SISTEMA DE DETERMINACIÓN DE HEPARINA EN EL LUGAR DE ATENCIÓN AL PACIENTE.

Sistema de determinación de heparina en el lugar de atención al paciente Campo de la Invención La presente invención se refiere de manera general a sistemas médicos de atención a los pacientes. Más específicamente, la presente invención se refiere a sistemas para medir los niveles de poliiones en una disolución. Aún más específicamente, la presente invención se refiere a sistemas para medir los niveles de heparina (incluyendo de bajo peso molecular y no fraccionada) en la sangre. Antecedentes La heparina es un anti-coagulante usado comúnmente en algunos procedimientos quirúrgicos. La heparina se usa en dosis altas en la mayor parte de los procedimientos a corazón abierto. Los dos tipos más comunes de procedimientos a corazón abierto son el procedimiento quirúrgico cardiaco con corazón parado, en el que el paciente se pone en una máquina de bypass cardiopulmonar, y el procedimiento quirúrgico con corazón palpitante. La heparina reduce significativamente la formación de coágulos o coagulación de la sangre del paciente. Al final del procedimiento, es deseable la formación normal de coágulos de la sangre de nuevo. Con el fin de eliminar eficazmente la heparina de la sangre del paciente, se añade protamina. La protamina se une a la heparina, desactivando la heparina. El complejo heparina-protamina es eliminado del cuerpo por el hígado. Es necesario determinar la cantidad de heparina en la sangre del paciente a varios puntos de tiempo. Como algunos pacientes pueden tener heparina ya en su sistema, puede requerirse una determinación inicial de la concentración de heparina en la línea base. Después de añadir heparina, la concentración de heparina se determina para asegurar que la heparina se ha añadido apropiadamente. Mientras que el paciente está heparinizado, la concentración de heparina se monitoriza para asegurar que la concentración de heparina se mantiene por encima de un nivel umbral. Con el fin de determinar la cantidad apropiada de protamina que debe añadirse para desactivar la heparina, debe determinarse la concentración de heparina. Después de añadir protamina, la concentración de heparina puede determinarse de nuevo para asegurar que la heparina se ha desactivado apropiadamente. Actualmente se usan varios métodos para determinar o deducir las concentraciones de heparina. En un método, se extrae la sangre del paciente y se envía a un laboratorio. En el laboratorio, la heparina puede titularse con protamina hasta que la heparina se ha unido completamente a la protamina. La concentración de heparina puede determinarse como una función de la estequiometría del titulante protamina usado. La estequiometría de la protamina puede determinarse por titulación frente a muestras estándar de heparina. El método no es ni mucho menos ideal para usarse para proporcionar información a tiempo al médico responsable del tratamiento, debido al tiempo requerido para obtener los resultados. Un método usado más comúnmente para la medida de la heparina en el marco del laboratorio central es un ensayo colorimétrico anti-Factor Xa (FXa). Este ensayo es una característica estándar en varios analizadores y se realiza en muestras de plasma. Usa el principio de la inhibición de FXa mediada por heparina. El inconveniente de este ensayo es que necesita corregirse por el hematocrito (ya que se realiza en plasma) así como por la fuente de heparina (si es una variable). Este ensayo es más adecuado para ensayar un alto número de muestras y no es favorable para ensayar pocas muestras. Otro inconveniente significativo es un tiempo de respuesta alto porque es un ensayo de laboratorio central). En otro método, se usa un ensayo de Tiempo de Coagulación Activada (ACT). En este ensayo, se mide el tiempo requerido para que la sangre del paciente se coagule y se usa para deducir un nivel probable de heparina. Este 40 método es indirecto y puede producir resultados engañosos, ya que los valores de ACT pueden verse influidos por hemodilución e hipotermia. Este método no mide directamente la heparina y tiene una exactitud limitada.   En otro método más, la concentración de heparina se localiza en un intervalo usando múltiples muestras de protamina mediante el uso de una propiedad de la interacción heparina-protamina. El tiempo requerido para que la heparina y la protamina se unan se minimiza cuando la cantidad de protamina se aproxima a la cantidad estequiométrica necesaria para unir exactamente la heparina. Una cantidad de protamina insuficiente o en exceso resulta en tiempos de coagulación mayores. El Sistema de Gestión de la Hemostasia (HMS) HEPCON disponible en Medtronic, Inc. (Minneapolis, Minnesota) usa esta propiedad. El sistema de ensayo HMS se basa en una titulación con protamina y usa la formación de coágulos para la detección del punto final. El ensayo se realiza en un cartucho que contiene de cuatro a seis canales que contienen diferentes cantidades de protamina así como tromboplastina diluida (para acelerar la formación de coágulos). El punto final de la titulación es la detección de la formación de coágulos, que se determina midiendo la velocidad de descenso de un mecanismo de émbolo en cada cartucho. El canal que contiene la cantidad más baja de protamina que neutraliza completamente la heparina presenta el tiempo de coagulación más corto. La concentración de heparina se mide a partir de la cantidad de protamina en ese canal (tomando como base la estequiometría heparina-protamina). Cada cartucho Hepcon ensaya así un intervalo limitado de concentraciones en sangre. 2 El sistema HMS puede utilizar hasta 12 cartuchos diferentes que tienen en ellos diferentes cantidades conocidas de protamina. El médico responsable del tratamiento puede estimar el intervalo esperado de heparina y seleccionar un número limitado de cartuchos en ese intervalo, nominalmente dos del intervalo de cartuchos. Una jeringa llena de sangre se inserta en una máquina que inyecta la sangre en el cartucho seleccionado. La formación de coágulos se usa para la detección del punto final. En unos pocos minutos, el cartucho que tiene la cantidad apropiada de protamina se indica automáticamente, junto con una concentración de heparina. El uso de este dispositivo requiere la estimación inicial correcta de la heparina, requiere pocos minutos para operar, y tiene una exactitud limitada a un intervalo discreto de concentraciones de heparina tomando como base la resolución de la titulación con protamina. Pueden almacenarse numerosos cartuchos si se quiere medir el intervalo completo de concentraciones posibles de heparina. Los cartuchos tienen una vida útil limitada y deben desecharse si no se usan en el periodo de la vida útil. E.P.A. 1376123 describe un sistema para determinar la concentración de heparina en una muestra de sangre, comprendiendo el sistema un cartucho que incluye una vía de fluido y un puerto de muestra en comunicación fluida con la vía de fluido. El sistema también comprende un par de electrodos sensibles al ion protamina, disponiéndose una cantidad conocida de protamina en el sistema. La titulación de la heparina con protamina se ha estudiado en marcos académicos y de laboratorio, pero no ha resultado en ningún dispositivo en el lugar de atención al paciente que pueda usarse para proporcionar concentraciones de heparina a tiempo a un médico responsable del tratamiento. Deberían superarse varios obstáculos con el fin de proporcionar el dispositivo ideal de medición de heparina en el lugar de atención al paciente. Serían deseables un sensor de medida rápido y exacto, un sistema de determinación de referencia o de línea base exacto, cartuchos desechables adecuados y sistemas para manejar y analizar todo lo anterior y todavía no se han desarrollado. Resumen de la Invención La presente invención proporciona un sistema, como se define en la reivindicación 1, para la determinación automática de la concentración de heparina (incluyendo heparina de bajo peso molecular y no fraccionada) en fluidos tales como la sangre. El dispositivo de la presente invención puede usarse en un dispositivo en el lugar de atención al paciente, proporcionando una determinación rápida de la concentración de heparina en la sangre de un paciente automáticamente. Se proporcionan cartuchos que incluyen electrodos sensibles al ion (ISE) protamina y electrodos de referencia y sistemas para la determinación automática de la concentración de heparina en los cartuchos. Algunos sistemas añaden sangre a un bolo de protamina suficiente para unir toda la heparina, dejando protamina en exceso. La concentración de protamina en exceso se determina midiendo la pendiente inicial de la velocidad de cambio del potencial del electrodo y comparando la pendiente con valores de pendiente conocidos de concentración de protamina. En los cartuchos según la invención, una fuente de presión... [Seguir leyendo]

1. Un sistema (50) para determinar la concentración de heparina en una muestra, comprendiendo el sistema: un cartucho (54) que incluye una vía de fluido y un puerto de muestra en comunicación fluida con la vía de fluido; y un par de Electrodos Selectivos de Ion (ISE) protamina (62, 64) en comunicación fluida con la vía de fluido; una reacción de unión conocida de heparina/protamina; una cantidad conocida de protamina dispuesta en comunicación fluida con la vía de fluido; y medios para medir una pendiente inicial de una velocidad de cambio del potencial del electrodo para determinar una concentración de protamina en exceso; y caracterizado por el sistema que comprende además: medios (422, 436) para presión oscilante en el canal de fluido. 2. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además: medios para determinar una primera velocidad de cambio de la señal de salida del par de ISE de protamina. 3. El sistema de la reivindicación 3, que comprende además: medios para calcular la concentración de heparina en la muestra al menos en parte como una función de la velocidad de cambio de salida del par de ISE de protamina durante el tiempo. 4. El sistema de la reivindicación 3, en el que los medios para calcular la concentración de heparina incluyen determinar una velocidad de un cambio inicial respecto al tiempo del par de ISE de protamina antes de aproximadamente 2 minutos de añadir la muestra al cartucho. 5. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además un puerto de presión en comunicación fluida con la vía de fluido. 6. El sistema de la reivindicación 5, en el que el puerto de presión y el puerto de la muestra están dispuestos en lados opuestos de la vía de fluido respecto al par de Electrodos Selectivos de Ion (ISE) protamina. 7. El sistema de la reivindicación 5, en el que el puerto de presión y el puerto de la muestra están dispuestos en el mismo lado de la vía de fluido respecto al par de Electrodos Selectivos de Ion (ISE) protamina. 8. El sistema de la reivindicación 7, en el que la vía de fluido incluye un fluido compresible en una región de la vía de fluido opuesta al par de Electrodos Selectivos de Ion (ISE) protamina desde el puerto de presión. 9. El sistema de la reivindicación 5, en el que el par de Electrodos Selectivos de Ion (ISE) protamina está dispuesto entre el puerto de presión y una parte cerrada de la vía de fluido que contiene un fluido compresible, de manera que la aplicación de presión en el puerto de presión comprime el fluido compresible y mueve la muestra a través del ISE. 10. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además una fuente de presión oscilante acoplada de manera operativa con la vía de fluido. 11. El sistema de la reivindicación 10, en el que la fuente de presión oscilante es mecánica. 12. El sistema de la reivindicación 10, en el que la fuente de presión oscilante es electromecánica. 13. El sistema de la reivindicación 10, en el que la fuente de presión oscilante es neumática. 14. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además una cantidad de citrato dispuesta en comunicación fluida con la vía de fluido.   31   32   33   34     36   37   38   39     41   42   43   44     46   47   48   49     51   52   53   54     56   57   58   59     61   62   63   64     66