УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, СКОРОСТИ ВВЕДЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ И ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТВОРОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ИНФУЗИОННОЙ ТЕРАПИИ, - TRANSFUSION COMPOSITION PRO

Полезная модель относится к области медицины, и, конкретнее к области инфузионной терапии.
Актуальность проблемы на сегодняшний день обосновывается негативным и зачастую фатальным влиянием гипотермического и гипертермического состояний организма человека. Тяжелые формы гипертермии и гипотермии представляют угрозу для жизни, что определяет важность их своевременного распознавания и лечения в практике неотложной помощи. Внутривенное введение холодных растворов понижает температуру тела и ведет к гипотермии, последствия которой негативно сказываются на состоянии здоровья человека [1, 2].
Известно приспособление для подогрева жидкостей и лекарственных растворов, состоящее из емкости заполненной водой, температура которой от +40 до +42°C [3].
Недостатками данного приспособления являются кратковременность его работоспособности, невозможность объективного контроля температуры лекарственного раствора. Повышенная травмоопасность при работе с ним.
Известно приспособление для подогрева жидкостей и лекарственных растворов, состоящее из проволочного каркаса для закрепления тары и источника тепла [4].
Недостатками данного приспособления являются невозможность равномерного нагрева жидкости и контроля предельной температуры нагрева.
Известно устройство «Ампир - 01». Работающего по принципу непрерывного подогрева жидкости за счет нагрева теплообменника. Устройство состоит из источника тепла помещенного в керамический барабан на наружной поверхности которого находятся цилиндрические канавки, где размещается трубка из поливинилхлорида от одноразовой инфузионной системы. Устройство снабжено цифровым индикатором температуры, отображающим температуру нагреваемого устройства и цифровым регулятором температуры [5].
Недостатками данного устройства являются громоздкость и значительный вес. Отсутствие возможности его автономной работы от аккумулятора. Прибор не обеспечивает объективного контроля температуры лекарственного раствора на входе и выходе при ее прохождении через устройство.
Известно устройство для подогрева жидкостей и лекарственных растворов «AMPIRmini». Устройство включает в себя корпус в котором размещены две нагревательные металлические пластины, дисплей отображения температуры нагрева прибора, блок управления нагревом теплообменника и аккумулятор [5].
Недостатками данного устройства является кратковременность его работы от аккумулятора, 3 часа. Прибор не обеспечивает объективного контроля температуры жидкости на входе и выходе при ее прохождении через устройство. Имеет недостаточный температурный диапазон первичного инфузируемого раствора: от +18°C до +30°C.
Известно устройство для подогрева жидкостей и лекарственных растворов, используемых при инфузионной терапии. Устройство включает в себя два корпуса и датчик светопреломления связанных между собой, один из корпусов выполняет функцию управления, а другой корпус рабочие функции. Устройство имеет источник питания, цифровую панель с кнопками для ввода целевой температуры нагрева раствора, жидкокристаллический дисплей отображения целевой температуры нагрева связанные с микроконтроллером, образуют управляющую часть, при этом микроконтроллер также связан с датчиками температуры, с возможностью установки на магистраль инфузионной системы до и после нагревательного элемента, и с жидкокристаллическими дисплеями температуры раствора до нагрева и температуры нагретого раствора, соответственно, нагревательным элементом и полупроводниковым элементом Пельтье, образующими рабочую часть, оптический датчик светопреломления выполнен с возможностью фиксации движения жидкости в капельнице инфузионной системы и соединен с микроконтроллером [6]. (Элемент Пельтье - это термоэлектрический преобразователь, принцип действия которого базируется на эффекте Пельтье - возникновении разности температур при протекании электрического тока. В англоязычной литературе элементы Пельтье обозначаются как Peltier или thermoelectric module. В основе работы элементов Пельтье лежит контакт двух токопроводящих материалов с разными уровнями энергии электронов в зоне проводимости. При протекании тока через контакт таких материалов, электрон должен приобрести энергию, чтобы перейти в более высокоэнергетическую зону проводимости другого полупроводника. При поглощении этой энергии происходит охлаждение места контакта полупроводников. При протекании тока в обратном направлении происходит нагревание места контакта полупроводников, дополнительно к обычному тепловому эффекту).
Недостатками данного устройства является невозможность контролировать и регулировать скорость введения жидкости. Также устройство не оповещает о прерывании или завершении процесса инфузии. Прибор не предотвращает попадание воздуха в магистраль инфузионной системы.
Данное устройство взято за прототип.
Технический результат, который обеспечивается полезной моделью, это расширение арсенала средств для регулирования параметров при инфузионной терапии.
Цель создания полезной модели - разработка устройства, для регулировки и контроля температуры, и скорости введения жидкостей, и лекарственных растворов, используемых при инфузионной терапии, с расширенными технико-эксплуатационными характеристиками позволяющего осуществлять контролируемую регулировку скорости введения жидкости в заданных параметрах. А так же с функцией оповещения о прерывании или завершении процесса инфузии и предотвращение попадания воздуха в магистраль инфузионной системы.
Эта цель достигается тем, что дополнительно установлен микроконтроллер для работы роликового насоса связанный с источником питания, цифровыми панелями ввода скорости и отображения заданной скорости введения жидкости, роликовым насосом, блоком оповещения и оптическим датчиком контроля попадания воздуха в магистраль инфузионной системы, подключенного также к микроконтроллеру для обработки информации о температуре, связанному через электронный выключатель с нагревательным элементом и элементом Пельтье.
Устройство состоит из двух цифровых датчиков температуры, двух цифровых панелей с кнопками для ввода необходимой целевой температуры нагрева жидкости и необходимой скорости потока жидкости, оптического датчика светопреломления, двух микроконтроллеров, двух дисплеев отображения температуры, двух цифровых панелей отображения заданных параметров температуры и скорости, оптический датчик контроля попадания воздуха в магистраль инфузионной системы, роликового насоса, нагревательного элемента, электронного выключателя нагревательного элемента и полупроводникового элемента Пельтье, полупроводникового элемента Пельтье, блока оповещения, контактных проводов, источника питания.
Сравнение предложенного устройства с другими, известными в области медицины, показало его соответствие критериям полезной модели.
Полезная модель поясняется графическим материалом. На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для регулирования и контроля температуры, скорости введения жидкостей и лекарственных растворов, используемых при инфузионной терапии, - transfusion composition pro (далее Устройство); на фиг. 2 изображен общий вид Устройства; на фиг. 3 изображен общий вид управляющей части Устройства; на фиг. 4 изображен общий вид рабочей части и оптического датчика светопреломления Устройства: 1 - управляющая часть, 2 - рабочая часть, 3 - оптический датчик светопреломления, 4 - микроконтроллер для обработки информации о температуре, 5 - микроконтроллер для работы роликового насоса, 6 -цифровая панель отображения заданной температуры, 7 - панель ввода температуры, 8 - электронный выключатель нагревательного элемента и элемента Пельтье, 9 - цифровая панель отображения заданной скорости, 10 - панель ввода скорости, 11 - элемент Пельтье, 12 - нагревательный элемент, 13 - роликовый насос, 14, 15 - цифровые датчики температуры, 16 - источник питания, 17, 18 - дисплеи отображения температуры, 19 - капельница, 20 - магистраль одноразовой инфузионной системы, 21, 22 - контактные провода, 23 - оптический датчик контроля попадания воздуха в магистраль инфузионной системы, 24 - тара с лекарственным раствором, 25 - колесо регулировки скорости потока жидкости в системе, 26 - блок оповещения.
Устройство используется следующим образом. Медицинская сестра, подготовив систему для инфузии, закрепляет оптический датчик светопреломления - 3, на капельницу - 19, и устанавливает рабочую часть устройства - 2 на магистраль инфузионной системы - 20 из силикона или тефлона, открывает колесо регулировки скорости потока жидкости в системе - 25, затем нажимает кнопку включения аппарата, выставляет необходимую целевую температуру нагрева лекарственного раствора на панели ввода - 7, выставляет скорость введения жидкости на панели ввода - 10. Целевые значения температуры нагрева и скорости введения жидкости отображается на цифровых панелях - 6 и 9 соответственно. Микроконтроллер - 5 посылает сигнал «Старт» роликовому насосу - 13. Оптический датчик светопреломления - 3 фиксирует движение жидкости в капельнице - 19 и посылает сигнал по контактному проводу - 22 на микроконтроллер - 4. Микроконтроллер - 4 посылает сигнал «Старт» электронному выключателю нагревательного элемента и элемента Пельтье - 8 и параллельно считывает информацию с цифрового датчика температуры - 15, установленного на магистрали инфузионной системы после нагревательного элемента - 12. Цифровой датчик температуры - 14 установленный на магистраль инфузионной системы - 20 до нагревательного элемента - 12, измеряет температуру раствора до нагрева и посылает информацию на микроконтроллер - 4, по контактному проводу - 21 Температура раствора до нагрева отображается на дисплее - 17. Как только температура на цифровом датчике температуры - 15 достигает целевого значения, выставленного медицинским работником, микроконтроллер - 4 фиксирует и поддерживает заданную температуру, при необходимости охлаждая нагревательный элемент с помощью полупроводникового элемента Пельтье - 11. При попадании воздуха в магистраль инфузионной системы оптический датчик контроля попадания воздуха в магистраль инфузионной системы - 23 посылает сигнал на микроконтроллер для работы роликового насоса - 5, микроконтроллер - 5 посылает сигналы на микроконтроллер - 4, на блок оповещения - 26 и сигнал «Стоп» на роликовый насос - 13. Микроконтроллер - 4 посылает сигнал «Стоп» электронному выключателю нагревательного элемента и элемента Пельтье - 8, а микроконтроллер - 5 останавливает роликовый насос. Срабатывает блок оповещения - 26. Вся система запитывается от источника питания - 16.
Нагревание и инфузия раствора происходит следующим образом. Датчик светопреломления закрепляют на капельницу, затем рабочую часть устройства закрепляют на магистраль, подготовленной и заполненной лекарственным раствором, одноразовой инфузионной системы; медицинский персонал открывает колесо регулировки скорости потока в системе, нажимает кнопку включения устройства, выставляет целевые параметры температуры и скорости введения лекарственного раствора. Устройство работает автоматически.
Пример №1. У пациента В., 46 лет, история болезни 1372/1843, проходившего процедуру дезинтоксикации в отделении неотложной наркологической помощи Самарского Областного Наркологического Диспансера с 5.11.2014 г. по 10.11.2014 г. с диагнозом «Хроническая алкогольная интоксикация. Абстинентный синдром» начата процедура дезинтоксикации, после инфузии 80 мл раствора натрия хлорида 0,9%, температура которого составляла 23°C, пациент предъявляет жалобы на озноб, появляются признаки мышечного дрожания. После вливания еще 20 мл того же раствора, мышечное дрожание выражается сильнее, у пациента начинается паника, активно предъявляет жалобы на озноб и холод. Принято решение подключить устройство для регулирования и контроля температуры, скорости введения жидкостей и лекарственных растворов, используемых при инфузионной терапии, - transfusion composition pro (далее Устройство). Медицинская сестра, подготовив систему для инфузии, закрепляет оптический датчик светопреломления, на капельницу, и устанавливает рабочую часть устройства на магистраль инфузионной системы из силикона или тефлона, открывает колесо регулировки скорости потока жидкости в системе, затем нажимает кнопку включения аппарата, выставляет необходимую целевую температуру нагрева лекарственного раствора на панели ввода, выставляет скорость введения жидкости на панели ввода. Целевые значения температуры нагрева и скорости введения жидкости отображается на цифровых панелях. Микроконтроллер для работы роликового насоса посылает сигнал «Старт» роликовому насосу. Оптический датчик светопреломления фиксирует движение жидкости в капельнице и посылает сигнал по контактному проводу на микроконтроллер для обработки информации о температуре. Микроконтроллер для обработки информации о температуре посылает сигнал «Старт» электронному выключателю нагревательного элемента и элемента Пельтье и параллельно считывает информацию с цифрового датчика температуры, установленного на магистрали инфузионной системы после нагревательного элемента. Цифровой датчик температуры установленный на магистраль инфузионной системы до нагревательного элемента, измеряет температуру раствора до нагрева и посылает информацию на микроконтроллер для обработки информации о температуре, по контактному проводу. Температура раствора до нагрева отображается на дисплее. Как только температура на цифровом датчике температуры установленного после нагревательного элемента достигает целевого значения, выставленного медицинским работником, контроллер для обработки информации о температуре фиксирует и поддерживает заданную температуру, при необходимости охлаждая нагревательный элемент с помощью полупроводникового элемента Пельтье. При попадании воздуха в магистраль инфузионной системы оптический датчик контроля попадания воздуха в магистраль инфузионной системы посылает сигнал на микроконтроллер для работы роликового насоса, микроконтроллер для работы роликового насоса посылает сигналы на микроконтроллер для обработки информации о температуре, на блок оповещения и сигнал «Стоп» на роликовый насос. Микроконтроллер для обработки информации о температуре посылает сигнал «Стоп» электронному выключателю нагревательного элемента и элемента Пельтье, а микроконтроллер для работы роликового насоса останавливает роликовый насос. Срабатывает блок оповещения. Вся система запитывается от источника питания.
Свою эффективность прибор подтвердил после вливания еще 50 мл раствора оптимальной температуры: +36,6°C. Пациент успокоился, мышечная дрожь прошла, цвет кожных покровов принял нормальный, бледно-розовый цвет.
Предложенное устройство просто в конструкции и надежно в эксплуатации, возможно и целесообразно использовать его в хирургических, токсикологических, терапевтических, поликлинических, реанимационных, анестезиологических, инфекционных, онкологических, отделениях и в подразделениях скорой неотложной медицинской помощи при проведении инфузионной терапии.
Источники информации:
1. Mallet M.L. Pathophysiology of accidental hypothermia// Q. J. Med. - 2002. - Vol. 95. - P. 775-785.
2. Danzl D.F., Pozos R.S. Accidental hypothermia // N. Engl. J. Med. - 1994. - Vol. 331. - P. 1756-1760.
3. Справочник Фельдшера под редакции профессора А. Н. Шабанова «Медицина» 1976 г.
4. Рационализаторское предложение №243 от 10 апреля 2013 г. СамГМУ г. Самара.
5. Каталог медицинского оборудования «ТАХАТ»
6. Патент на полезную модель РФ №134794 от 27 ноября 2013 г.