de un determinado volumen de aire en el líquido que fluye durante el correspondiente intervalo de tiempo cuando la amplitud de la señal de ultrasonidos es inferior al nivel de referencia prescrito, y deduciéndose que no existe el volumen determinado de aire cuando la amplitud de la señal de ultrasonidos es mayor o igual que el nivel de referencia,

caracterizado porque la unidad evaluadora (21) presenta además:

medios (26A) para averiguar la cantidad de intervalos de tiempo consecutivos en los que la amplitud de la señal de ultrasonidos recibida es inferior al nivel de referencia prescrito,

medios (26B) para averiguar el caudal del líquido que fluye y determinar un valor límite en función de la velocidad del flujo,

medios (26D) para comparar la cantidad averiguada de intervalos de tiempo consecutivos en los que la amplitud de la señal de ultrasonidos recibida es inferior al nivel de referencia prescrito con el valor límite fijado, y

medios (26E) para detectar un primer caso de falta, que están configurados tal que se deduce que hay un primer caso de falta cuando la cantidad de intervalos de tiempo consecutivos en los que la amplitud de la señal de ultrasonidos recibida es inferior al nivel de referencia prescrito, es mayor que el valor límite fijado.

9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque la unidad evaluadora (21) presenta además:

medios (26F) para averiguar la cantidad de sucesos en los que la cantidad de intervalos de tiempo consecutivos en los que la amplitud de la señal de ultrasonidos recibida es inferior al nivel de referencia prescrito, es inferior o igual al valor límite fijado,

medios (26G) para comparar la cantidad de sucesos con un valor de referencia prescrito, y

medios (26H) para detectar un segundo caso de falta, que están configurados tal que se deduce que hay un segundo caso de falta cuando la cantidad de sucesos es mayor que el valor de referencia prescrito.

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque la unidad evaluadora (21) presenta además:

medios (30, 31) para generar una primera señal de alarma y/o señal de control al detectarse el primer y/o segundo caso de falta.

11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 8 a 10,

caracterizado porque la unidad evaluadora (21) presenta además:

medios (24) para generar una primera señal cuando la amplitud de la señal de ultrasonidos recibida es inferior al nivel de referencia prescrito y una segunda señal cuando la amplitud de la señal de ultrasonidos recibida es mayor o igual al nivel de referencia prescrito, y medios (25) para memorizar ambas señales en secuencia temporal.

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque la unidad evaluadora (21) presenta además:

medios (24) para generar una primera señal PWM con una primera anchura de impulso cuando la amplitud de la señal de ultrasonidos es inferior al nivel de referencia prescrito, y medios (24) para generar una segunda señal PWM cuando la amplitud de la señal de ultrasonidos es mayor o igual que el nivel de referencia.

13. Dispositivo según la reivindicación 11 ó 12,

caracterizado porque la unidad evaluadora (21) está configurada tal que las primeras y segunda señales están reunidas en bloques de señales y la unidad evaluadora presenta una memoria intermedia (25), en la que los bloques de señales se memorizan transitoriamente antes de la evaluación.

14. Dispositivo para el tratamiento extracorporal de la sangre con un circuito extracorporal de la sangre y un dispositivo según una de las reivindicaciones 8 a 13, vigilándose la presencia de aire en el circuito extracorporal de la sangre.