КАПЕЛЬНИЦА МЕДИЦИНСКАЯ

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к системе управления текучей средой и может быть использована при массовом применении капельниц при многочисленных пострадавших в результате чрезвычайных происшествий, приспособленная для инъекции пациенту, в том числе и в полевых условиях при низких температурах окружающей среды.
Полезная модель относится к области медицины, предназначена для проведения инфузионных и трансфузионных процедур с использованием активированных лечебных растворов и может быть использовано при введении: - физраствора, крови, глюкозы и др. с добавлением лекарственных веществ.
Если пациенту через вену вводят текучую среду или кровь с низкой температурой, то температура тела пациента понижается под действием введенной текучей среды или крови, при этом в серьезных случаях это может привести к летальному исходу и возрастает опасность возникновения сердечного приступа.
Если пациент находится под общей анестезией, при которой обычно температура тела не контролируется, то он после операции ощущает сильный холод, при этом, под кожей стимулируются точки холода, через которые вводилась текучая среда или кровь и, соответственно, пациент может испытывать боль от холода.
Для устранения этих проблем текучую среду нагревают до надлежащей температуры, помещая устройство для инфузии текучей среды в нагревающее устройство.
Инфузионно-трансфузионная терапия является одним из важнейших компонентов интенсивной терапии большинства критических состояний. С этой целью на протяжении достаточно длительного периода времени в клинической практике используют широкий спектр лечебных растворов. Проведение инфузионно-трансфузионной терапии осуществляется для восстановления объема и состава внеклеточного и внутриклеточного водного пространства организма с помощью парентерального введения жидкости, в том числе для восстановления должного содержания химических элементов (кальций, калий, хлор и др.), необходимых для нормальной жизнедеятельности, а также для удаления токсических веществ и стимуляции или, наоборот, снижении интенсивности работы органа. Показаниями к инфузионной терапии являются дефицит объема жидкости, возникающий при потерях воды и электролитов, плазмы и крови; изменения осмолярности, дефицит или избыток отдельных компонентов объема плазмы. Инфузионную терапию применяют также при невозможности использования энтерального пути усвоения воды и питательных веществ.
Контейнеры с контрастным веществом перед применением предварительно нагревают с помощью нагревателя, обычно расположенного около устройства диагностической визуализации. Температуру нагревателя устанавливают на обычную температуру тела, т.е. около 37°C.
Известна капельница медицинская (Патент RU №2504407, МПК A61M 5/168, опубликован 20.01.2014 г.), содержащая резервуар с иглой для введения в сосуд с медицинским препаратом, соединенный с эластичной трубкой, имеющей на конце инъекционную иглу и содержащей роликовый регулятор скорости подачи медицинского препарата. Резервуар капельницы медицинской выполнен заодно с боковой камерой, герметично отделенной от него эластичной упругой мембраной с встроенным в нее коромыслом. На одном конце коромысла закреплена чаша с дренажным отверстием, предназначенная для контроля завершения процесса закапывания медицинского препарата. На другом конце коромысла - устройство для включения короткой звуковой и постоянной световой сигнализации, имеющее электромагнитный клапан пережатия эластичной трубки для прекращения истечения из резервуара остатков медицинского препарата.
Недостатком ее является невозможность введения медицинского препарата в условиях низких температур (в полевых условиях), когда температура медицинского препарата ниже температуры тела пострадавшего.
Известно нагревательное устройство (Патент RU №2440829, МПК A61M 5/44, A61D 99/00, опубликован 27.01.2012 г.), используемое для контейнера с жидким фармацевтическим продуктом, вязкость которого составляет от 50-500 сР (0,05-0,5 Па⋅с) при 4°C, который содержится в стеклянном контейнере. Устройство содержит жесткий, тонкостенный кожух, образующий открываемую камеру для приема контейнера, источник тепла в данной камере, включающий герметично закрытую упаковку, содержащую переохлажденную соль металла в виде текучей среды или жидкости и пусковое устройство для активации реакции выделения тепла переохлажденной солью металла. Отношение объема соли металла к намеченному объему продукта составляет не больше чем 1:1.
Недостатком ее является использование переохлажденной соли металла в виде текучей среды или жидкости и пусковое устройство для активации реакции выделения тепла переохлажденной солью металла, которые могут привести к термическим ожогам в случае разгерметизации устройства.
Наиболее близким является нагревательный модуль для нагревателя в устройстве для инфузии текучей среды и способ его изготовления (Патент RU №2586970, МПК A61M 5/44, опубликован 10.06.2016 г.), устанавливаемый в медицинском нагревающем устройстве посредством картриджа для нагрева текучей среды или крови, вводимой пациенту, путем прямого нагрева. Устройство содержит слоистую структуру изоляционной подложки, резистивную схему, которая выполнена в виде слоя на одной стороне изоляционной подложки из чистого металла или сплава, являющегося составом из двух или более металлов при заданном соотношении, и величина сопротивления которой задается схемой, имеющей длину и площадь поперечного сечения, первый изоляционный слой, нанесенный на верхнюю поверхность резистивной схемы заданным способом для защиты и изоляции резистивной схемы, проводящий слой, в котором металлический материал осажден на верхней поверхности первого изоляционного слоя заданным способом, и тонкий пленочный защитный слой, осажденный на верхней поверхности проводящего слоя для обеспечения его изоляции, водонепроницаемости и антикоррозионной и химической стойкости.
Недостатком данного нагревательного модуля является то, что он может использоваться, как правило, в стационарных условиях, а долговечность резистивного слоя, выполненного из чистого металла или сплава, как правило в нестационарных условиях эксплуатации, при воздействии переменных нагрузок очень низкая.
Задачей предполагаемой полезной модели является разработка устройства, обеспечивающего нагрев и поддержание необходимой температуры медицинского препарата при введении, с такими эксплуатационными свойствами, как влагостойкость, термостойкость, прочность, гибкость, пожаробезопасность, предназначенными для исключения упомянутых выше недостатков прототипов. Это позволит упростить конструкцию и повысить удобство в эксплуатации капельницы медицинской, за счет того, что электронагревательные элементы, выполнены из лавсановых нитей с резистивным слоем оксида металла и расположены на внутренней поверхности контейнера для размещения гибких упаковок применяемого раствора, что обеспечивает поддержание температурного режима при их использовании в качестве нагревательных элементов в заданном интервале температур в течение длительного времени эксплуатации.
Техническим результатом полезной модели является:
- обеспечение разогрева гибких упаковок применяемого раствора, с возможностью их удержания в изолированной термостатируемой оболочке, с возможностью их быстрой и удобной замены;
- обеспечение поддержания постоянной температуры применяемого раствора, проходящего по эластичной трубке, имеющей на конце инъекционную иглу и содержащей роликовый регулятор скорости подачи медицинского препарата.
- удобство применения устройства в условиях нестационарного размещения пострадавшего, в том числе и в условиях отрицательных температур окружающей среды.
Сущность полезной модели заключается в том, что капельница медицинская содержит слоистую структуру изоляционной подложки, резистивную схему, отличающаяся тем, что резистивная схема нагрева выполнена в виде многослойных электрически обогреваемых матов, изготовленных из лавсановых нитей с резистивным слоем оксида металла, для повышения эффективности работы нагревательных элементов в состав обогреваемых матов включен отражающий слой, выполненный из алюминиевой пленки способом вакуумного напыления, гибкие нагревательные элементы расположены децентрализованно, т.е. со смещением, что позволяет подключать их ступенчато, за счет увеличения поверхности теплоотдачи в зависимости от температуры окружающей среды.
Применение гибких электронагревателей, в виде электрически обогреваемых матов, размещенных на внутренней поверхности обогреваемого контейнера с размещенной в нем гибкой упаковки применяемого раствора, расположенных децентрализованно, т.е. со смещением, что позволяет подключать их ступенчато. Это обеспечивает более эффективный обогрев гибкой упаковки применяемого раствора в контейнере. Электронагревательный элемент устройства для обогрева гибкой упаковки применяемого раствора выполнен из лавсановых нитей с резистивным слоем оксида металла и расположен в многослойном мате, соединенном токопроводом с малогабаритным источником питания, снабженным датчиками температуры.
Электрически обогреваемые маты для защиты изготавливаются из водо- и морозостойкого материала, обеспечивающего эластичность материала тепловолокна с встроенной системой терморегулирования и термоотключения. Обогревающие маты предусматривают возможность регулирования поступления тепла в контейнер с применяемым раствором во избежание общего и локального перегревания медицинского раствора. Поверхность обогреваемого контейнера не должна нагреваться выше плюс 25°C.
Малогабаритный источник питания (литий ионная полимерная батарея) устройства для обогрева медицинского препарата вмонтирован в основную часть обогреваемого контейнера.
Максимальная температура нагревательного элемента, выполненного из лавсановых нитей с резистивным слоем оксида металла, не превышает плюс 25°C, а в случае перегорания (повреждения) электрического провода (лавсановых нитей с резистивным слоем оксидов металлов) в обогреваемом мате, он не возгорается, что повышает пожаробезопасность устройства в целом.
Обогреваемые маты, изготовленные из лавсановых нитей с резистивным слоем оксидов металлов, обладают следующими преимуществами:
- механическая стойкость и «супергибкость» - до 150000 изгибов на точку, можно мять, складывать в любые положения, стирать в стиральной машине;
- изделия успешно прошли испытания при экстремальных условиях (за Полярным кругом);
- быстрая скорость нагрева тепловолокна - 1°C в секунду.
Для регулирования прогрева обогреваемых матов нагревательные элементы могут подключаться ступенчато и группами, в зависимости от температуры окружающей среды, что существенно снижает затраты энергии на обогрев контейнера с медицинским раствором до заданной температуры и позволяет максимально использовать тепловую энергию электронагревателей для нагрева.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует требованиям новизны.
Сущность полезной модели поясняется на чертеже фиг. 1, фиг. 2.
Теплоизоляционный обогреваемый контейнер 1 для размещения капельницы, состоящую из герметичного пакета 2 с лечебным раствором, медицинскую трубку 3, иглу 4, соединяющую медицинскую трубку с герметичным пакетом 2, инъекционную иглу 5, гибкого герметичного контейнера 2 с медицинским раствором с крышкой.
Теплоизоляционный обогреваемый контейнер 1, выполненный в виде быстроразъемного чехла изготовлен из пожаробезопасной, водоупорной, нейтральной к агрессивным средам текстильной ткани из полиэстера, обладает высокими теплоизолирующими свойствами, которые допускают максимальное падение температуры внутри обогреваемого контейнера, при температуре воздуха минус 40°C, не более 1°C/ч. Влияние температуры окружающей среды на лечебный раствор в герметичном пакете 2 в этом случае минимальное. Внутри теплоизоляционного обогреваемого контейнера 1 выполнены карманы 6, располагаемых на боковых внутренних поверхностях контейнера 1, для размещения нагревательных матов 7, изготовленных с применением лавсановых нитей 8 с резистивным слоем оксидов металлов. Нагревательные маты 7 находятся в непосредственном контакте с гибким герметичным пакетом 2 с лечебным раствором. Для повышения эффективности работы нагревательных лавсановых нитей 8 в состав обогреваемых матов 7 включен отражающий слой 9, выполненный из алюминиевой пленки способом вакуумного напыления, гибкие нагревательные лавсановые нити 8 расположены децентрализованно, т.е. со смещением, что позволяет подключать их ступенчато, за счет увеличения поверхности теплоотдачи в зависимости от температуры окружающей среды.
Управляющий элемент в виде контроллера 10 крепится к внешней стороне теплоизоляционного обогреваемого контейнера 1. Датчики температуры 11 и 12 крепятся к теплоизоляционному обогреваемому контейнеру 1 соответственно изнутри и снаружи. Провода от контроллера 10, многослойных электрически нагревательных матов 7 в установленной последовательности крепятся к клеммам малогабаритного источника питания (литий-ионной полимерной батареи) 13, расположенной на внешней стороне обогреваемого контейнера 1 (показано условно), а колодка со светодиодами (блок информации) 14 крепится на внешнюю сторону обогреваемого контейнера 1 (показано условно).
На внутренней боковой поверхности обогреваемого контейнера 1 закреплены нагревательные маты 7 с нагревательными элементами из лавсановых нитей 8 с резистивным слоем оксидов металлов, снабженными контактами (на чертеже не показаны) и связанные токопроводом с источником питания 13 (литий-ионная полимерная батарея), закрепленным с внешней стороны обогреваемого контейнера 1, а также имеющем клеммы (на рисунке не показаны) с гнездом зарядного устройства для подключения внешнего источника питания (транспортного средства, передвижного источника питания). Степень нагрева многослойных электрически обогреваемых матов 3 регулируется термодатчиком 6.
Электрически нагреваемые маты 7 выполнены из четырех слоев, расположенных в следующей последовательности (сверху вниз) в соответствии с фиг. 2:
- первый слой 15 - предназначен для интенсивной передачи тепла к герметичному пакету 2 с лечебным раствором, а также обеспечивает плотное прилегание обогреваемого мата к корпусу герметичного пакета 2 с лечебным раствором, учитывающий геометрическую форму герметичного пакета 2 с лечебным раствором, достаточно тонкая часть первого слоя многослойного нагреваемого мата 7 обеспечивает минимальный тепловой зазор;
второй слой 16 - слой с размещенными нагревательными элементами из лавсановых нитей 8, которые могут подключаться ступенчато и группами. Температура нагрева нагревательных элементов, изготовленных из лавсановых нитей 8 с резистивным слоем оксидов металлов, зависит от плотности тока, протекающего по нагревательным проводам, которая напрямую связана с величиной электрического напряжения, подводимого к специально формируемым токоподводящим шинам (на рисунке не показаны), предварительно нанесенными на слой материала. Задавая величину питающего напряжения, можно регулировать тепловыделение нагревательных проводов, а значит, и их температуру;
третий слой 17 - защитный изолирующий слой предназначен для придания жесткости, гибкости, прочности при изгибе и влагостойкости, с малой теплопроводностью и высокой проницаемостью для теплового излучения;
четвертый слой 9 - отражающий слой размещен с тыльной стороны обогреваемого мата. Отражающая поверхность отражающего слоя сопряжена непосредственно с материалом изолирующего слоя, например, путем наложения металлической фольги на изолирующий слой способом вакуумного испарения. Этот слой предназначен для уменьшения теплопередачи тепла от нагревательного элемента к внешней среде, с размещением по его периметру заземляющего контура (на рисунке не показан).
Свойства каждого из слоев электрически нагреваемого мата 7 в совокупности позволяют обеспечить заявленный технический результат.
Медицинская трубка 3, игла 4, соединяющую медицинскую трубку с герметичным пакетом 2, инъекционную иглу 5 также помещаются в обогреваемый чехол 18, выполненный по такой же технологии, что и электрически нагреваемые маты 7.
Электрически нагреваемый мат для обогрева герметичного пакета 2 с лечебным раствором может быть выполнен в виде неразъемного изделия.
Устройство для обогрева герметичного пакета 2 с лечебным раствором работает следующим образом.
Герметичный пакет 2 с лечебным раствором соединяют с медицинской трубкой 4, размещенной в обогреваемом чехле 18, посредством иглы 4, инъекционная игла 5 вводится в вену пациента, роликовым регулятором устанавливается скорость подачи медицинского препарата.
Герметичный пакет 2 с лечебным раствором размещают в обогреваемом контейнере 1 закрытом со всех сторон, для предохранения герметичного пакета 2 от воздействия окружающей среды, а многослойные электрически нагреваемые маты 7, расположенные на внутренних боковых поверхностях, обеспечивают поддержание заданной температуры внутри обогреваемого контейнера 1, в зависимости от температуры окружающей среды.
Датчики 11 и 12 осуществляют постоянный контроль температуры обогреваемого герметичного пакета 2 и температуры окружающей среды. При температуре окружающей среды в пределах комфортной датчик 11 отключается и работает только датчик 12, контролирующий температуру окружающей среды. При этом управляющий элемент 10 подает сигнал или команду на выключение нагревательных матов 7, если они были включены ранее. При снижении температуры окружающей среды ниже комфортной при обогреве герметичного пакета 2 работают оба датчика 11 и 12. Когда температура в обогреваемом контейнере 1 с размещенным герметичным пакетом 2 достигнет заданной критической точки, управляющий элемент 10 подает сигнал или команду на включение нагревательных матов 7. После прогрева контейнера 1 с размещенным герметичным пакетом 2 до установленной температуры датчик 11 формирует сигнал на управляющий элемент 10, который подает команду на отключение нагревательных матов 7.
Устройство для обогрева герметичного пакета 2 питается от встроенной литий-ионной полимерной батареи 13, предварительная зарядка которой осуществляется с помощью зарядного устройства от сети 220 V через клемму (на фиг. 1 не показано). После включения электрически нагреваемых матов 7, подогрев работает не непрерывно, а только в случае необходимости. Схема работы устройства для обогрева герметичного пакета 2 следующая: встроенный в электронные компоненты второго слоя 16 термодатчик 11 активирует систему нагрева при снижении температуры нагреваемых матов 7 до плюс 20°C и отключает нагрев, когда температура достигает плюс 25°C, далее нагреваемые маты 7 постепенно остывают и отдают свое тепло герметичному пакету 2 с лечебным раствором, если температура опускается до плюс 20°C, цикл нагрева повторяется. Таким образом, обеспечиваются заданные температурные условия для герметичного пакета 2 с медицинским раствором, а также продлевается время работы литий-ионной полимерной батареи 13. Чтобы включить устройство для обогрева герметичного пакета 2 с медицинским раствором, нужно подключить аккумулятор 13 к нагревательным матам 7, размещенным в обогреваемом контейнере 1, что обеспечит работу устройства для обогрева. После завершения процедуры снимается питание с аккумулятора 13 и происходит отключение устройства для обогрева.
Все технические составляющие, обеспечивающие работу устройства для обогрева герметичного пакета 2, надежно закрыты защитными изолирующими слоями, поэтому пользование устройством для обогрева герметичного пакета 2 абсолютно безопасно.
Время непрерывной работы устройства для обогрева герметичного пакета 2 без подзарядки составляет от 2 до 8 часов - зависит от внешней температуры окружающей среды. В устройстве для обогрева герметичного пакета 2 используются высококачественные литий-ионные полимерные батареи типа 900 mAh без эффекта запоминания, которые не могут быть повреждены частой зарядкой и рассчитаны приблизительно на 500 циклов заряда/разряда.
Устройство для обогрева герметичного пакета 2 способно обогревать контейнер 1 с герметичным пакетом 2 до заданной температуры при питании не только от встроенной литий-ионной полимерной батареи, но и от любых, в том числе и от автономных источников тока, в частности от любого автомобильного аккумулятора, а также от носимого с собой аккумулятора напряжением 12-15 В постоянного тока. Целесообразно, в ряде случаев, использование устройства для обогрева герметичного пакета 2, например, при транспортировке в дальних поездках в кузовах автомобилей или в любых специально не обогреваемых помещениях, хранилищах и кабинах других транспортных средств. При этом проблемы с электрической емкостью источников тока значительно упрощаются, поскольку в качестве источника тока всегда можно использовать автономные источники питания, энергоемкие автомобильные аккумуляторы (при работающих генераторах) и задумываться в этом случае об экономии электроэнергии при работе генератора нет необходимости.
При использовании устройства для обогрева герметичного пакета 2 с медицинским раствором в обитаемых (необитаемых) помещениях (при необходимости) вообще отпадает нужда в применении для обогрева автономных источников питания, поскольку вполне допустимо и целесообразно применять различного рода зарядные устройства постоянного и переменного тока, широко используемые в быту. Электрические параметры этих универсальных устройств типа «ADAPTOR» вполне приемлемы для работы устройства обогрева герметичного пакета 2 с медицинским раствором. Они надежны, малогабаритны и подходят по всем своим электрическим параметрам, питаются они от сети 220 В переменного тока, т.е. от городской электрической сети.
Суммарное время непрерывной работы устройства обогрева герметичного пакета 2 с медицинским раствором определяется электрической емкостью используемого источника тока. Например, источник тока, имеющий электрическую емкость 2 А∙ч, при токе разряда 200 мА, способен обогревать контейнер герметичного пакета 2 с медицинским раствором (генерировать тепло) непрерывно в течение 7-8 и более часов.
Возможно множество различных конструктивных вариантов размещения и закрепления нагревательных матов 7 в обогреваемом контейнере 1.
Сочетание высокой термостойкости лавсановых нитей с резистивным слоем оксидов металлов, коаксиально размещенными на верхней плоскости обогреваемого слоя и низкой электропроводности отражающего слоя сопряжено непосредственно с материалом изолирующего слоя, например, путем наложения металлической фольги на изолирующий слой способом вакуумного испарения позволяет использовать этот гибкий прочный провод, изготовленный из лавсановых нитей с резистивным слоем оксидов металлов в качестве нагревательного элемента. Температура нагрева лавсановых нитей с резистивным слоем оксида металла зависит от плотности тока, протекающего по токопроводящему слою лавсановых нитей с резистивным слоем оксида металла, которая напрямую связана с величиной электрического напряжения, подводимого к специально формируемым токоподводящим шинам, предварительно нанесенным на основную часть нагревательных матов.
Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства для обогрева герметичного пакета 2 с медицинским раствором заключается в том, что применение лавсановых нитей с резистивным слоем оксида металла позволяет сократить геометрические размеры нагревательных матов 7, обеспечить лучший термический контакт между электрически нагреваемыми матами 7 и герметичным пакетом 2 с медицинским препаратом и соответственно повысить коэффициент полезного действия отдачи тепла от нагревательного элемента.
Технический результат: быстрый и надежный прогрев, как обогреваемого контейнера, так и обогрев герметичного пакета с медицинским препаратом до заданной температуры, а также более полное и эффективное использование теплоты выделяемой нагревательными матами, повышается коэффициент полезного действия, что позволяет максимально использовать тепловую энергию электронагревателей для обогрева герметичного пакета с медицинским препаратом в целом.
По сравнению с прототипом в предлагаемом устройстве обеспечивается непрерывный подогрев герметичного пакета с медицинским препаратом.