Устройство визуализации поверхностных вен

Настоящая полезная модель относится к медицинской технике и медицинскому оборудованию, а именно к неинвазивному портативному устройству для визуализации подкожных вен с использованием источников света в видимом световом диапазоне. Предлагаемое устройство может быть использовано для неинвазивной визуализации периферийных подкожных вен при проведении таких венозных манипуляций, как: введение внутривенных инъекций, забор крови из вены, установка внутривенных катетеров, проведение склеротерапии.
Известны устройства для неивазивной визуализации вен, которые состоят из корпуса, разделенного на верхнюю и нижнюю половину имеющие верхнюю и нижнюю поверхность. Части устройства соединены винтами или другими аналогичными крепежными элементами. Устройство содержит источник питания, кнопку управления, печатную плату с драйвером для управления светодиодами, светодиоды. Источник питания функционально соединен с драйвером светодиодов, который, в свою очередь, функционально связан с каждым из контакта кнопки управления. Источник питания может включать в себя одну батарею или несколько батарей, расположенных последовательно, которые расположены за съемной крышкой. В данных устройствах рабочая область источника света имеет U-образную форму с подвижными вершинами [патент США № 006923762B1 МПК A61B 1706, опубл. 02.08.2005 г., патент США № 20100076272A1 МПК A61B 1/06, опубл. 25.03.2010 г. ].
Недостатками данных устройств являются наличие негерметичных подвижных частей корпуса; повышение температуры свыше 60°С рабочей области, соприкасающейся с поверхностью кожи при длительной работе устройств.
Известны устройства для неивазивной визуализации вен, которые состоят из корпуса, разделенного на верхнюю и нижнюю половину имеющие верхнюю и нижнюю поверхность. Части устройства соединены винтами или другими аналогичными крепежными механизмами. Устройство содержит источник питания, кнопку управления, печатную плату с драйвером для управления светодиодами, светодиоды. Источник питания функционально соединен с драйвером светодиодов, который, в свою очередь, функционально связан с каждым из контакта кнопки управления. Источник питания может включать в себя одну батарею или несколько батарей, расположенных последовательно, которые расположены за съемной крышкой. В данных устройствах рабочая область источника света неподвижна и имеет U-образную или подковообразную форму. [патент США № 00784.1751B2 МПК F2/8/00 опубл. 30.11.2010 г., патент США № 008032205B2 МПК A61B 6/00, опубл. 04.10.2011 г., патент США № 20160242649A1 МПК 61B5/0059; A61B5/7475; A61B 2562/0238; A61B 2560/0425; A61B 2560/0214; A61B 2019/521 опубл. 25.08.2016 г., патент США № 010244944B2 МПК A61B 5/00, опубл. 02.04.2019 г.].
Недостатками данных устройств являются повышение температуры свыше 60°С рабочей области, соприкасающейся с поверхностью кожи при длительной работе устройств.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому решению являются устройство для неинвазивной визуализации поверхностных подкожных вен, состоящее из корпуса, козырька для защиты рабочей области от внешнего излучения, кнопки включения/выключения устройства, кнопок регулировки яркости, разъема для подключения зарядного устройства и размещенных внутри корпуса источника света, схемы питания, аккумуляторной батареи и формы рабочей области в виде U-образного выреза. [Патент РФ № 176530 U1 МПК A61B 6/00; A61B 5/00, опубл. 22.01.2018 г.].
Первый недостаток данного устройства заключается в деградации pn-перехода и последующим выходе из строя светодиодов при длительном использовании, так как светодиоды находятся в последовательном включении. Второй недостаток заключается в повышение температуры рабочей области устройства, соприкасающейся с поверхностью кожи при длительном использовании устройства.
Технической проблемой является увеличение температуры рабочей области устройства, соприкасающейся с поверхностью кожи вследствие длительной работы светодиодов.
Технический результат заключается в снижении рабочей температуры светодиодов и снижении температуры рабочей поверхности устройства, соприкасающейся с кожей при длительном использовании устройства.
Для достижения вышеуказанного технического результата визуализатор вен, состоящий из корпуса в форме рукояти для хвата, двух элементов крепления печатной платы управления, проводного соединения, аккумуляторной батареи, коммутационного элемента, оптической линзы и крышки, имеет в своем составе печатную плату со светодиодами и токоограничивающими резисторами, изготовленную из алюминия. Использование алюминия позволяет предотвратить повышение температуры рабочей поверхности устройства свыше 46°С за счет отведения тепла от светодиодов, а также позволяет предотвратить перегрев светодиодов. Корпус имеет рабочую область подсветки в форме разомкнутого овала с прорезью 10-16 мм для проведения внутривенных инъекций, установки катетеров или забора крови. Светодиоды находятся в параллельном включении, каждый светодиод последовательно соединен с токоограничивающим резистором, что позволяет сформировать пороговое напряжение для каждого светодиода, которое не будет зависеть от пороговых напряжений других светодиодов в цепи, а также позволяет ограничить рабочий ток каждого светодиода.
На фиг. 1 представлен визуализатор вен, где:
1 – корпус, выполненный в форме рукояти;
2 – рабочая область подсветки, выполненная в форме разомкнутого овала с прорезью 10-16 мм;
3 – печатная плата управления;
4 – элементы крепления печатной платы управления;
5 – аккумуляторная батарея;
6 – печатная плата со светодиодами и токоограничивающими резисторами;
7 – оптическая линза;
8 – крышка;
9 – коммутационный элемент;
10 – проводное соединение.
На фиг. 1 представлен визуализатор вен, состоящий из корпуса 1, выполненного в форме рукояти, который имеет рабочую область подсветки 2 в форме разомкнутого овала с прорезью 10-16 мм, двух элементов крепления 4 печатной платы управления 3 с проводным соединением 10 с печатной платой 6 со светодиодами и токоограничивающими резисторами. Аккумуляторная батарея 5 соединена с платой управления 3 при помощи погопин (pogo pin) пружинных контактов. Коммутационный элемент 9 имеет проводное соединение (условно не показано) с платой управления 3. Оптическая линза 7 выполнена из оргстекла и соединяется с рабочей частью корпуса 2 при помощи склеивающего материала. Крышка 8 закрывает нижнюю часть рукояти корпуса 1, где расположен отсек для размещения платы управления 3 и аккумуляторной батареи 4. Крышка 8 имеет защелкивающиеся фиксаторы и резиновую прокладку для герметизации соединения с корпусом 1.
Визуализатор вен работает следующим образом: аккумуляторная батарея формирует рабочее напряжение 3.7 В для платы управления 3, которая включает в себя контроллер заряда для осуществления процесса заряда аккумуляторной батарей по micro USB разъему. Плата управления 3 соединена с платой 6 и с коммутационным элементом 9, перевод в замкнутое положение которого, подает напряжение на плату 6 для включения светодиодов. Оптическая линза 7 фокусирует световой поток от светодиодов на поверхность кожи. Прикладывая рабочую поверхность устройства 2 к коже человека, происходит подсветка поверхностных вен с глубиной залегания не более 5 мм. Подсветка (визуализация) вен происходит за счет использования источника света с длинной волны от 600 нм до 630 нм (оранжево-красный диапазон), который просвечивает поверхность кожи и позволяет увидеть поверхностные вены, которые не видны невооруженным глазом человека.
Согласно проведенным экспериментам, использование данного решения позволяет снизить температуру рабочей поверхности устройства до 46°С, тем самым увеличить беспрерывный режим работы устройство более чем на 1 час, а также предотвратить преждевременный выход из строя светодиодов за счет уменьшения температуры pn-перехода, которое достигается за счет использования алюминиевой печатной платы.