УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ КРОВЕНОСНЫХ СОСУДОВ

Полезная модель относится к области медицины, но также может применяться в ветеринарии. Устройство предназначено для облегчения обнаружения сосудов, в частности, с целью получения венозного доступа.
Известно устройство AccuVein AV300, предназначенное для визуализации подкожной сосудистой сети и облегчения венозного доступа (см., например, http://.ru/pribor_dlya_prosmotra_periferichesk или http://www.cpkmed.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=81:-accuvein-av300&catid=74:2012-08-22-05-54-20&Itemid=59).
В нем используются 2 лазера с длинами волн 642 нм (красный) и 785 нм (инфракрасный). Когерентное излучение проникает в мягкие ткани. Свет отражается от оптически-неоднородных анатомических образований (главным образом сосудов) и воспринимается цифровой видеокамерой, видеоинформация обрабатывается встроенным компьютером. С помощью проектора изображение сосудов проецируется на поверхность участка тела. Устройство используется бесконтактно и обеспечивает высокое качество визуализации сосудов. Устройство может быть снабжено штативом для удерживания его в определенном положении относительно участка тела пациента.
Недостатком устройства является недостаточно удобство его использования при оказании медицинской помощи в экстренных ситуациях. При работе вне помещений использование штатива зачастую оказывается невозможным. Поэтому необходимо наличие ассистента для удерживания устройства в определенном положении во время выполнения другим медработником инъекции или установки
периферического катетера или капельницы. В ином случае, при использовании устройства одним человеком требуется сначала отмечать маркером коже пациента проекцию сосудов, а только затем вводить иглу в сосуд в отмеченном месте. Это требует хоть и небольших, но излишних затрат времени, что является нежелательным при оказании неотложной медицинской помощи при экстремальных и терминальных состояниях.
Также недостатком является невозможность использования для осмотра пациента при работе в темноте и оценки тяжести его состояния путем проверки глазных рефлексов.
Известно устройство, предназначенное для визуализации сосудов ЛУЧ-М200, взятое в качестве прототипа, представляющее собой фонарь, содержащий корпус, источник видимого красного и/или ближнего инфракрасного света (светодиод), регулятор яркости излучаемого света, сменный источник электропитания. (См., например http://luh.clan.su/index/prezentacija_instrukcija_luch_mms001/0-6 или http://centr-spas.ru/news/pribor_vizualizacii_ven_luch_m200_pribor_dlja_kazhdogo_vracha/2015-02-22-28).
В процессе использования устройство прикладывают к поверхности кожи. Излучаемый красный свет проникает в мягкие ткани и отражается от оптически-неоднородных анатомических образований (главным образом, поверхностно расположенных вен). Отраженный свет воспринимается визуально. При этом кровеносные сосуды визуализируются сбоку от приложенного к коже фонаря и выглядят более темными по сравнению с окружающими их мягкими тканями. Проекцию выбранной вены отмечают на коже маркером. Далее в отмеченном месте вводят иглу для осуществления
внутривенной инъекции или инфузии, либо устанавливают периферический венозный катетер.
Возможность регулировки интенсивности излучения светодиода позволяет обнаруживать сосуды, находящиеся на разной глубине.
Устройство также используется для решения некоторых других задач, например, экспресс-диагностики варикозного расширения вен.
Недостатками прототипа являются: 1) Недостаточное удобство использования, обусловленное визуализацией сосудов сбоку от приложенного к коже устройства и необходимость маркирования проекции сосудов на поверхности участка тела для последующего введения в отмеченное место иглы шприца или катетера. 2) Обнаружение сосудов на меньшей глубине, чем это принципиально достижимо. 3) Невозможность использования устройства для осмотра пациента при работе в темноте и оценки тяжести его состояния. Излучаемый устройством красный свет не позволяет провести адекватную оценку диагностически-важных признаков.
Задачей полезной модели является повышение удобства применения устройства.
Поставленная задача решается за счет того, что согласно полезной модели, устройство для обнаружения кровеносных сосудов, содержащее корпус, источник электропитания, источник света и регулятор яркости излучаемого света, снабжено приемником света, усилителем электрического сигнала, компаратором, системой индикации обнаружения кровеносных сосудов.
Источник света имеет инфракрасный спектр излучения.
Устройство снабжено маркирующим приспособлением.
Маркирующее приспособление выполнено в виде подпружиненного пишущего стержня.
Устройство снабжено регулятором чувствительности.
Устройство снабжено светофильтром.
Система индикации обнаружения кровеносных сосудов включает световой индикатор.
Система индикации обнаружения кровеносных сосудов включает звуковой индикатор.
Устройство снабжено механизмом, изменяющим положение приемника света относительно источника света.
Устройство снабжено преобразователем напряжения.
Устройство снабжено шкалой для регулировки яркости светового излучения.
Устройство снабжено системой импульсного электропитания источника света.
Устройство снабжено сменной насадкой, в которой размещены источник света и приемник света
Устройство снабжено дополнительным источником света видимого спектра.
Дополнительный источник света видимого спектра размещен в съемном осветителе.
Устройство снабжено системой электропитания от внешнего источника.
Использование заявленной полезной модели позволяет повысить удобство обнаружения кровеносных сосудов. За счет использования совокупности элементов, перечисленных в п. 1 формулы (источника света, приемника света, усилителя электрического сигнала,
компаратора, системы индикации) данный процесс приобретает определенную степень автоматизации. При этом использование инфракрасного света позволяет обнаруживать сосуды на большей глубине.
Наличие встроенного маркирующего приспособления позволяет предельно сократить время между обнаружением сосуда и маркированием места для последующего введения иглы. При этом возможно нанесение на кожу одной точки, либо обозначение проекции сосуда несколькими точками.
Наличие регулятора чувствительности, регулятора яркости свечения источника света, шкалы регулировки яркости, а также приспособления изменяющего положение приемника света относительно источника света позволяет осуществлять обнаружение сосудов, находящихся на разной глубине. Наличие светофильтра уменьшает влияние оптических помех и исключает ложное срабатывание устройства. Все перечисленное способствует повышению удобства работы медперсонала, так как уменьшает сложности связанные с обнаружением сосудов на разной глубине и приблизительной оценкой глубины расположения сосуда.
За счет возможности работы источника света в импульсном режиме обеспечивается меньшее энергопотребление устройства и повышается его автономность при работе с использованием сменного элемента питания. Наличие преобразователя напряжения обеспечивает возможность работы устройства до более полного исчерпания емкости сменного элемента питания, что повышает автономность устройства. Это повышает удобство применения устройства, поскольку требует
менее частой замены сменных элементов питания или подзарядки аккумулятора.
Возможности применения устройства в различных условиях способствует универсальность его электропитания и возможность работы не только от сменного элемента питания, (или аккумулятора), но и от внешних источников (например, бытовой или автомобильной электрической сети). Это также является удобным для использования прибора в экстремальных ситуациях.
Наличие дополнительного источника света видимого спектра дает возможность более эффективно использовать устройство при оказании экстренной медицинской помощи, поскольку позволяет проводить проверку глазных рефлексов, осмотр пациента (пострадавшего) и выполнение внутривенных инъекций, инфузий или установку периферического катетера при работе в темноте.
Наличие сменяемых насадок с оптической парой (фотодиодом и светодиодом) обеспечивает лучшую ремонтопригодность устройства, а также позволяет в случае необходимости применять оптические пары с разными характеристиками. Ремонт устройства, требующий замены насадки может быть легко осуществлен самим пользователем прибора.
Наличие как светового, так и звукового индикаторов позволяет выбрать наиболее удобный для конкретной ситуации способ индикации обнаружения сосудов.
Необходимо отметить, что обнаружение сосудов происходит без их непосредственной визуализации.
Описание полезной модели поясняется фигурами, где:
на фиг. 1 схематически представлена конструкция устройства.
на фиг. 2 представлена электрическая блок-схема устройства.
Устройство для обнаружения вен содержит корпус 1 (фиг. 1), оптическую пару, состоящую из источника 2 красного или инфракрасного света (например, светодиода) и приемника света 3 (например, фотодиода). В качестве источника света 2 используется светодиод, но возможно использование других излучающих свет устройств. При этом возможно использование любых источников, как некогерентного, так и когерентного света. Использование в качестве источника света источника когерентного излучения позволяет проводить обнаружение сосудов на большей глубине, поскольку когерентное излучение способно глубже проникать в мягкие ткани, чем некогерентное.
Устройство имеет механизм 4, изменяющий взаимное положение приемника света 3 относительно источника света 2. Механизм 4 может состоять из двух барабанов с отверстиями для прохождения света. В одном из барабанов находится источник света 2, а в другом приемник света 3. Барабаны закреплены на осях и соединены друг с другом секторным поворотным механизмом таким образом, что поворот одного из них вызывает синхронный поворот другого на такой же угол. Один из барабанов имеет выступ, в который с одной стороны упирается пружина, а с другой стороны винт, регулирующий угол поворота. Возможно исполнение устройства с другой конструкцией механизма 4.
Устройство имеет шкалу 5, показывающую угол между воображаемыми осями, проходящими через источник света 2 и приемник света 3 и (или) глубину обнаружения сосудов, а также регулятор 6 интенсивности излучения светодиода, снабженный
шкалой 7. Устройство может быть оснащено съемным светофильтром 8, установленным напротив источника света 2. Светофильтр 8 используется, например, в том случае, если в качестве источника света 2 применяется не светодиод (имеющий узкий спектр излучения), а какой-либо иной источник света с более широким спектром излучения. Для уменьшения оптических помех устройство может быть оснащено съемным светофильтром 9, установленным напротив приемника света 3. Элементы конструкции 2-9 размещены в съемной сменяемой насадке 10, которая крепится к корпусу 1 с помощью узла крепления 11. При этом контакт с другими элементами электрической схемы устройства обеспечивает контактная группа 12. Для повышения ремонтопригодности насадка 10 выполнена разборной.
В корпусе 1 устройства находится отсек 13 для размещения съемного элемента электропитания (батарейки) или аккумулятора 14 и контакты 15 и 16. Отсек 13 снабжен крышкой 17. Устройство также снабжено преобразователем напряжения 18. Кроме того, имеется разъем 19 для подключения к внешнему источнику электропитания (например, бытовой электрической сети) через блок питания 20 (фиг. 2). Блок питания 20 также может выполнять функцию устройства для зарядки аккумулятора 14. Предусмотрена возможность электропитания устройства от электросети автомобиля. Для этого служит оснащенный соответствующими разъемами провод (на чертежах не показан), подключаемый к разъему 19 вместо блока питания 20 (фиг. 2).
Устройство снабжено выключателем 21, а также имеет внутренний переключатель режимов электропитания 22 (от элемента питания (батарейки) или аккумулятора, либо от внешней электросети).
Предусмотрено наличие блока 23, обеспечивающего блокировку электропитания от аккумулятора (батарейки) при работе от внешней электросети (например, через блок питания 20) и наоборот. Он исключает возможность выхода из строя устройства при неправильном выборе режима электропитания. Устройство снабжено генератором импульсов 24, обеспечивающим импульсное электропитание источника света 2. Наиболее предпочтительным является использование П-образных импульсов с частотой в килогерцовом диапазоне. Устройство снабжено усилителем 25, компаратором 26, регулятором 27 чувствительности (регулятором порога срабатывания компаратора). Устройство имеет систему индикации обнаружения кровеносных сосудов в состав которой входят: световой индикатор (светодиод) 28, звуковой индикатор (динамик или пьезоизлучатель) 29, звуковой генератор 30, регулятор громкости 31 и переключатель 32 режимов световой, звуковой или совместной свето-звуковой индикации. В корпусе 1 (фиг. 1) устройства размещена трубка 33, в которой расположено встроенное приспособление для обозначения (маркировки) на поверхности тела проекции обнаруженных сосудов и (или) места введения иглы. Данное приспособление состоит из маркера (или иного подобного пишущего приспособления) 34, пружины 35 и кнопки 36.
Устройство снабжено дополнительным съемным осветителем (фонарем) 37, имеющим корпус 38, узел 39 для его крепления к корпусу 1 устройства, дополнительный источник света видимого спектра (например, лампу накаливания) 40, светоотражатель 41, прозрачную пластину или линзу 42, закрепленную в съемной оправе 43, которая крепится к корпусу 38 осветителя (фонаря) 37. Для
подключения съемного дополнительного фонаря 37 используется контактная группа 44. Съемный осветитель (фонарь) 37 может быть дополнительно снабжен диафрагмой (на чертеже не показана) и регулятором яркости свечения 45 источника света 40. Электропитание дополнительного источника света 40 (фиг. 2) осуществляется от элемента питания 14 или от внешней электросети через блок питания 20. Такие режимы электропитания используются, если съемный осветитель 37 установлен на корпусе 1 устройства. Предусмотрена возможность электропитания дополнительного источника света 40 от дополнительного элемента питания (батарейки) 46, установленного в корпусе осветителя 38. Такой режим электропитания используется в том случае, если осветитель (фонарь) 37 отделен от корпуса 1 устройства. С целью более рационального использования дополнительного элемента питания 46 устройство оснащено преобразователем напряжения 47. Включение и выключение дополнительного источника света 40, а также выбор нужного режима его электропитания осуществляется с помощью переключателя 48.
Для осмотра пациента при работе в темноте предпочтительнее использование дополнительного источника света 40 с широким спектром излучения, например лампы накаливания. Но применение лампы накаливания является нерациональным с точки зрения энергопотребления и снижает автономность устройства. Поэтому возможно исполнение устройства, при котором в качестве источника света 40 применяется иное устройство, например, белый светодиод, потребляющий значительно меньше энергии. Но при использовании такого освещения в процессе осмотра пациента может оказаться затруднительным определение некоторых диагностически-важных
признаков, например истинного цвета кожных покровов и видимых слизистых оболочек.
В связи с наличием большого числа переключателей, на них, а также на корпусе 1 нанесена маркировка (на чертеже не показана), указывающая их назначение. Для удобства использования устройства в темноте маркировка может быть нанесена светящимся составом. Возможен вариант исполнения устройства, в котором реализована возможность подсветки данных обозначений (маркировки).
Возможен также вариант исполнения устройства, при котором оно оснащено дисплеем и сенсорными датчиками. В этом случае оно может не оснащаться одним или несколькими из выше перечисленных переключателей.
В качестве источника света 2 возможно использование любых приспособлений, дающих как некогерентное, так и когерентное световое излучение. В последнем случае глубина обнаружения сосудов существенно повышается. Устройство может работать при использовании источника 2, излучающего видимый красный свет. Но использование инфракрасного излучения обеспечивает значительно большую эффективность, поскольку оно значительно глубже проникает в ткани и позволяет обнаруживать сосуды на большей глубине. Устройство может оснащаться разными типами съемных сменяемых насадок 10, оснащенных, например, разными по характеристикам источниками света 2 и фотодиодами 3.
Для повышения ремонтопригодности устройства различные его элементы могут соединяться друг с другом контактными разъемами, что позволяет легко осуществить их замену. Возможно иное, чем на фиг. 1, взаимное расположение основных элементов
устройства. Пропорции на фиг. 1 не соблюдены, относительные размеры элементов устройства могут отличаться от представленных. Провода и контактные разъемы на чертежах не показаны.
Устройство используют следующим образом. Рабочей стороной устройства (где расположена оптическая пара) проводят по поверхности той части тела, где ищут сосуд. Излучаемый источником 2 красный или инфракрасный монохроматический свет фиксированной интенсивности способен достаточно глубоко проникать в ткани. Свет отражается от оптически неоднородных анатомических образований (главным образом сосудов) и воспринимается фотодиодом 3. Ток на фотоприемнике возрастает, что регистрируется компаратором. При этом срабатывает система индикации обнаружения сосудов и включается световой индикатор (светодиод) 28 и (или) подается звуковой сигнал звуковым индикатором 29. Источник света (светодиод) 2 и приемник света (фотодиод) 3 расположены под определенным углом друг к другу. Изменяя его с помощью механизма 4 можно обнаруживать сосуды на разной глубине. Для удобства регулировки используется шкала 5. Также можно регулировать чувствительность прибора, изменяя интенсивность излучения источника света 2 и чувствительность устройства срабатывания (компаратора) 26. Для этого используются, соответственно, регуляторы 6 и 27. Для уменьшения оптических помех может использоваться съемный заменяемый светофильтр 9. Поскольку инфракрасный свет невидим человеческим глазом, то визуализации сосудов в данном случае не происходит. Но при обнаружении сосуда и срабатывании индикаторного устройства на поверхности кожи можно поставить точку с помощью встроенного маркирующего
приспособления 34. Определить ход сосуда и отметить его проекцию можно достаточно легко, проведя несколько определений и поставив несколько точек. В области одной из них и будет осуществляться инъекция или установка периферического катетера.
На практике возможно возникновение ситуаций, когда экстренная медицинская помощь с использованием данного устройства будет выполняться в темноте. В этом случае дополнительный источник света 40 устройства используют для осмотра пациента, оценки его состояния, проверки глазных рефлексов, а также для освещения в процессе работы. Осветитель (фонарь) 37 в случае необходимости может быть отделен от корпуса 1 устройства.
.