СИСТЕМА ДЛЯ ПРОМЫВАНИЯ ЧЕРЕЗ АНУС И/ИЛИ СТОМУ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОДОБНОЙ СИСТЕМОЙ
SYSTEM FOR IRRIGATION THROUGH ANUS AND/OR STOMA AND METHOD OF CONTROLLING SIMILAR SYSTEM

Область техники
Предлагаются система и способ для промывания через анус и/или стому, при этом система содержит резервуар для промывочной жидкости и катетер, содержащий кончик катетера для введения в прямую кишку и/или стому пользователя. В частности, предлагаются насос и трубная система для управления подачей промывочной жидкости к кончику катетера и система управления для управления работой насоса.
Подробное описание
Сознательное управление функциями кишечника часто ограничено или отсутствует у пациентов, имеющих определенные нарушения, такие как повреждения позвоночника, рассеянный склероз или расщепление позвоночника. Подобный недостаток сознательного контроля функций кишечника обычно приводит к недержанию кала или стойкому запору, так как пациенты имеют значительно пониженную способность чувствовать наличие фекалий в конечной части толстой кишки и прямой кишке и чувствовать стимул к опорожнению. Пациенты, перенесшие хирургическую операцию по наложению стомы, во время которой выполнена катетеризируемая стома, могут испытывать аналогичные трудности.
Известно, что для достижения опорожнения кишечника путем промывания (т.е. промывки) прямой кишки или стомы промывочной жидкостью, такой как водопроводная или соленая вода, которая подается через временный катетер с кончиком, который выполнен с возможностью введения в прямую кишку или стому и имеет соответствующий размер, где он остается в зафиксированном положении при помощи растягивающегося наполняемого элемента, такого как баллон. Баллон может быть наполнен воздухом или водой. Как только прямая кишка или стома промыта промывочной жидкостью, растягивающийся удерживающий элемент имеет возможность сжиматься до своего ненаполненного состояния, давая возможность извлечь катетер из прямой кишки или стомы и давая возможность отводить жидкость и фекалии. Катетер соединен с резервуаром промывочной жидкости через трубку, и может быть предусмотрен насос для перемещения промывочной жидкости из резервуара к катетеру.
Развитие систем трансанального или трансстомного промывания до сих пор фокусировалось на аспектах трубок, катетеров и конструктивного исполнения насосов. Поэтому целью является дальнейшее улучшение известных систем, в частности, путем улучшения управления и удобства использования в отношении самопромывания и, более конкретно, путем улучшения управления и работы насоса. В частности, целью является определение наличия промывочной жидкости на кончике катетера и точный контроль дозирования промывочной жидкости с кончика катетера.
Сущность
Предлагается система для промывания через анус и/или стому, причем указанная система содержит:
резервуар для промывочной жидкости;
катетер, содержащий кончик катетера для введения в прямую кишку или стому пользователя и для выпуска промывочной жидкости из кончика катетера;
трубную систему, обеспечивающую канал для промывочной жидкости между резервуаром и кончиком катетера;
насос, выполненный с возможностью накачивания промывочной жидкости из резервуара к кончику катетера; и
систему управления;
- причем указанная система управления выполнена с возможностью управления работой насоса в ответ на измеренное значение давления.
Во втором аспекте предлагается способ управления системой для промывания через анус и/или стому, при этом указанная система содержит:
резервуар для промывочной жидкости;
катетер, содержащий кончик катетера для введения в прямую кишку или стому пользователя и для выпуска промывочной жидкости из кончика катетера;
трубную систему, обеспечивающую канал для промывочной жидкости между резервуаром и кончиком катетера;
насос, выполненный с возможностью накачивания промывочной жидкости из резервуара к кончику катетера; и
систему управления;
причем указанная система управления выполнена с возможностью управления работой насоса в ответ на измеренное значение давления,
причем указанный способ включает эксплуатацию системы управления для
- управления работой насоса по накачиванию в ответ на указанное измеренное значение давления.
Способ может дополнительно включать этап определения измеренного значения давления в первом предварительно заданном местоположении в трубной системе, в насосе и/или в катетере до, во время или после работы насоса.
Способ может дополнительно включать этап определения или расчета состояния потока на кончике катетера на основе указанного измеренного значения давления.
2
Работа насоса по накачиванию может быть увеличена или уменьшена в ответ на измеренное значение давления. Наиболее подходящим образом эффект накачивания снижается в ответ на измеренное значение давления. Эффект накачивания может уменьшаться линейным образом или асимптотическим образом. Асимптотическое замедление работы насоса по накачиванию позволяет давлению на кончике катетера постепенно приближаться к предварительно заданному пороговому значению (например, 0,1406 кг/см [2 фунта/кв.дюйм]) без его превышения.
При постепенном снижении давления на кончике катетера пользователь не испытывает внезапного прекращения процесса накачивания или резкого прерывания потока жидкости. Таким образом улучшается впечатление пользователя.
Измеренное значение давления может быть показателем давления в различных местах в системе, например, в насосе, в трубной системе и/или в катетере. Измеренное значение может быть электрическим сигналом, который непосредственно сравнивают с конкретным значением давления для определенного местоположения, или это может быть электрический сигнал, который является значительным для среднего уровня давления в системе.
Система управления может быть выполнена, на основе измеренного значения давления, с возможностью определения или расчета состояния потока, например, на кончике катетера, в трубной системе или в насосе.
В одном примере система управления может быть выполнена с возможностью определения, когда трубная система наполнена промывочной жидкостью или опорожнена от нее. Насос может работать и определять, когда происходит переход от накачивания жидкости к накачиванию воздуха (или наоборот) путем изменения сопротивления насосу. Это называется заполнением и может быть определено при помощи измеренного значения давления или исходя из потребления энергии насоса. Это выполняют, например, чтобы удалить воздух из трубной системы и обеспечить наполнение промывочной жидкостью. В одном примере система управления может быть выполнена с возможностью определения количества промывочной жидкости, которая выходит из системы через катетер. В другом примере система управления может быть выполнена с возможностью определения количества промывочной жидкости, которая содержится в трубной системе. В другом примере система управления может быть выполнена с возможностью определения количества промывочной жидкости, которая промывается обратно из-за протечки в насосе. Подобная конфигурация сможет компенсировать скорость насоса и обеспечить более постоянную скорость потока.
Насос содержит насос с приводом от двигателя, который является электронно управляемым. Измеренное значение давления можно получить различными способами. В одном варианте осуществления измеренное давление получают из характеристик электропитания, которое подается к насосу и потребляется ним. В настоящем документе данный сигнал называют как "сигнал мощности". Когда давление изменяется, двигатель, который приводит насос в действие, обычно будет потреблять больше или меньше энергии, или напряжение будет увеличиваться или уменьшаться. Это изменяет сигнал мощности, который снова может быть использован в качестве измеренного значения давления.
В частности, система управления может быть выполнена с возможностью определения измеренного значения давления из сигнала мощности.
Альтернативно или в дополнение, система может содержать один или несколько датчиков давления, например, расположенных для определения давления. Подобные датчики давления могут быть расположены в различных предварительно заданных местах. В частности, датчик давления может быть расположен в первом предварительно заданном местоположении. Первое предварительно заданное местоположение может быть, например, в трубной системе или в катетере. Дополнительно другой датчик давления может быть расположен во втором предварительно заданном местоположении. Аналогично, данное второе предварительно заданное местоположение может быть, например, в трубной системе или в катетере. Давление, определенное подобным датчиком или датчиками, передается на систему управления, и можно управлять насосом на их основании.
Соответственно, измеренное значение давления может включать измерения, полученные подобными датчиками, и/или измерения, полученные при помощи сигнала мощности, или измеренное значение давления может быть заменено на измерение, полученное подобными датчиками или из сигнала мощности.
Измеренное значение давления может включать несколько различных сигналов давления, например, полученных в различных местах и/или полученных различными средствами и/или от различных датчиков.
Если предварительно заданное местоположение датчика слишком близко к кончику катетера, возможно получить более точные измерения давления на кончике и, следовательно, более точное измерение или расчет давления, когда оно выходит из катетера.
В частности, вертикальное перемещение катетера будет меньше влиять на разницу между измерениями давления и действительным давлением на кончике, когда расстояние между предварительно заданным местоположением и кончиком катетера уменьшается. Аналогично, оно может влиять больше, когда расстояние увеличивается. Предварительно заданное местоположение может быть, в частности, в трубной системе в местоположении, которое ближе к катетеру, чем к насосу, например, в местоположении, которое по меньшей мере в два раза больше расстояния к насосу в сравнении с расстоянием до катетера.
Измеренное значение давления дает возможность обрабатывающему устройству определять или рассчитывать состояние потока на кончике катетера. В частности, определение измеренного значения давления в предварительно заданном местоположении в трубной системе и/или катетере во время работы насоса дает возможность обрабатывающему устройству определять или рассчитыват состояние потока на кончике катетера. Например, повышение давления на определенном ограничителе потока в трубной системе до предварительно заданного уровня может означать наличие промывочной жидкости на кончике катетера. Аналогично, повышение давления на самом кончике катетера может означать наличие промывочной жидкости на кончике.
Система управления может быть выполнена с возможностью определения состояния потока перед, во время и после промывания через анус или стому. В частности, система управления может быть выполнена с возможностью определения наличия промывочной жидкости на кончике катетера и/или в насосе и/или
в вышеуказанном предварительно заданном местоположении или местоположениях в трубной системе или катетере.
В одном варианте осуществления система управления может содержать запоминающее устройство для хранения по меньшей мере одного порогового значения давления, указывающего на наличие промывочной жидкости по меньшей мере в первом предварительно заданном местоположении в трубной системе и/или катетере и/или по меньшей мере в одном втором предварительно заданном местоположении в трубной системе и/или катетере. В подобном варианте осуществления система управления может быть выполнена с возможностью продолжения работы насоса по накачиванию в течение ограниченного периода времени после определения по меньшей мере одним датчиком значения давления по меньшей мере в одном первом предварительно заданном местоположении, которое по меньшей мере равно пороговому значению давления или значению, полученному из него. Например, одно из первого и второго предварительно заданных местоположений может быть местоположением на кончике катетера или вблизи него, в данном случае система управления может быть выполнена с возможностью продолжения работы насоса по накачиванию в течение определенного периода после определения указанного порогового значения давления. Соответственно, количество промывочной жидкости, выпущенной из кончика катетера, может точно контролироваться путем управления указанной продолжительностью.
Датчики давления, расположенные в указанных предварительно заданных местоположениях, могут быть преобразователями давления, работающими согласно различным принципам измерения. В качестве примера датчик давления для использования согласно настоящему изобретению может быть барометром, содержащим мембрану, которая отвечает на изменение давления путем перемещения иглы; или катушкой, которая содержит спиральную трубку, которая раскручивается по мере увеличения давления, перемещая таким образом иглу. Типичными материалами для датчика давления согласно настоящему изобретению являются пластмасса, металл, композитные материалы (например, стекловолокно или углеродные волокнистые материалы).
По меньшей мере один датчик давления может содержать датчик, расположенный в трубной системе вблизи катетера или в самом катетере, в любом подходящем местоположении в трубной и клапанной системе.
Будет преимущественным измерять давление непосредственно на кончике катетера. Тем не менее, катетер обычно является одноразовым компонентом систем промывания через анус или стому, и пространство ограничено.
Когда система заполнена, вертикальное смещение катетера может вызвать изменение в давлении из-за силы тяжести на столб жидкости в трубной системе и катетере. Чтобы учесть тот факт, что кончик катетера, резервуар и/или датчик давления могут находиться на разных высотах, система управления может быть выполнена с возможностью определения разности высот между катетером, резервуаром и/или датчиком давления и корректирования измеренного значения давления, как определено указанным датчиком на основе указанной разности высот, т.е. компенсирования давления на выходе в зависимости от гравитационного давления.
Существуют различные способы получения измеренного значения высоты, например, путем введения одного или нескольких датчиков давления в блок управления между насосом и кончиком катетера, по меньшей мере некоторый эффект гравитационного давления может быть так компенсирован.
В одном варианте осуществления система управления выполнена с возможностью сравнения измеренного значения давления заполненной системы с измеренным значением давления пустой системы и использования сравнения для определения высоты катетера над положением, где измеряется давление. В другом варианте осуществления различные давления в различных местоположениях определяются, чтобы рассчитыват высоту катетера относительно других частей системы.
Располагая информацией:
• Гидравлические характеристики от блока управления до кончика катетера (диаметры, поверхности и длины, витки)
• Поток воды (Q)
• Разность высот между БУ и кончиком катетера (H)
• Давление на блоке управления (Pcu)
возможно определить давление на кончике катетера (Ptip).
Если вязкость считается относительно постоянной, формула следующая:
Ptip=Pcu - Pdyn +/- Pstat
где:
Pdyn - это функция константы и известные гидравлические характеристики и поток Q. Если Q равно "0", Pdyn равно "0"
Pstat является максимально равным разности высот между блоком управления и кончиком катетера. Если H равно "0", Pstat равно "0". Это возможно плюс-минус в зависимости от того, находится ли блок управления выше или ниже кончика катетера.
Система управления согласно настоящему изобретению может быть выполнена с возможностью определения давления на кончике, Ptip, например, с использованием вышеуказанной формулы.
Аналогично, система управления может быть выполнена с возможностью определения динамического давления в катетере и корректирования измеренного значения давления, как определено указанным датчиком на основе динамического давления.
Система может содержать множество датчиков давления, расположенных в соответствующих местоположениях в трубной системе и/или катетере, при этом система управления может быть выполнена с возможностью управления работой насоса по накачиванию в ответ на определение предварительно заданного набора значений давления в указанных местоположениях. Следовательно, например, схема повышения давления среди множества ограничителей потока может быть распознана системой управления и использована для расчета положения в трубной системе фронта потока промывочной жидкости.
Путем комбинирования по меньшей мере одного датчика для определения количества тока или энергии, потребляемых электрическим двигателем, по меньшей мере с одним датчиком давления, возможно определить неисправность в одном из этих датчиков и то, не заблокированы ли трубки (например, из-за перегиба) между двигателем и датчиком давления. В одном варианте осуществления система управления выполнена с возможностью определения неисправности путем объединения измеренного значения давления в одном местоположении с измеренным значением давления в другом местоположении.
С целью снижения риска микробиологического загрязнения в катетере и трубной системе, соединяющейся с катетером, в частности, с целью ограничить или избежать риска роста бактерий или биопленки в катетере и сбора бактерий в трубной системе, система управления может дополнительно быть выполнена с возможностью приведения насоса в режим без промывания после выпуска промывочной жидкости в режиме промывания, т. е. после промывания прямой кишки пользователя. Соответственно, работа насоса по накачиванию может быть продолжена, чтобы вытеснить промывочную жидкость при второй скорости потока в рабочем режиме без промывания. Предпочтительно вторая скорость потока ниже, чем первая скорость потока, используемая для промывания. Таким образом, при относительно низкой скорости потока промывочная жидкость может быть выпущена из кончика катетера после промывания, тем самым обеспечивая умеренный поток жидкости в каналах, соединяющихся с катетером так, чтобы смыть микроорганизмы с катетера и/или из каналов трубок. Следовательно, риск биологического или бактериального загрязнения, собранного в катетере или в трубной системе, может быть снижен.
После промывки катетера и трубной системы промывочной жидкостью воздух прокачивается через катетер и трубную систему. При этом промывочная жидкость выходит из катетера и трубной системы, и система готова для хранения и/или транспортировки.
Система может содержать клапанную систему, содержащую по меньшей мере первый клапан, расположенный в канале между насосом и кончиком катетера, чтобы управлять потоком промывочной жидкости к кончику катетера. Первый клапан, таким образом, может препятствовать потоку промывочной жидкости, когда закрыт. Первый клапан может быть электрически приводным посредством использования системы управления. Соответственно, система управления может быть выполнена с возможностью не только управления насосом, но также управления клапанной системой, и, таким образом, она может управлять потоком жидкости путем использования насоса, клапанной системы или насоса и клапанной системы.
В вариантах осуществления катетер может содержать растягивающийся удерживающий элемент для фиксации кончика катетера в прямой кишке или стоме пользователя. Канал между резервуаром и кончиком катетера может содержать первый канал трубной системы, и трубная система может дополнительно содержать второй канал между резервуаром и растягивающимся удерживающим элементом.
Клапанная система может содержать второй клапан во втором канале для управления потоком промывочной жидкости между резервуаром и растягивающимся удерживающим элементом, при этом насос и клапанная система могут управляться для выборочного:
- накачивания промывочной жидкости в растягивающийся удерживающий элемент для его расширения;
- накачивания промывочной жидкости через катетер для выпуска промывочной жидкости из кончика катетера в прямую кишку или стому пользователя;
- извлечения промывочной жидкости из удерживающего элемента для его очистки.
Способность насоса и клапанной системы извлекать промывочную жидкость из удерживающего элемента для его очистки дает возможность очищать удерживающий элемент управляемым образом. Следовательно, расширение удерживающего элемента, как и его сжатие, может точно контролироваться путем соответствующего управления насосом и клапанной системой. Сжатие удерживающего элемента управляемым образом, в частности, путем принудительной очистки, вызванной действием накачивания насоса, позволяет очищать удерживающий элемент даже при таких обстоятельствах, при которых удерживающий элемент расширен при относительно низком давлении, которое является слишком низким, чтобы промывочная жидкость вышла из удерживающего элемента просто путем открытия клапана данной клапанной системы.
Система управления может быть выполнена с возможностью управления по меньшей мере одним насосом и клапаном, чтобы обеспечить последовательность управления, включающую первое состояние, в котором первый и второй клапаны закрыты во время работы насоса, и последующее второе состояние, в котором по меньшей мере один из первого и второго клапанов открыт во время работы насоса.
Переход от первого состояния ко второму обеспечивает более резкое управление давлением, причем давление переходит от низкого к высокому или от высокого к низкому за очень короткое время. Насос может, например, работать до достижения своей максимальной скорости или до предварительно заданной скорости до открытия одного из клапанов. Это делает управление давлением более точным.
Насос предпочтительно представляет собой роторный насос, такой как шестеренчатый насос, лопастный насос или шнековый насос. Такие насосы могут обеспечить относительно точные измеренные объемы жидкости, могут работать в обратном направлении и обычно допускают небольшое количество обратного потока.
Клапанная система в трубной системе предпочтительно выполнена с возможностью избирательного выбора одной конфигурации потока, выбранной из первой, второй и третьей конфигурации за один раз, где:
- первая конфигурация потока выполнена для передачи промывочной жидкости, при помощи указанного насоса, из резервуара в растягивающийся удерживающий элемент;
- вторая конфигурация потока выполнена для передачи промывочной жидкости, при помощи указанного насоса, из резервуара к катетеру;
- третья конфигурация потока выполнена для передачи промывочной жидкости, при помощи указанного насоса, из растягивающегося удерживающего элемента.
Таким образом, в первой конфигурации потока промывочная жидкость передается из резервуара в растягивающийся удерживающий элемент для его растяжения. Во второй конфигурации потока промывочная жидкость передается из резервуара к катетеру, т.е. к кончику катетера для введения в прямую кишку или стому пользователя. В третьей конфигурации потока промывочная жидкость передается из растягивающегося удерживающего элемента либо непосредственно к кончику катетера для промывки кишечника пользователя без прохождения промывочной жидкости в или через резервуар, либо назад к резервуару.
Дополнительно может быть предусмотрен термодатчик, который соединен с резервуаром для получения измеренного значения температуры внутри резервуара, трубной системы и/или катетера. Система управления может быть функционально соединена с термодатчиком, при этом система управления может быть выполнена с возможностью определения температуры внутри резервуара перед наполнением или повторным наполнением резервуара промывочной жидкостью, определения начального изменения температуры внутри резервуара по завершении наполнения или повторного наполнения резервуара промывочной жидкостью и прогнозирования будущего асимптотического значения температуры в резервуаре по меньшей мере на основе начального изменения. Система управления может дополнительно быть выполнена с возможностью непрерывного определения текущей температуры или текущей скорости изменения температуры в резервуаре во время наполнения или повторного наполнения резервуара промывочной жидкостью, и
непрерывного обновления прогноза будущего асимптотического значения температуры в резервуаре на основе по меньшей мере указанной текущей температуры и/или скорости изменения температуры.
Благодаря термодатчику и системе управления может быть выполнено прогнозирование будущего асимптотического значения температуры в резервуаре после наполнения, в частности, промывочной жидкостью. Поскольку прогнозирование будущего асимптотического значения температуры непрерывно обновляется на основе текущей температуры и/или скорости изменения температуры, изменение температуры жидкости, подаваемой в резервуар, такое как например, изменение отношения между горячей и холодной водопроводной водой, адекватно отражается в температурном прогнозе. Температурный прогноз может быть сообщен пользователю, например, через дисплей системы, давая таким образом пользователю возможность определить необходимость увеличения или понижения температуры подаваемой жидкости, обычно водопроводной воды.
Краткое описание графических материалов
Варианты осуществления будут описаны ниже со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:
на фиг. 1 показан вариант осуществления системы для промывания через анус и/или стому;
на фиг. 2 показан вариант осуществления корпуса насоса системы согласно фиг. 1.;
на фиг. 3 показан вариант осуществления блока управления системы согласно фиг. 1.;
на фиг. 4-5 проиллюстрированы примерные кривые температуры промывочной жидкости в резервуаре во время наполнения или повторного наполнения резервуара промывочной жидкостью;
на фиг. 6 проиллюстрирован вариант осуществления способа прогнозирования температуры промывочной жидкости в резервуаре системы для промывания через анус;
на фиг. 7 проиллюстрированы примерные кривые потока промывочной жидкости в зависимости от давления во время функционирования системы.
Подробное описание графических материалов
На фиг. 1 показан вариант осуществления системы для промывания через анус и/или стому. Система содержит катетер 100, имеющий соответствующий размер и выполненный с возможностью введения в прямую кишку или стому пользователя. Насос 101 предусмотрен в резервуаре 102 для передачи промывочной жидкости, содержащейся в указанном резервуаре 102, к катетеру 100 и к растягивающемуся удерживающему элементу 104 в форме баллона, выполненного для фиксирования катетера внутри прямой кишки или стомы пользователя. Насос 101 расположен внутри корпуса 200.
Катетер 100 обычно является одноразовым компонентом. С этой целью соединительное средство 160 расположено между катетером 100 и частью 121 трубки. Соединительное средство 160 позволяет отсоединить катетер 100 от части 121 трубки и заменить при необходимости. Соединительное средство 160 может быть в форме байонетного соединения, нажимного соединения или винтового соединения.
Первая часть 119 трубки проходит между насосом 101 и блоком 103 управления, а вторая часть 121 трубки проходит между блоком 103 управления и катетером 100 и растягивающимся удерживающим элементом 104. Блок 103 управления для насоса 101, таким образом, расположен между резервуаром 102 жидкости и катетером 100 в удобном для пользователя местоположении.
Первая и вторая части 119 и 121 трубки содержат отдельные каналы для соединения насоса с катетером для выпуска промывочной жидкости из кончика катетера и для расширения баллона 104 соответственно.
Блок 103 управления оснащен дисплеем 123 для передачи рабочего состояния системы и/или асимптотического значения температуры пользователю, при этом предусмотрены управляемые пользователем кнопки 125, как часть интерфейса управления пользователя для управления работой насоса 101. Проводное соединение 127 предусмотрено для передачи сигнала между насосом 101 и системой 103 управления.
Фиг. 2 иллюстрирует вариант осуществления корпуса 200 насоса 101 согласно фиг. 1. Показанный корпус 200 является герметичным и содержит насос 101, термодатчик 128, батарею 129 и порт 130 для зарядки указанной батареи 129. Как показано на фиг. 2, первая электронная панель 190 управления расположена в корпусе 200 и соединяет насос 101, термодатчик 128 и батарею 129. Первая электронная панель 190 управления в корпусе 200 соединена с блоком 103 управления (фиг. 1) при помощи проводного соединения 127. Конкретные компоненты корпуса 200 не ограничены настоящим вариантом осуществления, и один или несколько подобных компонентов могут быть добавлены, удалены или заменены эквивалентными компонентами, если специалист считает это необходимым.
Корпус 200 содержит впускное отверстие 132, который дает возможность жидкости течь между резервуаром и насосом 101. Впускное отверстие 132 управляется впускным клапаном 133. Электронная панель 140 управления также управляет впускным клапаном 133. Насос 101 предпочтительно является шестеренчатым насосом.
Промывочный канал 122 предназначен для получения промывочной жидкости от насоса 101 и передачи ее к катетеру 100 для промывания через анус. Клапан 141 промывочного канала расположен в указанном промывочном канале 122 для управления потоком жидкости в данном канале. Клапан 141 промывочного канала управляется электронной панелью 140 управления.
Канал 124 баллона предназначен для получения промывочной жидкости от насоса 101 и передачи ее в растягивающийся удерживающий элемент 104. Клапан 142 канала баллона расположен в указанном канале 124 баллона для управления потоком жидкости в данном канале. Клапан 142 канала баллона управляется электронной панелью 190 управления.
Клапан 142 канала баллона и клапан 141 промывочного канала дают возможность жидкости выходить из баллона 104 или из катетера 100 в случае, если давление в нем превышает пороговое значение давления, определенное данными клапанами. Клапан 142 канала баллона сливает жидкость из баллона 104 в резервуар 102 в случае избыточного давления в баллоне 104, и клапан 141 промывочного канала сливает жидкость из катетера 100 в резервуар 102 в случае избыточного давления в прямой кишке или стоме пользователя.
Обратный клапан 143 также расположен в промывочном канале 122. Обратный клапан 143 действует, чтобы предотвратить обратный поток промывочной жидкости из катетера 100 или любого другого местоположения ниже по потоку от насоса в резервуар 102.
Корпус 200 также содержит кодер 145, который преобразует цифровые сигналы от первой электронной панели 140 управления в сигналы управления для двигателей насоса 101.
Фиг. 3 иллюстрирует компоненты блока 103 управления, показанные на фиг. 1. Как показано, блок управления содержит вторую электронную панель 146 управления, которая соединена с первой электронной панелью 190 управления в корпусе 200 (см. фиг. 2) через проводное соединение 127.
Первая часть 119 трубки, содержащая каналы 124 и 122, проходит от корпуса 200 насоса к блоку 103 управления, как и проводное соединение 127. Каналы 124 и 122 проходят через блок управления к катетеру 100 и растягивающемуся удерживающему элементу 104 посредством указанной второй части 121 трубки.
Конкретные компоненты блока 103 управления не ограничены настоящим вариантом осуществления, и один или несколько подобных компонентов могут быть добавлены, удалены или заменены эквивалентными компонентами, если специалист считает это необходимым.
Вторая электронная панель 146 управления получает ввод от пользователя и термодатчика 128 (в корпусе 200 насоса, фиг. 2) и передает данные на дисплей. Данные, передаваемые на дисплей, могут содержать прогнозируемое будущее асимптотическое значение температуры промывочной жидкости в резервуаре 102, как определено термодатчиком 128. Данные могут непрерывно обновляться, поскольку вторая электронная панель 146 управления непрерывно обновляет температурный прогноз во время наполнения или повторного наполнения резервуара промывочной жидкостью.
Датчик 152 давления баллона расположен в системе 103 управления и действует, чтобы замерять давление в канале 124 баллона. Датчик 153 давления промывания расположен в системе 103 управления и действует, чтобы замерять давление в промывочном канале 122. Датчики 152 и 153 давления также соединены со второй электронной панелью 146 управления в блоке 103 управления. Датчики 152 и 153 давления выдают сигнал системе 103 управления, которая управляет насосом 101 и/или активно управляемому клапану 142 канала баллона и клапану 141 промывочного канала на основе указанного сигнала или других сигналов, как описано в данном документе.
Система управления содержит контроллер для управления работой насоса; по меньшей мере один датчик для определения измеренного значения давления в трубной системе и/или катетере во время работы насоса и обрабатывающего устройства. Первая и вторая панели 190, 146 управления, вместе или по отдельности, содержат обрабатывающее устройство системы управления. Система управления может определять или рассчитывать состояние потока на кончике катетера на основе измеренного значения давления, предоставленного датчиками 152, 153 давления. Система управления выполнена с возможностью управления работой насоса 101 по накачиванию в ответ на указанное измеренное значение давления. Более конкретно, система управления продолжает работу насоса 101 по накачиванию в течение ограниченного периода времени после определения датчиками 152, 153 давления значения давления, которое по меньшей мере равно пороговому значению давления или значению, полученному из него.
В частности, при использовании сигнала от датчика 153 давления промывания данным образом, можно точно контролировать количество промывочной жидкости, выходящей из кончика катетера. В качестве альтернативы показанному варианту осуществления датчик 153 давления промывания может быть расположен в трубной системе 121, 124 вблизи катетера 100 или в самом катетере 100.
В первой конфигурации потока клапан 142 канала баллона открыт, и клапан 141 промывочного канала закрыт во время работы насоса 101. Соответственно, промывочная жидкость передается из резервуара 102 к баллону 104 для его расширения.
Во второй конфигурации потока клапан 141 промывочного канала открыт, и клапан 142 канала баллона закрыт во время работы насоса 101. Таким образом, промывочная жидкость передается из резервуара 102 к катетеру 100, из кончика которого жидкость выпускают в прямую кишку или стому пользователя, чтобы промыть кишечник пользователя.
В третьей конфигурации потока работа насоса 101 в обратном направлении, и клапан 142 канала баллона, в то время как клапан 141 промывочного канала закрыт. Баллон 104, таким образом, продувают.
Фиг. 4-5 иллюстрируют примерные кривые температуры промывочной жидкости в резервуаре 102 во время наполнения или повторного наполнения резервуара промывочной жидкостью. На графике фиг. 4 начальная температура промывочной жидкости в резервуаре 102, как определено термодатчиком 128, составляет примерно 20°C. Поскольку кишечник пользователя должен промываться жидкостью при температуре, не превышающей примерно 40°C, предпочтительно при температуре 20-40°C, наиболее предпочтительно при температуре 36-38°C, пользователь начинает наливать жидкость, такую как водопроводную воду, при повышенной температуре в резервуар.
INT
1
Работа системы, проиллюстрированной на фиг. 1-3, будет далее описана. Начальное изменение температуры в резервуаре определяется термодатчиком 128 по завершению наполнения или повторного наполнения резервуара 120 промывочной жидкостью. На фиг. 4 изменение начальной температуры представлено повышенной температурой T во время t. На основе изменения начальной температуры будущее асимптотическое значение температуры, обозначенное "True" на фиг. 4, в резервуаре прогнозируется на основе по меньшей мере начального изменения.
1
1
1
A
2
2
3
3
B
4
4
5
5
∞
Как показано на фиг. 5 текущая температура или текущая степень изменения температуры в резервуаре непрерывно определяется при помощи термодатчика 128 и системы 103 управления во время наполнения или повторного наполнения резервуара промывочной жидкостью, и прогнозирование будущего асимптотического значения температуры в резервуаре непрерывно обновляется по меньшей мере на основе указанной текущей температуры и/или скорости изменения температуры. Более конкретно, в начале процедуры наполнения или повторного наполнения изменение начальной температуры T определяется в первой точке во времени, t. Первое изменение начальной температуры, как показано T, используется для первого прогнозирования, T, будущего асимптотического значения температуры промывочной жидкости в резервуаре 102 после заполнения. Во второй точке во времени, t, когда температура, определенная термодатчиком 128, достигла уровня T, температура подаваемой в резервуар жидкости изменяется, например, когда пользователь изменяет отношение горячей и холодной воды в кране. В третьей точке во времени, t, получают третье значение T температуры, и выполняют второе прогнозирование T. Затем в четвертой точке во времени, t, достигается четвертый уровень T температуры, и температура наполняемой в резервуар 102 жидкости резко изменяется во второй раз. Изменение подаваемой жидкости отражено температурой T во времени t, на основе которого выполняют третье прогнозирование асимптотической температуры T.
A
B
∞
Во время вышеуказанной процедуры спрогнозированные значения температуры T, T и T показаны пользователю через дисплей 123 (см. фиг. 1 и 3), поскольку они определены системой 103 управления.
Вышеуказанная процедура, непрерывно определяющая и обновляющая прогноз асимптотической температуры, в общем представлена на фиг. 6.
Как только резервуар заполнен необходимым объемом жидкости при требуемой температуре, выполняются следующие этапы:
i. Насос работает с открытыми клапаном промывочного канала и клапаном канала баллона. Когда жидкость достигает насоса (определяется увеличением сопротивления в работе насоса), оба данных клапана закрываются.
ii. Для наполнения катетера клапан промывочного канала открывается в достаточной степени, чтобы наполнить трубки и корпус катетера. Это требует, например, 30-40 мл жидкости, которая может быть связана с определенным числом оборотов насоса или определенным временем, когда клапан промывочного канала открыт. При наполнении корпуса катетера покрытие катетера смачивается и он становится скользким.
iii. Затем клапан промывочного канала и клапан канала баллона закрываются, в то время как пользователь вставляет катетер в прямую кишку.
iv. Пользователь подает сигнал через блок управления, что катетер расположен на месте. Затем начинается наполнение баллона.
v. Чтобы обеспечить более точный поток жидкости, насос вначале работает (например, при 700-750 мл/минута) с закрытыми клапаном промывочного канала и клапаном канала баллона. В данный момент любое отклонение от идеальной работы насоса может быть обнаружено первой электронной панелью управления (например, если потребляется слишком много электротока).
vi. Клапан канала баллона затем открывается, чтобы промывочная жидкость текла к баллону и заполняла его. Опять же, соответствующий объем, подаваемый в баллон, может определяться определенным числом оборотов насоса или определенным временем, когда клапан канала баллона открыт.
vii. Когда баллон должным образом заполнен, клапан канала баллона закрыт. Работа по накачиванию может быть остановлена.
viii. В данный момент статическое давление (Pstat) в канале баллона может быть измерено датчиком давления баллона и использовано для определения разности (Н) высот между блоком управления и кончиком катетера. Данная разность (Н) высот может затем использоваться для определения статического давления Pstat в промывочном канале.
ix. Теперь баллон полный, катетер заполнен и измеренное значение Pstat в промывочном канале известно.
x. Работа по накачиванию запускается, в то время клапан промывочного канала и клапан канала баллона закрыты.
xi. Пользователь подает сигнал про объем жидкости, необходимый для промывания. Он может быть в диапазоне 100-1000 мл, но обычно около 300-400 мл.
xii. Клапан промывочного канала открыт и необходимый объем промывочной жидкости протекает через катетер в толстую кишку пользователя. Как указано выше, необходимый объем можно определить при помощи определенного числа оборотов насоса или определенного времени, когда клапан промывочного канала открыт.
xiii. При необходимости пользователь может выбрать больше жидкости для введения в толстую кишку.
xiv. Во время операции промывания система управления постоянно рассчитывает давление жидкости на кончике катетера (Ptip) -в соответствии с формулой, приведенной выше, -и регулирует работу насоса по накачиванию в ответ на Ptip.
2
xv. Если давление жидкости на кончике катетера (Ptip) приближается к 0,1406 кг/см[к 2,0 фунтам/кв. дюйм], работа насоса замедляется или останавливается.
2
2
2
Фиг. 7 иллюстрирует примерную кривую потока промывочной жидкости в зависимости от давления во время функционирования системы. Кишечник пользователя должен промываться жидкостью при давлении, не превышающем примерно 0,1406 кг/см[2 фунта/кв. дюйм], предпочтительно при давлении 0.1054-0.1335 кг/см[1,5-1,9 фунта/кв. дюйм], наиболее предпочтительно при давлении 0.1124- 0.1195 кг/см[1,6-1,7 фунта/кв. дюйм.]
На графике фиг. 7 начальный поток промывочной жидкости, установленный рабочей скоростью насоса, составляет примерно 700 мл/мин. Соответственно, расчетное давление кишечника увеличивается.
2
2
Когда расчетное давление кишечника приближается к промежуточному значению, например, между 0.0984 и 0.1124 кг/см[1,4 и 1,6 фунта/кв. дюйм], поток жидкости, установленный рабочей скоростью насоса, регулируется системой управления и постепенно снижается по мере того, как расчетное давление кишечника приближается к заданному максимальному значению (в данном случае 0.1406 кг/см [2 фунта/кв. дюйм]).
2
2
2
2
2
2
Различные графики на фиг. 7 иллюстрируют, как скорость потока жидкости может регулироваться по мере приближения давления кишечника к 0.1406 кг/см [к 2 фунтам/кв. дюйм.] Сплошная линия иллюстрирует, что скорость потока жидкости держится на постоянном значении 700 мл/мин, пока не остановится на 0.1406 кг/см [2 фунта/кв. дюйм.] Пунктирная линия иллюстрирует, что скорость потока жидкости начинает уменьшаться при примерно 0.1124 кг/см [1,6 фунта/кв.] дюйм до 0.1406 кг/см [2 фунтов/кв. дюйм], где он останавливается. Пунктирная линия из точек и тире иллюстрирует, что скорость потока жидкости начинает снижаться при примерно 0.1124 кг/см [1,6 фунта/кв. дюйм] и продолжает снижаться до нулевого потока при 0.1406 кг/см [2 фунтах/кв. дюйм.].
Для извлечения катетера из прямой кишки насос работает в обратном направлении, и клапан канала баллона открыт, чтобы извлечь жидкость из баллона.
2
При использовании стандартных компонентов для системы ранее было доказано, что сложно производить системы для промывания через анус, которые отвечают строгим требованиям для максимального давления кишечника, установленным в законодательстве (например, 0.1406 кг/см [2 фунта/кв. дюйм]). Например, разница в диаметре трубок между двумя трубками, полученная в результате производственных допусков, может привести к разнице в давлении между указанными трубками, когда промывочная жидкость прокачивается через них.
Соответственно, разработан способ калибровки системы, как описано в настоящем документе. Способ включает этапы:
- предоставления системы для промывания согласно изобретению;
- определения предварительно заданной высоты кончика катетера над указанным резервуаром вместе с соответствующим давлением промывочной жидкости при указанной предварительно заданной высоте;
- накачивания промывочной жидкости из резервуара в кончик катетера;
- измерения давления промывочной жидкости в указанном предварительно заданном местоположении при помощи указанного по меньшей мере одного датчика; и определения или расчета давления жидкости на кончике катетера на основе указанного измеренного значения давления в указанном предварительно заданном местоположении;
2
- калибровки системы так, чтобы определенное или расчетное давление промывочной жидкости на указанном кончике катетера не превышало 0.1406 кг/см [2 фунтов/кв. дюйм.].
2
Этап калибровки системы может выполняться, например, путем ограничения работы насоса 101 по накачиванию. Например, система управления может быть запрограммирована так, чтобы скорость насоса не могла достигать значения выше определенного максимального значения. Альтернативно калибровка системы может достигаться путем ограничения клапана 141 промывочного канала так, чтобы определенное или расчетное давление промывочной жидкости на указанном кончике катетера не превышало 0.1406 кг/см [2 фунтов/кв. дюйм.]. Дополнительно или альтернативно может быть предусмотрен калибровочный клапан в промывочном канале 122 (например, в корпусе 200), который можно настраивать во время производства системы.
Предварительно заданная высота в способе калибровки обычно является высотой сиденья унитаза от пола, например 30-50 см.
Предлагаются следующие пронумерованные аспекты:
Аспект 1. Система для промывания через анус и/или стому, содержащая:
резервуар для промывочной жидкости;
катетер, содержащий кончик катетера для введения в прямую кишку или стому пользователя и для выпуска промывочной жидкости из кончика катетера;
трубную систему, обеспечивающую канал для промывочной жидкости между резервуаром и кончиком катетера;
насос, выполненный с возможностью накачивания промывочной жидкости из резервуара к кончику катетера;
систему управления для управления состоянием потока промывочной жидкости на кончике катетера во время промывания через анус или стому;
причем указанная система управления содержит:
- контроллер для управления работой насоса;
- по меньшей мере один датчик для определения измеренного значения давления по меньшей мере в одном первом предварительно заданном местоположении в трубной системе и/или катетере во время работы насоса;
- обрабатывающее устройство для определения или расчета указанного состояния потока на кончике катетера на основе указанного измеренного значения давления;
причем система управления выполнена с возможностью управления работой насоса по накачиванию в ответ на указанное измеренное значение давления.
Аспект 2. Система согласно аспекту 1, где система управления дополнительно содержит запоминающее устройство для хранения по меньшей мере одного порогового значения давления, указывающего на наличие промывочной жидкости
- по меньшей мере в первом предварительно заданном местоположении в трубной системе и/или катетере, и/или
- по меньшей мере в одном втором предварительно заданном местоположении в трубной системе и/или катетере;
при этом система управления выполнена с возможностью продолжения работы насоса по накачиванию в течение ограниченного периода времени после определения по меньшей мере одним датчиком значения давления в указанном по меньшей мере одном первом предварительно заданном местоположении, которое по меньшей мере равно пороговому значению давления или значению, полученному из него.
Аспект 3. Система согласно аспекту 1 или 2, где указанный по меньшей мере один датчик содержит по меньшей мере один датчик давления.
Аспект 4. Система согласно любому из предыдущих аспектов, где по меньшей мере один датчик давления содержит датчик, расположенный в трубной системе вблизи катетера или в катетере.
Аспект 5. Система согласно аспекту 4, где система управления выполнена с возможностью определения разности высот между положением катетера и положением резервуара и корректирования измеренного значения давления, определенного указанным датчиком на основе указанной разности высот.
Аспект 6. Система согласно аспекту 4 или 5, где система управления выполнена с возможностью определения динамического давления в катетере и корректирования измеренного значения давления, определенного указанным датчиком на основе указанного динамического давления.
Аспект 7. Система согласно любому из аспектов 3-5, где по меньшей мере один датчик давления содержит множество датчиков давления, расположенных в соответствующих местоположениях в трубной системе и/или катетере, и причем система управления выполнена с возможностью управления работой насоса по накачиванию в ответ на определение предварительно заданного набора значений давления в указанных местоположениях.
Аспект 8. Система согласно аспекту 1 или 2, где указанный насос приводится в действие электрическим двигателем, и причем указанный по меньшей мере один датчик для определения измеренного значения давления содержит по меньшей мере датчик для определения количества тока или энергии, потребляемых электрическим двигателем.
Аспект 9. Система согласно аспекту 8, где система управления выполнена с возможностью определения указанного количества тока или энергии, потребляемых электрическим двигателем, при постоянной скорости мотора.
Аспект 10. Система согласно любому из предыдущих аспектов, где система управления дополнительно выполнена с возможностью:
- управления работой насоса по накачиванию для выпуска промывочной жидкости при первой скорости потока в рабочем режиме промывания;
- перехода в режим без промывания после выпуска промывочной жидкости в режиме промывания; и
- управления работой насоса по накачиванию для выпуска промывочной жидкости при второй скорости потока в рабочем режиме без промывания;
при этом вторая скорость потока ниже, чем первая скорость потока.
Аспект 11. Система согласно любому из предыдущих аспектов, где
катетер содержит растягивающийся удерживающий элемент для фиксации кончика катетера в прямой кишке или стоме пользователя;
указанный канал между резервуаром и кончиком катетера образует первый канал трубной системы; и при этом
трубная система дополнительно содержит второй канал между резервуаром и растягивающимся удерживающим элементом;
причем система дополнительно содержит:
клапанную систему во втором канале для управления потоком промывочной жидкости между резервуаром и растягивающимся удерживающим элементом, при этом насос и система клапана могут управляться для выборочного:
- накачивания промывочной жидкости в растягивающийся удерживающий элемент для его расширения;
- накачивания промывочной жидкости через катетер для выпуска промывочной жидкости из кончика катетера в прямую кишку или стому пользователя;
- извлечения промывочной жидкости из удерживающего элемента для его очистки.
Аспект 12. Способ управления системой для промывания через анус и/или стому, при этом указанная система содержит:
резервуар для промывочной жидкости;
катетер, содержащий кончик катетера для введения в прямую кишку или стому пользователя и для выпуска промывочной жидкости из кончика катетера;
трубную систему, обеспечивающую канал для промывочной жидкости между резервуаром и кончиком катетера;
насос, выполненный с возможностью накачивания промывочной жидкости из резервуара к кончику катетера;
по меньшей мере один датчик для определения измеренного значения давления по меньшей мере в одном первом предварительно заданном местоположении в трубной системе и/или катетере во время работы насоса;
систему управления для управления состоянием потока промывочной жидкости на кончике катетера во время промывания через анус или стому и для управления работой насоса;
причем указанный способ включает эксплуатацию системы управления для:
- определения измеренного значения давления по меньшей мере в одном первом предварительно заданном местоположении в трубной системе и/или катетере во время работы насоса;
- определения или расчета указанного состояния потока на кончике катетера на основе указанного измеренного значения давления;
- управления работой насоса по накачиванию в ответ на указанное измеренное значение давления.