Трансиллюминатор для вен
TRANSILLUMINATOR FOR VEINS

Изобретение относится к медицине, а именно к устройствам визуализации и локализации венозной системы и может быть использовано при процедурах введения иглы или для определения точки тела, где необходимо осуществить укол и пр.
Известен трансиллюминатор "Transillumination having orange color light" no патенту США US 7874698, МПК A61B 6/00.
Это устройство просвечивания и поиска поверхностных вен имеет оранжевый свет в диапазоне 580-620 нм, а также красный свет для более глубоких вен и темной кожи. Устройство просвечивания может иметь один источник света, способный изменять цвета. В диагностических целях могут использоваться два разных источника света, каждый из которых имеет различный цвет или разные просветляющие устройства, каждый из которых имеет различный цвет. Источник света может быть оптоволоконный или светодиодный .Просветляющее устройство содержит корпус, источник оранжевого света, удерживаемый корпусом, круговую область освещения, образованную частью корпуса, и область просмотра внутри круговой области освещения.
Известное устройство имеет высокую стоимость, ограничено применение ввиду ограниченной возможности настройки просвечивания, только включение и выключение, при процедурах введения иглы во многих случаях требуется участие двух медицинских работников.
Наиболее близким заявляемому изобретению является трансиллюминатор для вен (также описанный как осветительное устройство) по патенту США US 2016242649 (А1), публ. 2016-08-25 "Vein transillumination device using orange and red light with a white exam light". В соответствии с патентом производится портативный трансиллюминатор Veinlite LEDX от компании TransLite, который осуществляет визуализацию и локализацию венозной системы.
Трансиллюминатор содержит цельный корпус плоской формы, часть которого функционально является ручкой устройства, внутри которой расположен источник питания для светодиодов, а другой конец корпуса представляет собой осветительную часть в форме дуги со свободными наружными концами, окружающей круглое сквозное окно корпуса, предназначенное для осмотра круглой области поверхности тела пациента.
На дуге по кругу размещен ряд светодиодов, которые расположены с возможностью испускания света наружу от нижней поверхности корпуса. Светодиоды обеспечивают излучение красного, оранжевого и белого света: оранжевый свет со светодиодами, имеющими длину волны излучения в диапазоне 580-620 нм, и/или красный свет от светодиодов, имеющих длину волны света в диапазоне 620-650 нм для бокового просвечивания вены. Оранжевый свет наиболее пригоден для просвечивания поверхностных вен, в то время как красный свет обеспечивает просвечивание и локализацию глубоких вен. Также в устройстве предусмотрен белый свет для освещения и осмотра поверхности кожи. Осветительное устройство содержит ручной / автоматический выключатель или механизм переключения, который позволяет пользователю переключаться между оранжевым светом / красным светом / белым светом путем простого нажатия кнопки или перемещениями устройства. В устройстве источник питания связан с переключателем, который управляется пользователем.
Совокупность светодиодов представляет собой серию из 16-ицветныхсветодиодов (12 оранжевого и 4 красных цвета) и 8 светодиодов белого цвета, симметрично распределенных среди указанных 16-и светодиодов.
Известное устройство имеет высокую стоимость, ограничено применение ввиду ограниченной возможности настройки просвечивания, только включение и выключение, при процедурах введения иглы во многих случаях требуется участие двух медицинских работников.
Возможности визуализации такого устройства ограничены наличием трех режимов просвечивания: оранжевый или красный или белый, и при исследовании пациентов разных возрастных групп отображение сосудистой системы качественно меняется. На практике это решают изменением соотношения оранжевых/красных светодиодов, применяют защитные маски для круглого окна (экранирующая бленда), рекомендуют затенение процедурного помещения.
Также удобство пользования трансиллюминаторами в качестве осветительного устройства состоят не только в компактности и легкости. Недостаток устройства-прототипа, который требует усовершенствования, состоит в том, что при введении лекарств иглой на участках тела с изгибом или вблизи суставов затруднена ориентация корпуса вдоль сосуда для введения иглы в промежуток между концами дуги. В таких случаях процедуры просвечивания, введения иглы и введения лекарства осуществляют два пользователя.
Техническая задача состоит в том, чтобы осуществить улучшение функциональности устройства путем обеспечения высокого качества визуализации сосудистой системы всех возрастных групп пациентов, с различным состоянием сосудов и кожи. При этом сохранить управление источником питания светодиодоводной группы одной кнопкой. Повысить удобство использования устройства с обеспечением возможности проведения осмотра и введения лекарств на любых участках тела одним человеком и одновременно уменьшить вес корпуса и улучшить его компактность. Снизить стоимость трансиллюминатора для вен не только ввиду применения отечественных материалов, но и за счет снижения материальных затрат и упрощение технологии изготовления.
Поставленная задача решена предлагаемым изобретением. Заявляется: Трансиллюминатор для вен, содержащий корпус плоской формы, источник питания для светодиодов с устройством управления, размещенный в части корпуса, которая функционально является ручкой трансиллюминатора, осветительную часть на другом конце корпуса в форме дуги со свободными наружными концами, окружающей круглое сквозное окно корпуса, предназначенное для осмотра круглой области поверхности тела пациента, на дуге по кругу размещен ряд светодиодов, которые расположены с возможностью излучения света наружу от нижней поверхности корпуса, при этом светодиоды обеспечивают излучение, по крайней мере, оранжевого и красного света, обеспеченного выбором соответствующей длины волны излучения. В отличии от прототипа, светодиоды соединены так с печатной платой, совмещенной с дугой, чтобы обеспечить фокусирование излучения в круглой области осмотра ниже нижней поверхности корпуса на 0,5-15 мм путем наклонного размещения светодиодов на плате, также по периметру нижней кромки круглого окна выполнен рельеф высотой около 3 мм, при этом высота h корпуса, по крайней мере, в осветительной части, и диаметр круглого окна d выполнены в соотношении h/d=1/3,2÷3,5, кроме того, светодиоды размещены симметрично в последовательности "один красный - три оранжевых" и подключены к устройству управления на базе микроконтроллера, в котором предусмотрены машиночитаемые команды для управления источником питания светодиодов посредством двух кнопочных переключателей раздельно для красных и оранжевых светодиодов, при этом управление включает в себя следующие этапы подачи команд, исполняемые последовательно посредством одного переключателя: включение группы светодиодов на 100% яркости -снижение яркости излучения до 50% - снижение яркости излучения до 25% - включение светодиодов на 100% яркости - выключение группы светодиодов, также микроконтроллер содержит машиночитаемые команды с обеспечением демонстрации заряда батареи вне рабочего режима трансиллюминатора посредством команды для управления источником питания светодиодов, задаваемой оператором путем одновременного нажатия двух кнопочных переключателей и обеспечивающей включение светодиодов в количестве, соответствующем уровню заряда.
В предложенном трансиллюминаторе длина волны свечения светодиодов: красный 630-660 нм; оранжевый 580-600 нм.
Две группы светодиодов, включающих 8 красных и 21 оранжевых, размещены на дуге вдоль кромки круглого окна в следующей последовательности: К-ООО-К-ООО-К-ООО-К-ООО-К-ООО-К-ООО-К-ООО-К.
На фиг. 1 представлено объемное изображение трансиллюминатора, на фиг. 2-3 показаны: вид сбоку, вид сверху и вид снизу.
Трансиллюминатор для вен содержит корпус 1 плоской формы и зрительно имеет разделение на осветительную часть и часть, удерживаемую рукой оператора (медицинского работника), и функционально является ручкой.
Осветительная часть корпуса выполнена в форме дуги 2, окружающей круглое сквозное окно 3 корпуса. Свободные наружные концы дуги образуют зазор 4.
На дуге размещен ряд равномерно чередующихся светодиодов 5 двух групп: оранжевого света с длиной волны излучения 580-600 нм и красного света с длиной волны излучения 630-660 нм. Как и в известных трансиллюминаторах, выбор диапазонов длин волн связан с поглощением оптического излучения кровеносными сосудами, что позволяет наблюдать их контуры и осуществлять медицинские манипуляции. Для медицинских процедур оранжевый и красный цвет в предложенном трансиллюминаторе включается раздельно и для равномерного размещения вдоль дуги предложена следующая последовательность: К-ООО-К-ООО-К-ООО-К-ООО-К-ООО-К-ООО-К-ООО-К, где К -  красный светодиод, О - оранжевый. Сочетание светодиодов 8 красных и 21 оранжевых определено опытным путем и связано со способностью проникновения излучения под кожу пациентов.
Для качественной визуализации сосудов светодиоды соединены так с печатной платой, совмещенной с дугой, чтобы обеспечить фокусирование излучения в круглой области осмотра ниже нижней поверхности корпуса на 0,5-15 мм, например, путем наклонного размещения светодиодов на плате. Для этого продольную ось светодиодов направляют ориентировочно на точку фокуса. В предложенном устройстве выводы светодиодов припаяны с минимально возможной высотой выводов 2-3 мм, что не препятствует сгибу выводов для настройки фокусирования. Такое расположение светодиодов привело к уменьшению толщины корпуса и снижению веса устройства. С учетом высоты линзы применяемых для этих целей светоизлучающих диодов (СИД) около 10 мм толщина корпуса трансиллюминатора может быть выполнена менее 15 мм. Как следствие, уменьшение высоты сквозного окна 3 позволило увеличить ширину (диаметр) окна и площадь осмотра поверхности тела пациента при той же ширине корпуса трансиллюминатора. Компактное размещение световодов позволило выполнить окно осмотра 3 с соотношением высоты корпуса h к диаметру d окна как 1:(3,2÷3,5).
При указанных геометрических параметрах не только улучшились эргономические характеристики трансиллюминатора, но и положительно изменились возможности его использования медперсоналом. Игла может быть введена в наблюдаемую в окне 3 вену не только через зазор 4 между концами дуги, но и с любого направления через бортик окна. То есть при проведении медицинских процедур нет необходимости настраивать положение корпуса 1 с направлением зазора 4 вдоль вены. Это дает особое преимущество при осмотре участков тела пациентов в местах изгибов. Предложенный трансиллюминатор обеспечивает условия, при которых один медработник имеет возможность зафиксировать корпус 1, прижимая бортик окна к участку тела пациента, в том числе в местах изгиба, и ввести иглу в вену. Причем фиксация осуществляется не всем корпусом, а практически по контуру окна. Для этого по периметру нижней кромки круглого окна выполнен рельеф 6 высотой около 3 мм. Рельеф необходим для плотного соприкосновения рабочей части прибора с кожными покровами с целью лучшего распространения света в подкожно-жировой клетчатке. При этом плотное прижатие по периметру окна также облегчает проведение процедур на участках тела с изгибом.
В экспериментальном образце трансиллюминатора светодиоды размещены симметрично в последовательности "один красный-три оранжевых" и подключены к устройству управления на базе микроконтроллера Atmega 8А. Источник питания светодиодов и микроконтроллер размещены в части корпуса 1, условно названной ручкой 7. В качестве источника питания может быть использован Li-Pol аккумулятор на 1000 mAh, предусмотрен модуль заряда аккумулятора с индикацией заряда двумя светодиодами на заднем торце трансиллюминатора. Зарядка осуществляется от microUSB кабеля. Источник питания и микроконтроллер на фигурах не показаны ввиду их общеизвестности.
В микроконтроллере предусмотрены машиночитаемые команды для управления источником питания светодиодов посредством двух кнопочных переключателей 8 и 9 раздельно для красных и оранжевых светодиодов. Управление включает в себя следующие этапы подачи команд, исполняемые последовательно посредством одного переключателя: включение группы светодиодов на 100% яркости - снижение яркости излучения до 50% - снижение яркости излучения до 25% - включение светодиодов на 100% яркости - выключение группы светодиодов. Нажатие кнопки в течение 1 с активирует группу светодиодов -включаются на 100% яркости. Повторные кратковременные нажатия снижают яркость свечения сначала до 50%, затем до 25%, затем возвращают к 100% яркости. При включенных светодиодах нажатие кнопки в течение 1 с (отдельно для красных, отдельно для оранжевых) обеспечивает выключение группы светодиодов. Управление яркостью позволяет оперативно влиять на качество получаемого в окне 3 изображения не только в зависимости от состояния кожи, но и в зависимости от окружающих условий, освещенности помещения. Это позволяет отказаться от использования экранирующей бленды, что упрощает комплектность трансиллюминатора и тем самым приводит к экономии материальных затрат.
Компактный, легкий, удобный трансиллюминатор имеет преимущество для использования в мобильных медицинских комплексах, из которых важным является его готовность к работе. В предложенном трансиллюминаторе микроконтроллер содержит машиночитаемые команды с обеспечением демонстрации заряда батареи вне рабочего режима трансиллюминатора посредством команды для управления источником питания светодиодов, задаваемой пользователем путем одновременного нажатия двух кнопочных переключателей 8 и 9. Информацией об уровне заряда служит количество включенных светодиодов: 29 диодов - 100%, 15 диодов - 50%, 1 диод - 3%).