La circolazione extracorporea (CEC) è l'ausilio tecnologico fondamentale che, sostituendo temporaneamente le funzioni del cuore e dei polmoni (funzione cardio-polmonare), permette l'esecuzione di interventi a cuore aperto, fermo e con i ventricoli e gli atri cardiaci esangui, garantendo la perfusione a tutti gli organi e tessuti del corpo. In circolazione extra-corporea, un ossigenatore a membrana è utilizzato per supportare o sostituire la funzionalità polmonare del paziente, garantendo l’apporto di ossigeno e la rimozione di CO2 dal sangue del paziente. Medicon ha sviluppato un sistema di sensori composto da due sezioni, una per la misurazione del flusso di ossigeno fornito all’ossigenatore, ed una per la misurazione della concentrazione di CO2 rimossa dal sangue del paziente.
(a) Sistema di sensori sviluppato. (1) Sezione di misura del flusso; (2) Sezione di misura della CO2. (b) Scherma rappresentativo del posizionamento dei sensori sull’ossigenatore a membrana
Medicon ha sviluppato un sistema di sensori per la misura del flusso gas fornito all’ossigenatore a membrana e per la misura della concentrazione di CO2 rimossa dal paziente. Il sistema è composto da due sezioni: (1) sezione di misura del flusso gas, da connettere a monte dell’ossigenatore (2) sezione di misura della CO2, da connettere a valle dell’ossigenatore Il sensore di CO2 è un sensore ottico composto da: (1) stadio emettitore per la generazione del fascio mid-IR (2) stadio ricevitore per la rilevazione, condizionamento e amplificazione del segnale ottico, dopo che questo ha attraversato la CO2 (3) CPU per acquisizione del segnale e comunicazione con un dispositivo host 4) un sistema di riscaldamento integrato al sensore, che evita la condensa all’interno del sensore stesso.
Il sensore di CO2, è stato progettato per essere utilizzato in ambito di circolazione corporea, a differenza di altri sensori ideati per il monitoraggio di CO2 in ambito respiratorio ed adattati all’utilizzo in ambito CEC. La presenza di un sistema di riscaldamento integrato nel sensore di CO2 impedisce la formazione di condensa, normalmente presente all’uscita di un ossigenatore a membrana. Questo permette un collegamento facile e diretto all’ossigenatore, senza la necessita di filtri o “water traps”
Il sistema sviluppato può essere applicato ad ogni tipo di circolazione extra-corporea nella quale un ossigenatore a membrana è presente. La connessione del sistema all’ossigenatore a membrana è ottenuta tramite semplici tubi plastici, che potenzialmente permettono l’utilizzo del sistema su ossigenatori a membrana di diversi fabbricanti. Il sensore può essere utilizzato in diversi scenari di circolazione extra-corporea come: ECCO2R (Extra-Corporeal CO2 Removal), ECMO (Extra-Corporeal Membrane Oxygenation) e CPB (Cardio-Pulmonary By-Pass)
(a) Disegno “esploso” del sensore di CO2. (b) Assieme del sensore di CO2 sviluppato
Rimozione della CO2 tramite circolazione extra-corporea (ECCO2R)
Il sistema di sensori sviluppato è stato validato sia in-vitro che in-vivo. Il sistema rispetta i requisiti prescritti dalla norma ISO 80601-2-55 in termini di accuratezza della misurazione della concentrazione di anidride carbonica, ed ha già ottenuto il marchio CE. E’ al momento in uso in reparti di terapia intensiva connesso a sistemi di monitoraggio multi-parametro e dispositivi ECCO2R (Extra-Corporeal CO2 Removal). Il sistema puo' essere utilizzato anche in altri scenari di circolazione extra-corporea come: ECMO (Extra-Corporeal Membrane Oxygenation) and CPB (Cardiocirculatory By-Pass).
Università di Bologna
Il risultato di questa ricerca ha permesso di realizzare una piattaforma tecnologica che MediCon propone sul mercato al fine di creare nuove collaborazioni con potenziali nuovi clienti.
Sensore di CO2 connesso all'ossigenatore a membrana