УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ, ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ, ОДНОГО ПАРАМЕТРА ПРОБЫ АРТЕРИАЛЬНОЙ КРОВИ Российский патент 2013 года по МПК A61B5/145 

Изобретение относится к устройству для измерения, по меньшей мере, одного параметра пробы артериальной крови.

Для того чтобы, например, в отделении интенсивной терапии при уже имеющемся входе в артерию взять пробу крови, производят аспирацию крови вручную с помощью аспирационной колбы набора инструментов для вливания и одноразовым шприцом производят забор крови через прокладку набора инструментов для вливания. Пробу крови затем анализируют с помощью внешнего газоанализатора крови или соответственно после транспортировки в пробирках отправляют в лабораторию для анализа. При заборе крови через прокладку существует некоторая опасность инфекции или повреждения для пациента и персонала, причем при транспортировке к внешнему газоанализатору крови или соответственно при отправке на лабораторный анализ могут возникнуть ошибки, например, за счет снабжения пробы крови неправильной этикеткой или перепутывания пробы крови.

В этой взаимосвязи стало также известно, что некоторые параметры крови можно измерить непосредственно на пациенте. Так, например, из US 4989606 A известна внутрисосудистая система измерения газов в крови, при которой соединительная трубка, связанная с сосудистой системой пациента, подсоединена непосредственно к блоку датчиков. Блок датчиков имеет датчик потока, содержащий флуоресцентный оптический датчик, например, для измерения концентрации O₂ и CO₂, а также значения pH крови. На выходной стороне у датчика потока закреплена соединительная трубка, которая связана с напорной емкостью, содержащей раствор соли с гепарином. В соединительной трубке, ведущей к напорной емкости, расположены регулируемый капельный клапан и продувочный клапан, приводимый в действие вручную.

Датчик потока согласно US 4989606 A закреплен на передаточном устройстве, которое содержит термостатирующее устройство для пробы крови, а также несколько световодов, посредством которых оптические сенсоры снабжают возбуждающим излучением и с помощью которых отводится замеряемое излучение. Сенсорная система, зафиксированная на руке пациента, имеет относительно большой объем и вес и поэтому при применении большей частью ощущается как мешающая. Кроме того, измерительная система не может быть встроена в обычные наборы инструментов для вливания.

Из EP 0994669 B1 известна система измерения параметров крови, которая может применяться при хирургическом вмешательстве в экстрокорпоральную циркуляцию (система “сердце-легкие”). Устройство имеет кассету, пропускающую поток, с камерой для приема пробы крови, причем в кассете расположен, по меньшей мере, один оптический датчик. Кроме того, предусмотрено устройство, с которым кассета может соединяться с возможностью разъема, причем устройство включает в себя источник света, который располагается в датчике, затем детектор света для обнаружения светового излучения, которое исходит от датчика, и, по меньшей мере, один преобразователь сигнала, связанный с детектором света. Преобразователь сигнала вырабатывает цифровой выходной сигнал, который изменяется в ответ на количество света, детектируемое, по меньшей мере, одним детектором света. В случае этого устройства имеются недостатки, уже приведенные выше в отношении US 4989606, согласно которым устройство имеет большой объем и не может быть встроено в обычный набор инструментов для вливания.

Наконец, из US 4830013 A известна внутрисосудистая измерительная система для измерения параметров крови, которая имеет катетерное устройство, в области дистального конца которого предусмотрены оптические датчики для измерения газов в крови (концентрация O₂, концентрация CO₂ и значение pH), которые расположены соответственно на кончике световода.

Задача изобретения состоит в том, чтобы предложить устройство для измерения, по меньшей мере, одного параметра пробы артериальной крови, которое имеет, по возможности, малый объем и удобно в обращении, и выполнено с возможностью применения в обычной системе артериального доступа.

Эта задача согласно изобретению решается с помощью устройства со следующими компонентами:

- датчиком потока со стандартизированными присоединительными элементами, которые связаны со стороной входа и стороной выхода измерительной ячейки датчик потока, причем измерительная ячейка имеет, по меньшей мере, один оптико-химический сенсорный элемент, расположенный с возможностью контактирования с пробой крови,

- съемным соединителем, устанавливаемым на датчик потока, с, по меньшей мере, одним источником света для возбуждения оптико-химического сенсорного элемента и, по меньшей мере, одним фотодетектором для приема измеренного излучения оптико-химического сенсорного элемента,

- электронным модулем, который имеет электрическую соединительную трубку к соединителю и, по меньшей мере, контактирует с одним источником света и, по меньшей мере, одним фотодетектором,

причем датчик потока с помощью присоединительного элемента, расположенного на стороне впуска, может подключаться к стандартизированному разъему артериального катетера и с помощью присоединительного элемента, расположенного на стороне выпуска, - к стандартизированному разъему артериального набора инструментов для вливания.

Устройство согласно изобретению может оптимальным образом вводиться в клинический рабочий процесс, причем для применения измерительного устройства следует лишь разъединить стандартизированное соединение между артериальным катетером и артериальным набором инструментов для вливания и вставить систему согласно изобретению. Электронный модуль, который снабжает источники света и фотодетекторы в соединителях, посредством гибкого электрического соединительного провода соединен с блоком индикации и оценки результатов, или соответственно можно также иметь в своем распоряжении беспроводную радиосвязь, так чтобы без дальнейшего кабельного соединения можно было бы установить связь с блоком индикации и оценки результатов. Датчик потока вместе с соединителем может быть зафиксирован на руке пациента, причем электронный модуль также может фиксироваться на руке или быть встроенным в блок индикации и оценки результатов.

Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения в измерительной ячейке датчика потока может быть расположено предпочтительно оптическое измерительное устройство, которое при контакте с пробой крови выдает стартовый сигнал для активации измерения параметров.

Изобретение поясняется далее более подробно на основе чертежей. Показывают:

фиг.1 - система доступа к артерии вместе с катетером и набором инструментов для вливания согласно уровню техники;

фиг.2 - вариант выполнения устройства согласно изобретению для измерения, по меньшей мере, одного параметра пробы артериальной крови, встроенного в систему доступа к артерии согласно фиг.1;

фиг.3 и фиг.4 - различные детали выполнения устройства согласно изобретению согласно фиг.2; а также

фиг.5 - предпочтительный вариант выполнения устройства согласно изобретению по фиг.2.

Доступ к артерии согласно уровню техники, с помощью которого возможен забор пробы крови, предназначенный для анализа крови, включает в себя артериальный катетер 1, а также непосредственно вставляемый артериальный набор 16 инструментов для вливания. На выходной стороне набора 16 инструментов для вливания находится напорная емкость 20, обозначенная лишь схематически, которая содержит, например, промывочный раствор, содержащий гепарин.

Для проводимого анализа крови следует забирать пробу крови, для чего необходимы следующие этапы работы:

1. закрывается запорный клапан 21 между напорной емкостью 20 и аспирационной колбой 22,

2. проба крови аспирируется вручную с помощью аспирационной колбы 22 набора 16 инструментов для вливания,

3. запорный клапан 23 между аспирационной колбой 22 и прокладкой 24 для забора крови закрывается,

4. проба артериальной крови с помощью одноразового шприца (не показан) забирается через прокладку 24 (недостатки: опасность инфекции для пациента и персонала, опасность повреждения),

5. проба крови замеряется с помощью внешнего анализатора или транспортируется в пробирках и отсылается для анализа в лабораторию (недостатки: повышенная трудоемкость управления, опасность загрязнения),

6. запорный клапан 23 открывается, и отсосанная кровь с помощью аспирационной колбы 22 вводится во внутрь артерии,

7. прокладка 24 подвергается очистке,

8. запорный клапан 21 открывается, и артериальный трубка очищается с помощью продувочного клапана 26.

Капельный клапан набора инструментов для вливания, регулируемый вручную, обозначен ссылочной позицией 25. Артериальный катетер 1, а также набор 16 инструментов для вливания имеют стандартизированные разъемы 14, 15, например адаптер Люэра, посредством которых оба компонента 1 и 16 известным способом соединяются с обеспечением непроницаемости для жидкости и газа.

Измерительная система согласно изобретению в соответствии с фиг.2 в противоположность этому имеет значительные преимущества, так как в этом случае измерение желаемых параметров крови осуществляется непосредственно на пациенте с помощью датчика 2 потока, который вводится между стандартными компонентами доступа к артерии, а именно между артериальным катетером 1 и артериальным набором 16 инструментов для вливания.

Датчик 2 потока устройства согласно изобретению имеет для этой цели стандартизированные присоединительные элементы 3 и 4, например адаптеры Люэра, которые связаны со стороной 5, 6 впуска и выпуска измерительной ячейки 7 датчика 2 для потока. В измерительной ячейке 7 расположены оптико-химические сенсорные элементы 8, установленные с возможностью контактирования с пробой крови, причем на фиг.2 такой сенсорный элемент показан лишь схематически.

Далее, устройство имеет съемный соединитель 9, устанавливаемый на датчик 2 потока, который оснащен, по меньшей мере, одним источником 10 света для возбуждения оптико-химического сенсорного элемента 8 и фотоприемником 11 для приема измерительного излучения, эмитированного сенсорным элементом 8. Измерительную систему можно поэтому эксплуатировать очень экономично, так как датчик потока может для нового применения устройства для измерений очень просто заменяться.

Как показано далее на фиг.3, соединитель 9 посредством электрического соединительного провода 13 соединен с электронным модулем 12, который служит для снабжения источника света 10 (например, LED, светоизлучающего диода) и для дальнейшего проведения сигнала фотоприемника 11 (например, фотодиода). Датчик 2 потока посредством присоединительного элемента 3, расположенного на стороне впуска, присоединен к стандартизированному разъему 14 артериального катетера 1 и посредством присоединительного элемента 4, расположенного на стороне выпуска, соединен со стандартизированным разъемом 15 артериального набора 16 инструментов для вливания. Вся измерительная система тем самым простым способом посредством размыкания соединения Люэра может вводиться в стандартную артериальную систему согласно фиг.1.

Электронный модуль 12, который служит для осуществления контакта источников света 10 и фотоприемников 11 в соединителе 9, посредством электрического соединительного провода 17 или беспроводной радиосвязи соединен с блоком 18 индикации и оценки результатов. Как показано схематически на фиг.4, электронный модуль 12 может также быть встроенным непосредственно в блок 18' индикации и оценки результатов. Соединитель 9 имеет клемму 27, механически стабильно обхватывающую датчик 2 потока, и с помощью которой осуществляется фиксирование оптических элементов в правильном положении.

В варианте выполнения устройства согласно изобретению, представленного на фиг.5, для снятия механической нагрузки с артериального катетера 1 между присоединительным элементом 3 датчика 2 потока, расположенным на стороне впуска, и собственно измерительной ячейкой 7 предусмотрен гибкий отрезок 19 трубки. Такая гибкая разгрузка может быть также предусмотрена между присоединительным элементом 4, расположенным на стороне выпуска, и измерительной ячейкой 7.

Согласно одному варианту выполнения изобретения в измерительной ячейке 7 датчика 2 потока может быть расположено предпочтительно оптическое измерительное устройство, которое при контакте с пробой крови выдает стартовый сигнал для активации измерения параметров. С помощью этого устройства может также быстро быть обнаружена кровь, непреднамеренно выходящая в систему забора, и с помощью блока 18, 18' индикации и оценки результатов может активироваться соответствующий оптический или акустический предупредительный сигнал, а также при необходимости промывка катетера.

Для анализа крови с помощью устройства согласно изобретению следует выполнить лишь следующие этапы работы:

1. закрытие запорного клапана 21 между напорной емкостью 20 и аспирационной колбой 22;

2. ручную аспирацию пробы крови с помощью аспирационной колбы 22 артериального набора 16 инструментов для вливания; затем измерение может автоматически активироваться с помощью оптического устройства для распознания крови;

3. ожидание подтверждающего сигнала (акустического или оптического) блока 18 или 18' индикации и оценки результатов, с помощью которого осуществляется измерение;

4. реинфузию пробы крови с помощью аспирационной колбы 22;

5. промывку артериальных трубок с помощью продувочного клапана 26.

Также является возможным с помощью автоматизированной системы в заданные промежутки времени предусматривать измерения, причем аспирация пробы крови в измерительную ячейку 7 датчика 2 для измерения потока осуществляется с помощью (здесь не показанного) поршневого или перистальтического насоса.

Согласно изобретению в измерительной ячейке 7 датчика 2 потока дополнительно расположен датчик для измерения температуры. Предпочтительно измерение начинается лишь в том случае, если наблюдается стаз пробы крови. Автоматическое начало измерения может, таким образом, связываться с измерением температуры. Скорость протекания или стаз пробы крови может определяться, например, замеренными температурными градиентами. Принцип: пока аспирированная кровь находится в движении, температура увеличивается. Как только кровь в измерительной ячейке остановится, температура начинает снижаться. Таким образом, можно лучше определить и контролировать оптимальный момент начала измерения, что повышает точность измерений.

Предпочтительно измерительная ячейка 7 датчика 2 потока имеет, по меньшей мере, один датчик для измерения одного параметра из группы O₂, CO₂, pH, натрий, калий, глюкоза, лактат и температура.

Существенные преимущества измерительной системы согласно изобретению состоят в том, что:

- измерительная система простым образом может вводиться в стандартную систему, состоящую из артериального катетера и артериального набора инструментов для вливания, с помощью стандартизированных соединительных элементов (например, Люэр-разъемов),

- устройство согласно изобретению может использоваться, таким образом, с любой традиционной системой забора крови,

- артериальный катетер может и дальше использоваться во всех предусмотренных случаях применения,

- не существует никакой опасности инфекции для пациента и персонала,

- не существует никакого расхода крови за счет измерения,

- при анализе пробы крови не существует никакой опасности перепутывания.

Изобретение относится к медицине. Устройство содержит датчик потока со стандартизированными присоединительными элементами. которые связаны со стороной впуска и выпуска измерительной ячейки датчика потока. Измерительная ячейка имеет оптико-химический сенсорный элемент, расположенный с возможностью контактирования с анализом крови. Датчик потока установлен с возможностью присоединения посредством присоединительного элемента, расположенного на стороне впуска, к стандартизированному разъему артериального катетера и посредством разъема, расположенного на стороне выпуска, - к стандартизированному разъему артериального набора инструментов для вливаний. Съемный соединитель установлен на датчик потока с источником света для возбуждения оптико-химического сенсорного элемента и фотодетектором для приема измеренного излучения оптико-химического сенсорного элемента. Электронный модуль имеет электрический соединительный провод к съемному соединителю, контактирующий, по меньшей мере, с одним источником света и, по меньшей мере, одним фотодетектором. Технический результат состоит в повышении безопасности при использовании устройства. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для измерения, по меньшей мере, одного параметра пробы артериальной крови, содержащее датчик (2) потока со стандартизированными присоединительными элементами (3. 4), которые связаны со стороной (5, 6) впуска и выпуска измерительной ячейки (7) датчика (2) потока, причем измерительная ячейка (7) имеет оптико-химический сенсорный элемент (8), расположенный с возможностью контактирования с анализом крови, и при этом датчик (2) потока установлен с возможностью присоединения посредством присоединительного элемента (3), расположенного на стороне впуска, к стандартизированному разъему (14) артериального катетера (1) и посредством разъема (4), расположенного на стороне выпуска, - к стандартизированному разъему (15) артериального набора (16) инструментов для вливаний, отличающееся тем, что содержит
- съемный соединитель (9), устанавливаемый на датчик (2) потока, с, по меньшей мере, одним источником (10) света для возбуждения оптико-химического сенсорного элемента (8) и, по меньшей мере, одним фотодетектором (11) для приема измеренного излучения оптико-химического сенсорного элемента (8),
- электронный модуль (12), который имеет электрический соединительный провод (13) к соединителю (9), контактирующий, по меньшей мере, с одним источником (10) света и, по меньшей мере, одним фотодетектором (11).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электронный модуль (12) имеет электрический соединительный провод (17) или беспроводную радиосвязь с устройством (18) индикации и оценки.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электронный модуль (12) встроен в блок (18') индикации и оценки результатов.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для снятия механической нагрузки с артериального катетера (1) между присоединительным элементом (3), расположенным на стороне впуска, и/или расположенным на стороне выпуска присоединительным элементом (4) датчика (2) потока и измерительной ячейкой (7) предусмотрен гибкий отрезок (19) трубки.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соединитель (9) имеет клемму (27), механически стабильно обхватывающую датчик (2) потока.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в измерительной ячейке (7) датчика (2) потока расположено предпочтительно оптическое измерительное устройство, которое при контакте с пробой крови выдает стартовый сигнал для активации измерения параметров.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что аспирация пробы крови в измерительную ячейку (7) датчика (2) потока осуществляется с помощью аспирационной колбы (22) артериального набора (16) инструментов для вливания, приводимой в действие вручную.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что аспирация пробы крови в измерительную ячейку (7) датчика (2) потока осуществляется с помощью поршневого или шлангового насоса, приводимого в действие автоматически.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в измерительной ячейке (7) датчика (2) потока дополнительно расположен датчик для измерения температуры.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что измерительная ячейка (7) датчика (2) потока имеет, по меньшей мере, один датчик для измерения параметра из группы О₂, СО₂, рН, натрий, калий, глюкоза, лактат и температура.