УНИВЕРСАЛЬНОЕ ПОРТАТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОГО ОТВЕДЕНИЯ МОЧИ У ЖЕНЩИН

Область техники, к которой относится полезная модель:
Заявляемая полезная модель относится к медицинской технике, а именно к оборудованию санитарии и гигиены, и используется для отведения мочи у женщин в различных условиях, не представляющих возможность сделать это при естественном положении тела. Устройство состоит из миниатюрной воронки-мочеприемника, которая при помощи гибкой силиконовой трубки соединяется с аппаратом, включающим в себя мембранный насос, управляющие платы, переменный резистор и аккумулятор. С помощью второй силиконовой трубки насос соединен с емкостью для хранения и транспортировки мочи. Техническим результатом заявляемой полезной модели является облегчение самостоятельного сбора жидкого биологического материала женщиной, в независимости от положения ее тела в пространстве - лежа, сидя на плоской поверхности, стоя. Заявляемое устройство позволяет производить мочеиспускание не снимая одежды, и после не требует использования впитывающих салфеток.
Уровень техники:
Известно множество приспособлений для женского мочеиспускания в экстремальных условиях.
Начиная с 1920-х годов было запатентовано несколько десятков мочеотводящих воронок и трубок, позволяющих женщинам производить мочеиспускание в положении стоя - сейчас они выпускаются под марками Pibella, SheWee, Pstyle, Whiz Freedom, LadyP, Hopkins и др. Данные трубки и воронки изготавливаются из твердого пластика или силикона и позволяют направить струю мочи кпереди. Тем не менее, частой проблемой данного решения является отсутствие герметичности при соприкосновении с телом, что ведет к протечкам во время использования.
В условиях стационара или при недержании мочи у пациенток в медицинской практике применяются мочеприемники - резервуары для сбора и взятия мочи на анализ. Различают прикроватные мочеприемники («утка» с горлышком по типу «ивовый листок», «медицинское судно»), носимые ножные мочеприемники и гелевые мочеприемники по типу памперсов. Первые предназначены для пациенток, прибывающих в лежачем состоянии, но способных поднять таз, чтобы воспользоваться емкостью мочеприемника [1]. Во втором случае носимые мочеприемники сочетаются с урологическими катетерами - трубкой, которую вводят в мочевой пузырь через мочеиспускательный канал с целью оттока мочи из мочевого пузыря. Этот способ отведения мочи используют у малоподвижных пациенток или в случае недержания мочи. Длительность применения этого способа обычно ограничена несколькими днями, либо же связана с достаточно трудоемкими тактиками замены катетера [2]. Использование гелевых мочеприемников неинвазивно и может не требовать активного перемещения таза пациентки, однако объем впитываемой жидкости обычно ограничен 750-и мл, что ведет к их частой и энергозатратной замене.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели устройством можно назвать модель Никифорова В.Н., запатентованную в 2014-м году [3]. Предлагаемое Никифоровым решение представляет собой составное устройство с направляющей камерой с патрубком, крепящуюся к тазовой области женщины при помощи специальных трусов, трубками, ведущими от нее, и емкостью для сбора мочи, крепящуюся к ноге. Схожесть заявляемой модели и аналога В.Н. Никифорова заключается в использовании направляющей камеры с патрубком и выносной конструкции для сбора биологической жидкости с антирефлюксным клапаном.
Тем не менее, во всех вышеперечисленных решениях есть ограничения, которые решаются в заявляемой полезной модели. В частности, в заявляемой модели решаются проблемы:
1. протекания (которая возникает при использовании силиконовых воронок или воронок, прислоняемых к паху или половым губам неплотно);
2. мочеиспускания без активного движения таза у лежачих и сидящих пациенток;
3. отсутствует инвазивность урологического катетера (а значит, данный метод является более щадящим и не приводит к возможным инфекционным осложнениям и повреждениям мочеиспускательного канала).
Раскрытие сущности полезной модели
Техническая проблема решается при помощи нескольких нововведений заявляемой полезной модели:
1. Ни в одной из известных конструкций воронок и горлышек мочеприемников не используется область, оказывающая поперечное давление на малые половые губы в районе клитора. Данное нововведение заявляемой полезной модели позволяет направить наружное отверстие мочеиспускательного канала кпереди, вдоль полости чаши воронки, тем самым направив струю мочи напрямую к отводному отверстию патрубка воронки. Это не просто предотвращает расплескивание, но и избавляет от необходимости последующего применения впитывающих салфеток.
2. Небольшой размер заявляемой конструкции воронки позволяет использовать ее в условиях, не предполагающих возможность снять предметы нижней одежды или изменить положение тела - лежа, сидя на плоской поверхности, стоя (у лежачих пациенток, женщин в инвалидных колясках, женщин, ведущих активный образ жизни и др.).
3. Ни одно из известных решений не предполагает активное механическое отведение жидкого биологического материала (мочи). Заявляемое решение позволяет отведение мочи по трубке, находящейся в том числе и в вертикальном положении.
4. Использование мембранного насоса решает проблему «холостого хода», позволяя без причинения неудобств держать аппарат включенным при отсутствии мочеиспускания.
5. Предлагаемый способ сбора мочи позволяет исследователям и врачам произвести учет объема и дальнейший клинический анализ жидкого биологического материала in vitro, так как собранная жидкость не включает вагинальные выделения.
6. В связи с тем, что технология является неинвазивной, она позволяет многоразовое использование без возможных осложнений и постоянного дискомфорта женщины.
Мочеотводящая воронка заявляемой модели представляет собой вытянутую углубленную чашу с выступающей перпендикулярно или с небольшим уклоном в 1-3 градуса к полости чаши закругленной частью и патрубком под ней, чье отверстие идет в одном направлении со дном чаши мочеотводящей воронки, - на переднем конце, и сужающимся кверху и по бокам противоположным задним концом (см. фиг. 1).
Мочеотводящие воронки заявляемой модели будут представлены в различном размерном ряду, отличающимися длинной чаши воронки, ее глубиной и высотой поперечного выступа. В целом, объем мочеотводящей воронки соответствует объему малых половых губ женщины (labium minor pudenda), а ее длина составляет  от длины малых половых губ.
В качестве материала для чаши используется полипропилен или другой твердый пластик со схожими свойствами.
Размеры чаши воронки выбраны так, чтобы она плотно охватывала малые половые губы женщины (labium minor pudenda) по бокам и задним концом плотно прилегала к преддверию влагалища (vestibulum vaginae). Передний конец воронки с отводящим патрубком имеет полукруглый выступ, обращенный перпендикулярно краям чаши. Во время использования воронки данный выступ оказывает умеренное давление на малые половые губы перпендикулярно, чуть ниже головки клитора (glans clitoridis), направляя наружное отверстие уретры (ostium urethrae externum) кпереди, в сторону мочеотводящего патрубка (см. фиг. 4).
Мочеотводящий патрубок имеет небольшой раструб на конце и соединяется разборным способом с силиконовой трубкой, толщина стенки которой составляет 2 мм, внутренний диаметр - не более 6 мм и не менее 4 мм.
Конфигурация воронки позволяет использовать вместе с ней как короткую (около 13 см), так и длинную (около 40-50 см) силиконовую трубку. В первом случае это позволяет женщине производить мочеиспускание в положении стоя, не снимая нижней одежды и не используя впитывающие салфетки. Во втором случае длинная силиконовая трубка присоединяется к входному отверстию мембранного насоса, который, при помощи аппаратной части (управляющей платы с микроконтроллером, модулем управления мотором, переменного резистора, повышающей платы, аккумулятора и кнопки включения), выводит жидкий биологический материал (мочу) через выходное отверстие по второй силиконовой трубке (может использоваться короткая трубка из первого варианта использования) в емкость для сбора объемом 0,3-0,5 л, оснащенную обратным клапаном (см. фиг. 2).
Мотор мембранного насоса работает на напряжении 5-8 V, напряжение меняется за счет вращения ручки переменного резистора. Скорость всасывания составляет приблизительно 1,5-3 л/мин. Изменение скорости всасывания позволяет применять заявляемую полезную модель в положении стоя, сидя на плоской поверхности, лежа или лежа на боку, не допуская протекания.
Корпус аппаратной части разборным образом скреплен сбоку с верхней частью емкости для сбора мочи и имеет крючки-карабины для фиксации корпуса аппаратной части с емкостью для сбора на одежде или медицинских конструкциях, на которые помещен человек - данное решение позволяет после включения насоса задействовать только одну руку для удержания воронки в надлежащем положении (см. фиг. 2).
Корпус аппаратной части также снабжен отсеком для хранения мочеотводящей воронки и соединяющей ее с аппаратной частью длинной силиконовой трубки.
Краткое описание чертежей
На чертеже (фиг. 1) представлена мочеотводящая воронка заявляемой полезной модели - в проекциях сверху, сбоку (в разрезе) и спереди. Функциональные области обозначены цифрами:
1. Стенки чаши мочеотводящей воронки
2. Чаша мочеотводящей воронки
3. Поперечный выступ мочеотводящей воронки
4. Патрубок мочеотводящей воронки с небольшим раструбом
На втором рисунке (фиг. 2) представлены способы использования заявляемой полезной модели. Рисунком а) обозначено использование воронки заявляемой полезной модели в комплектации с короткой трубкой для комфортного мочеиспускания в положении стоя. На рисунке б) обозначена комплектация заявляемой полезной модели в составе мочеотводящей воронки, двух силиконовых трубок (длинной и короткой), аппаратной части, включающей в себя мембранный насос и сопутствующие компоненты, описанные выше, и емкости для сбора мочи. На рисунке также изображено использование второго варианта женщиной в положении стоя и расположение пальцев для удержания воронки при мочеиспускании.
Цифрами отмечены:
2. Чаша мочеотводящей воронки
5. Силиконовая трубка/трубки для отведения мочи
6. Аппаратный отсек
7. Емкость для сбора мочи
8. Ручка переменного резистора
9. Кнопка включения/выключения
10. Отсек для хранения мочеотводящей воронки
11. Крючки для фиксации аппаратного отсека на одежде или реабилитационных конструкциях
На третьем рисунке (фиг. 3) представлена фотография реализации прототипа заявляемой полезной модели. Прототип полностью функционален и представлен заявляемой мочеотводящей воронкой, аппаратной частью с мембранным насосом, а также емкостью для сбора мочи.
Цифрами отмечены:
2. Чаша мочеотводящей воронки
5. Силиконовые трубки для отведения мочи
7. Емкость для сбора мочи
8. Ручка переменного резистора
9. Кнопка включения/выключения
12. Мембранный насос
13. Управляющая плата с микроконтроллером
14. Модуль управления мотором
15. Повышающая плата
16. Аккумуляторная батарея
На четвертом рисунке (фиг. 4) представлен принцип размещения и эффекта использования воронки заявляемой полезной модели. На первой части рисунка схематично представлены внутренние и наружные органы таза женщины в боковой проекции, на второй части - размещение воронки относительно них. Воронка заявляемой полезной модели помещается между малыми и большими половыми губами женщины, поперечный выступ воронки оказывает давление на малые половые губы ниже головки клитора, там самым направляя мочеиспускательный канал кпереди, вдоль чаши воронки, в сторону мочеотводящего патрубка.
Цифрами отмечены:
2. Чаша мочеотводящей воронки
3. Поперечный выступ мочеотводящей воронки
4. Патрубок мочеотводящей воронки
5. Силиконовая трубка для отведения мочи
17. Преддверие влагалища (vestibulum vaginae)
18. Малые половые губы (labia minora pudendi)
19. Выходное отверстие мочеиспускательного канала (ostium urethrae externum)
20. Большие половые губы (labia majora pudendi)
21. Матка (uterus)
22. Мочевой пузырь (vesica urinaria)
Осуществление полезной модели
Осуществление полезной модели дает функциональное единство двух усовершенствованных элементов конструкции: 1) вытянутой мочеотводящей воронки с поперечным выступом и 2) аппаратной части с мембранным насосом.
Идея мочеотводящей воронки из твердого пластика, прислоняемую непосредственно к малым половым губам (labium minor pudenda), была реализована в форме трубки марками Pibella и SheeWee. Твердость пластика и ограниченная плоскость обхвата внешних половых органов женщины позволяет более аккуратно отводить жидкий биологический материал, однако для этого результата необходима тренировка, обеспечивающая в конечном счете комфортное мочеиспускание в положении исключительно стоя.
Отличие воронки заявляемой модели состоит в поперечной закругленной выступающей области, идущей перпендикулярно или с небольшим уклоном в 1-3 градуса к краям чаши, которая несильно вдавливается в малые половые губы, чуть ниже головки клитора (glans clitoridis), направляя наружное отверстие уретры (ostium urethrae externum) кпереди, в сторону мочеотводящего патрубка. Форма чаши воронки позволяет без долгого обучения правильно расположить воронку на малых половых губах, а специальный выступ гарантирует отсутствие протекания, так как способствует дополнительно заданному направлению потока мочи.
Второй функциональный элемент конструкции - аппаратная часть с мембранным насосом. Мембранные насосы с подобными характеристиками применяются в аквариумистике и в диспенсерах, для откачки воды или машинного масла и прочих жидких (в том числе и химически агрессивных) сред. Миниатюрные мембранные насосы отличает малый размер, легкость в эксплуатации и возможность работы с жидкостями разной плотности и разного химического состава.
В заявляемой полезной модели мембранный насос с напряжением в диапазоне 5-8 V и скоростью всасывания 1,5-3 л/мин управляется при помощи модуля управления мотором и регулируется посредством поворота ручки переменного резистора, подключенного к управляющей плате с микропроцессором и запитывается от аккумулятора емкостью 2200 mAh и напряжением 3,7 А, снабженного повышающей платой и модулем micro-USB. Подобное конструктивное решение обладает высокой автономностью и безопасностью, небольшим весом (не боле 250 гр) и размером (10×8 см).
Корпус аппаратной части имеет крепления для емкости для сбора жидкого биологического материала (мочи) объемом 0,5 л и крючками-карабинами для возможного крепления к одежде или к конструкциям инвалидных колясок или кроватей. Емкость для сбора мочи снабжена обратным клапаном, не позволяющим допустить проливание жидкости при горизонтальном положении устройства. Важно отметить, что в соединенном виде корпус с аппаратной частью располагается под верхней частью емкости для сбора, что в горизонтальном положении устройства дает ее дополнительный угол наклона, при котором жидкость скапливается в нижней части емкости.
При индивидуальном использовании в качестве процесса стерилизации допускается во включенном состоянии промывать заявляемую полезную модель проточной водой, либо холодным дезинфицирующим раствором и затем проточной водой.
В условиях стационара допускается замена мочеотводящей воронки и длинной трубки после смены пользовательницы устройства, либо же стерилизация устройства при помощи холодных дезинфицирующих растворов с последующим промыванием проточной водой.
Тестирование заявляемой модели производилось при двух способах исследования - без подключения аппаратной части (пассивным способом, с использованием короткой силиконовой трубки) и с подключением аппаратной части.
В первом случае испытания показали высокую степень комфорта использования и полное отсутствие протеканий (не более 1 мл на один акт мочеиспускания), что позволяет использовать данный способ без применения впитывающих салфеток. Испытания проводились в положении стоя, воронка прижималась к малым половым губам при помощи указательного и среднего пальца одной руки (см. фиг. 2).
Во втором случае испытания производились в положении лежа на спине; лежа на боку с согнутой и приподнятой верхнележащей ногой; в положении сидя на плоской поверхности (стуле). Воронка также прижималась к малым половым губам при помощи указательного и среднего пальца одной руки. Во всех случаях в первые 2-3 теста мочеиспускание было затруднено в следствие психологических барьеров. Тем не менее, способ мочеиспускания при применении заявляемой модели показал эффективность и отсутствие протеканий (не более 2 мл на один акт мочеиспускания), что в дальнейшем (после 3-4 тестов) привело к ослаблению прежних стереотипов и сделало мочеиспускание психологически комфортным даже в непривычных условиях. Данный результат показывает, что использование заявляемой модели требует привычки, но возможности, которые она предоставляет для некоторых групп женщин (инвалидов с парализованными нижними конечностями, лежачих больных, женщин в автомобилях, стоящих в пробках и проч.) позволяют говорить об эффективности и практичности заявляемого решения.
Используемые литературные источники;
1. Ссылка на электронный ресурс:
https://www.365med.ru/%D1%8D%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%BA%D0%BB%D0%BE%D0%BF%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D1%8F/%D0%BF%D0%BE%D0%B4%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B5-%D1%81%D1%83%D0%B4%D0%BD%D0%B0-%D0%B8-%D0%BF%D0%B8%D1%81%D1%81%D1%83%D0%B0%D1%80%D1%8B)
2. Ссылка на электронный ресурс:
https://empendium.com/ru/chapter/B33.IV.24.13.
3. Ссылка на электронный ресурс:
https://www1.fips.ru/Archive/PAT/2015FULL/2015.01.27/DOC/RUNWU1/000/000/000/150/112/DOCUMENT.PDF).