Circuito para intercambio de calor.

Circuito (30) para intercambio de calor hacia/desde un fluido fisiológico,

que comprende tres paredes (32, 33, 34)que descansan una sobre otra y están selladas de tal manera que forman dos ductos (36', 36'') separados uno deotro y adecuados para contener dos flujos diferentes;

donde cada una de las tres paredes (32, 33, 34) comprende, en su uso, un patrón de corrugaciones (320, 330, 340)que tiene, al menos secciones a lo largo, una dirección preferencial, el patrón de corrugaciones (330) de la pared(33) posicionado de tal manera que se superponga al menos parcialmente sobre el patrón de corrugaciones (320,340) de las otras pares (32, 34) de tal manera que se forme un ángulo γ entre las direcciones preferencialesrespectivas, caracterizado porque el ángulo γ varía entre 70º y 110º;

las paredes externas (32, 34) tienen un espesor grande y bajo coeficiente de conductividad térmica, y aparte lapared interna (33) tiene un espesor pequeño y un alto coeficiente de conductividad térmica y es adecuada paratransferir calor hacia/desde el flujo fluido.

Circuito para intercambio de calor

La invención se relación con un circuito para intercambio de calor hacia/desde un líquido, en particular para intercambio de calor entre un dispositivo y un líquido o entre dos líquidos. Aún más particularmente, la invención se relaciona con un circuito desechable para intercambio de calor hacia/desde un líquido fisiológico. La invención se relaciona además con el dispositivo térmico adecuado para uso junto con el circuito desechable.

Durante el tratamiento terapéutico que requiere la infusión de líquidos en un paciente y/o la circulación extracorpórea se requiere monitorear constantemente la temperatura de fluido que está siendo infusionado dentro del paciente.

En algunos casos es necesario que el líquido sea calentado antes de la infusión, con el fin de evitar el riesgo de inducir un estado indeseable de hipotermia en el paciente. En tales casos, la temperatura del líquido, el cual es típicamente sangre o un líquido de infusión, debe ser tan cercana como sea posible a la temperatura fisiológica corporal del paciente.

En otros casos, tal como por ejemplo ciertas operaciones quirúrgicas debe inducirse un estado controlado de hipotermia en el paciente. Disminuyendo artificialmente la temperatura corporal del paciente es en efecto posible hacer más lentos los procesos metabólicos del organismo de manera que se reduzca el consumo de oxígeno. De esta manera, es posible suspender la circulación de la sangre durante períodos de tiempo relativamente largos y por lo tanto evitar la carencia de flujo de sangre y la hipoxia consecuente causen daño a los tejidos.

Por ejemplo, una hipotermia intensa lograda disminuyendo la temperatura del paciente a aproximadamente 20ºC, permite una detención completa de la circulación sanguínea durante períodos de aproximadamente 30 minutos. En el caso, por el contrario, la circulación extracorpórea, usualmente se induce hipotermia de intensidad promedio (aproximadamente 28 a 32ºC) para asegurar una protección óptima de los tejidos, en particular los tejidos cerebrales.

La hipotermia es inducida por enfriamiento externo del paciente, en particular por enfriamiento de la sangre utilizando intercambiadores de calor especiales capaces de extraer calor de la sangre. Al final de la operación se requiere obviamente que se eleve la temperatura del paciente a los valores fisiológicos; el calentamiento de la sangre se lleva a cabo usualmente utilizando el mismo circuito extracorpóreo pero transfiriendo el calor a la sangre, en vez de extraerlo de ella.

También, en un tratamiento de hemodiálisis, el calentamiento de la solución de diálisis se requiere esencialmente en todos los casos puesto que, con esta operación, la circulación extracorpórea de la sangre puede mantenerse en valores de temperatura estándar.

El calentamiento de la sangre es necesario en el caso de transfusiones mayores y/o en casos en donde la transfusión no está programada y no hay tiempo suficiente para preparar las bolsas y calentarlas hasta temperatura ambiente.

Cuando se calienta la sangre también debe recordarse que una temperatura excesivamente alta puede ser extremadamente peligrosa para el paciente. Por ejemplo, a una temperatura de 41ºC los tejidos cerebrales comienzan a sufrir daños, mientras que una temperatura de 45ºC es casi ciertamente letal. Por esta razón se requiere un monitoreo muy estricto del circuito para calentar los líquidos de infusión.

En cualquier caso, tanto en el caso donde el líquido fisiológico que va a ser infusionado debe ser calentado y en el caso donde debe ser enfriado, debe resolverse ciertas dificultades intrínsecas asociadas con esta área particular de aplicación. Los circuitos de intercambio de calor del tipo conocido, aunque son usados ampliamente, no carecen de defectos.

El principal defecto de los circuitos conocidos es el nivel bajo general de la eficiencia de intercambio de calor. El intercambio de calor debe llevarse a cabo en tiempo real a lo largo de la línea usada para transportar el líquido fisiológico. Una eficiencia pobre significa hacer más lenta la operación de infusión y/o la necesidad de asegurar que cantidades mayores de líquido estén presentes dentro del intercambiador (cebador) .

Cuando hay un intercambio de calor ineficiente, se requiere también utilizar un gradiente de temperatura notable con el fin de acelerar la transferencia de calor hacia/desde el líquido. Esto puede dar como resultado, por ejemplo, en el caso donde debe calentarse la sangre, en presencia de un medio que sea capaz de llevar a cabo el calentamiento a una temperatura bien por encima de 45ºC y es por lo tanto extremadamente peligroso. En efecto, puede suceder que la velocidad de infusión disminuya y, consecuentemente, la sangre permanezca dentro del circuito de intercambio de calor por un período más largo del programado. En tal caso, una temperatura demasiado alta de los medios de calentamiento también podrían elevar la temperatura de la sangre hasta un nivel peligroso. Por lo tanto debe entenderse como un circuito de intercambio de calor de este tipo es intrínsecamente peligroso para el calentamiento de la sangre y por lo tanto requiere de un sistema extremadamente sofisticado de sensores.

Otra desventaja de los circuitos del tipo conocido está asociado con el coste y, en particular en el caso donde son circuitos de tipo desechable.

El objetivo de la presente invención por lo tanto es resolver al menos parcialmente las desventajas identificadas en conexión con los circuitos de intercambio de calor del tipo conocido.

El objetivo de la presente invención es proveer un circuito de intercambio de calor que tenga una alta eficiencia.

Además, el objetivo de la presente invención es proveer un circuito de intercambio de calor que tenga un diseño simple y bajo coste.

Un ejemplo de la técnica anterior se da US-2002/116041.

Los propósitos y objetivos antes mencionados se logran mediante un circuito de intercambio de calor de acuerdo con la reivindicación 1.

Los rasgos característicos y ventajas adicionales de la invención surgirán de la descripción provista aquí a continuación, de un cierto número de ejemplos de realización, provistos solamente a manera de ejemplos no limitantes, con referencia a los dibujos acompañantes en los cuales:

La Figura 1 muestra esquemáticamente dos paredes adecuadas para formar un circuito de intercambio de calor no de acuerdo con la invención;

La Figura 2 muestra esquemáticamente las dos paredes de acuerdo con la Figura 1 en una configuración diferente;

La Figura 3 muestra esquemáticamente una vista lateral de un circuito de intercambio de calor no de acuerdo con la invención;

La Figura 4.a muestra esquemáticamente el patrón en la primera pared de un circuito de intercambio de calor no de acuerdo con la invención;

La Figura 4.b muestra esquemáticamente el patrón de una segunda pared de un circuito de intercambio de calor no de acuerdo con la invención;

La Figura 4.c muestra esquemáticamente la disposición superpuesta de los patrones de acuerdo con las Figuras 4.a y 4.b;

La Figura 5 muestra un circuito de intercambio de calor de acuerdo con la invención, vista en sección transversal a lo largo de la línea V-V de la Figura 4.c;

La Figura 6 muestra un circuito de intercambio de calor de acuerdo con la invención, visto en sección transversal a lo largo de la línea VI-VI de la Figura 4.c;

La Figura 7 muestra esquemáticamente una vista en perspectiva de un circuito de intercambio de calor no de acuerdo con la invención, sin mirar al de la Figura 3;

La Figura 8 muestra esquemáticamente una vista plana del dispositivo térmico no de acuerdo con la invención, con la tapa levantada;

La Figura 9 muestra esquemáticamente una vista plana de un ensamblaje que consiste de un circuito de intercambio de calor del tipo mostrado en la Figura 3 y el dispositivo térmico de acuerdo con la Figura 8;

La Figura 10 muestra esquemáticamente una vista lateral del ensamblaje de acuerdo con la Figura 9;

La Figura 11 muestra esquemáticamente una vista en sección transversal del ensamblaje de acuerdo con la Figura 9;

La Figura 12 muestra esquemáticamente una vista plana de un circuito de intercambio de calor no de acurdo con la invención;

La Figura 13 muestra esquemáticamente una vista lateral del circuito de intercambio de calor de acuerdo con la Figura 12;

La Figura 14 muestra esquemáticamente una vista plana de un ensamblaje consistente de un circuito de intercambio de calor del tipo mostrado en la Figura 12 y un dispositivo térmico no de acuerdo con la invención;

La Figura 15 muestra... [Seguir leyendo]

1. Circuito (30) para intercambio de calor hacia/desde un fluido fisiológico, que comprende tres paredes (32, 33, 34) que descansan una sobre otra y están selladas de tal manera que forman dos ductos (36’, 36’’) separados uno de otro y adecuados para contener dos flujos diferentes; donde cada una de las tres paredes (32, 33, 34) comprende, en su uso, un patrón de corrugaciones (320, 330, 340) que tiene, al menos secciones a lo largo, una dirección preferencial, el patrón de corrugaciones (330) de la pared

(33) posicionado de tal manera que se superponga al menos parcialmente sobre el patrón de corrugaciones (320, 340) de las otras pares (32, 34) de tal manera que se forme un ángulo y entre las direcciones preferenciales respectivas, caracterizado porque el ángulo y varía entre 70º y 110º; las paredes externas (32, 34) tienen un espesor grande y bajo coeficiente de conductividad térmica, y aparte la pared interna (33) tiene un espesor pequeño y un alto coeficiente de conductividad térmica y es adecuada para transferir calor hacia/desde el flujo fluido.

2. Circuito (30) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde al menos una pared (33) tiene un espesor que es pequeño en relación con la amplitud (A) de las corrugaciones tal que el mismo patrón de corrugaciones aparece en ambos lados de la pared (33) .

3. Circuito (30) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde al menos una pared (32; 34) tienen un espesor que es grande en relación con la amplitud (A) de las corrugaciones de tal forma que el patrón de corrugaciones aparece solamente en el lado interno de la pares (32; 34) , mientras que el otro lado es liso.