СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ДИСТАЛЬНОГО КОНЦА ТРУБКИ ОТНОСИТЕЛЬНО КРОВЕНОСНОГО СОСУДА Российский патент 2015 года по МПК A61M5/168 A61B5/06 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к системам контроля положения дистального конца трубки относительно кровеносного сосуда.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Патент США 4971068 раскрывает иглу, содержащую металлическую канюлю и термочувствительный индикатор, смонтированный на канюле. Проникновение в кровеносный сосуд наглядно показывают путем изменения цвета термочувствительного индикатора в случае, когда кровь попадает в канюлю и достигает упомянутого термочувствительного индикатора.

Недостаток иглы, раскрытой в патенте США 4971068, состоит в том, что нет возможности проконтролировать, сохраняет ли канюля свое положение внутри кровеносного сосуда во время процедур инъекции, т.е. таких процедур, когда жидкость поступает к пациенту. А именно, для иглы, раскрытой в патенте США 4971068, требуется, чтобы кровь сама втекала в канюлю вплоть до термочувствительного индикатора, чтобы наблюдать проникновение в кровеносный сосуд и, следовательно, наблюдать нахождение канюли в кровеносном сосуде. Следовательно, игла, раскрытая в патенте США 4971068, допускает применение только в процедурах взятия образцов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью изобретения является создание системы такого типа, как определено во вступительном абзаце, способную контролировать, сохраняется ли положение дистального конца трубки внутри кровеносного сосуда как для случаев процедур взятия образцов, так и для процедур инъекции.

Цель изобретения достигается с помощью системы согласно изобретению для контроля положения дистального конца трубки относительно кровеносного сосуда млекопитающего. Система согласно изобретению содержит:

источник для генерации исходящего луча электромагнитного излучения, имеющего заранее заданный электромагнитный спектр,

направляющую для направления исходящего луча к дистальному концу и для направления к измерительному устройству входящего луча электромагнитного излучения, отраженного окрестностями дистального конца в ответ на упомянутый выходящий луч,

измерительное устройство для измерения связанного с электромагнитным спектром параметра входящего луча и

сравнивающее устройство, выполненное с возможностью сравнения упомянутого параметра с эталонным параметром, связанным с эталонным электромагнитным спектром, представляющим заранее заданное положение дистального конца внутри млекопитающего.

Кровь, а более конкретно красные кровяные тельца, содержат гемоглобин, а ткань, окружающая кровеносный сосуд, нет или, по крайней мере, в значительно меньшей степени. Гемоглобин - это металлопротеид, содержащий железо и служащий для переноса кислорода. Гемоглобин обеспечивает кровь отличающимися свойствами отражения и поглощения по сравнению с тканью. Следовательно, параметры, связанные с электромагнитным спектром входящего луча электромагнитного излучения, получаемого в ответ на исходящий луч электромагнитного излучения, являются переменными при отражении кровью. Например, красный свет, т.е. электромагнитное излучение, имеющее длину волны в диапазоне от 630 нм до 740 нм, отражается относительно сильно, а зеленый свет, т.е. электромагнитное излучение, имеющее длину волны в диапазоне от 490 нм до 560 нм, отражается в значительно меньшей степени, т.е. поглощается относительно сильно. Следовательно, вышеупомянутые параметры значительно отличаются, если дистальный конец трубки расположен внутри кровеносного сосуда по сравнению с ситуацией, когда он расположен вне кровеносного сосуда.

Путем измерения конкретного параметра, связанного с электромагнитным спектром входящего луча, полученного в ответ на исходящий луч, и сравнения упомянутого параметра с соответствующим параметром эталонного электромагнитного спектра, если дистальный конец трубки был расположен в заранее известном положении внутри пациента, надежно устанавливают, находится ли дистальный конец трубки в упомянутом месте.

Если эталонный спектр отражает ситуацию, когда заранее заданное положение находится внутри кровеносного сосуда, соответствие последних характеристик является показателем соответствующего положения дистального конца трубки, а значительные отличия последних характеристик являются показателем неправильного положения. Если эталонный спектр показывает ситуацию, когда заранее заданное положение находится вне кровеносного сосуда, т.е. внутри ткани, имеет силу противоположное утверждение.

Входящий луч электромагнитного излучения отражается окрестностями дистального конца трубки в ответ на исходящий луч. Следовательно, для контроля положения дистального конца не требуется, чтобы кровь сама протекала через трубку. В результате, система согласно изобретению способна контролировать положение дистального конца трубки относительно кровеносного сосуда во время процедур взятия образцов, когда кровь через трубку вытягивается из пациента, равно как и процедур инъекции, при которых через упомянутую трубку жидкость течет в направлении кровеносного сосуда.

Как во время процедур взятия образцов, так и процедур инъекции, положение дистального конца трубки подвержено отклонениям из-за, например, движений пациента. Если положение дистального конца внутри кровеносного сосуда изменяется, т.е. дистальный конец больше не находится внутри кровеносного сосуда, жидкость подается в ткань, окружающую кровеносный сосуд. В результате этого, у пациента возникает болезненная чувствительность, отек и/или боль. Систему согласно изобретению применяют для выявления последней ситуации, позволяя тем самым специалисту-медику принять соответствующие меры.

Кроме того, следует заметить, что система согласно изобретению пригодна для контроля положения дистального конца трубки во время всех стадий вышеупомянутых процедур. Это означает, что система согласно изобретению пригодна для успешного применения не только во время процесса обмена жидкостями с пациентом, но также и в начале такой процедуры, начинающейся с проникновения в кровеносный сосуд.

В этом документе к рассматриваемому кровеносному сосуду относятся и вены, и артерии.

Следует заметить, что спектр исходящего луча не ограничивается только видимой частью электромагнитного спектра. Это означает, что спектр может включать в себя длины волн короче, чем 380 нм, равно как и длины волн, превышающие 750 нм.

В данном тексте под трубкой подразумевается проход для обмена жидкостью с млекопитающим пациентом, например, игла, канюля, мягкий катетер, и т.п.

В предпочтительном исполнении системы согласно изобретению эталонный электромагнитный спектр представляет собой ситуацию, когда заранее заданным положением является нахождение в кровеносном сосуде. Это исполнение дает возможность обнаружить смещение дистального конца трубки относительно кровеносного сосуда, даже если дистальный конец не находится в ткани, окружающей кровеносный сосуд, что противоположно исполнению, в котором эталонный электромагнитный спектр представляет ситуацию, когда заранее заданным положением является нахождение в ткани, окружающей кровеносный сосуд. Зато это исполнение имеет преимущество, состоящее в возможности надежнее контролировать положение дистального конца трубки по отношению к кровеносному сосуду.

В следующем предпочтительном исполнении системы согласно изобретению параметр, связанный с электромагнитным спектром, имеет временную зависимость. В этом исполнении параметр, связанный с электромагнитным спектром, не только зависит от отражательной способности крови. Кроме того, он зависит от скорости течения крови. Это означает, что красные кровяные тельца, которые однородно или неоднородно рассеяны в крови, будут отклонять входящий луч с Допплеровским смещением, обусловленным их скоростями. Упомянутое Допплеровское смещение соответственно влияет на зависимое от времени поведение электромагнитного спектра входящего луча. Если дистальный конец трубки прекращает процесс своего размещения внутри кровеносного сосуда, то последнее Допплеровское смещение больше не существует. Следовательно, преимущество этого исполнения заключается в возможности обнаружить, что дистальный конец трубки не расположен внутри кровеносного сосуда, но, тем не менее, остается окруженным кровью. Последняя ситуация может, например, возникнуть, когда выполняется лечение пациента, страдающего затруднительной свертываемостью крови. Для таких пациентов, если дистальный конец прекращает процесс своего размещения внутри кровеносного сосуда и оканчивается в ткани, окружающей кровеносный сосуд, он, тем не менее, будет окружен кровью.

В практическом исполнении системы согласно изобретению параметр, связанный с электромагнитным спектром, является спектральной величиной.

В следующем практическом исполнении системы согласно изобретению параметр, связанный с электромагнитным спектром, является спектральной величиной с конкретной длиной волны. Это исполнение имеет преимущество в том, что облегчает работу для системы, в то время как позволяет ясно и недвусмысленно определить возможное смещение дистального конца трубки по отношению к кровеносному сосуду. Например, спектр поглощения крови имеет практическое преимущество для длин волн около 400 нм, в противоположность спектру поглощения ткани, окружающей кровеносный сосуд. Последняя отличительная характеристика поглощения соответственно отражается электромагнитным спектром входящего луча и, следовательно, составляет основу для определения того, находится ли дистальный конец внутри кровеносного сосуда.

В следующем предпочтительном исполнении системы согласно изобретению конкретная длина волны находится в диапазоне от 630 нм до 730 нм. Кровь отражает в диапазоне длин волн от 630 нм до 730 нм в целом сильнее по сравнению со стенками кровеносного сосуда. Следовательно, это исполнение имеет преимущество в том, что оно позволяет точно зарегистрировать, находится ли дистальный конец внутри кровеносного сосуда или в положении вне кровеносного сосуда, но близко к его стенке.

В следующем практическом исполнении системы согласно изобретению стенка трубки выполнена с возможностью выполнения функций направляющей. Это исполнение обеспечивает интеграцию многих функциональных возможностей, т.е. передачу жидкости к пациенту или от пациента, направление исходящего луча к пациенту и передачу входящего луча к измерительному устройству, в один элемент, уменьшая тем самым число элементов, образующих систему. В результате это исполнение имеет преимущество в экономической обоснованности утилизации трубки после одноразового использования.

В следующем предпочтительном исполнении системы согласно изобретению направляющая выполнена с возможностью приема жидкости с целью направления исходящего луча и входящего луча. В этом исполнении функциональная характеристика направляющей зависит от количества жидкости, присутствующей в трубке. Если нет жидкости, то не передаются ни исходящий, ни входящий лучи. Следовательно, в дополнение к эффективному сокращению затрат, связанных с реализацией направляющей, это исполнение дополнительно позволяет определять, прервано ли поступление жидкости к пациенту или взятие образцов у пациента. Такие прерывания могут вызываться опустошением контейнера, присоединенного к функционирующей трубке, или затруднением прохода из-за резкого изгиба.

В следующем предпочтительном исполнении системы согласно изобретению трубка выполнена в виде оптоволокна для функционирования в качестве направляющей. Это исполнение имеет преимущество в обеспечении направляющей отличными оптическими свойствами, например гарантируется полное внутреннее отражение, без негативного влияния на загрузку-разгрузку системы профессионалами-медиками и без негативного воздействия на удобство пациента.

Следующее предпочтительное исполнение системы согласно изобретению содержит капельницу для временного накопления жидкости, капающей из контейнера с жидкостью в течение работы, причем капельница выполнена в виде оптического элемента, содействующего направляющей в направлении исходящего луча электромагнитного излучения в направлении от источника до дистального конца. Этот оптический элемент имеет прозрачную часть, когда покрыт жидкостью в капельнице, и отражающую часть, когда не покрыт жидкостью в капельнице. Следовательно, оптический элемент позволяет исходящему лучу проходить при погружении в жидкость, и не допускает прохождение исходящего луча в случае полного окружения воздухом. В результате входящий луч зависит от количества жидкости в капельнице. Таким образом, преимуществом этого исполнения является возможность обнаружения того, не упал ли уровень жидкости в капельнице ниже некоторого критического уровня.

Следующее предпочтительное исполнение системы согласно изобретению содержит капельницу для временного накопления жидкости, капающей в процессе использования из контейнера с жидкостью, при этом источник выполнен с возможностью предоставления исходящего луча электромагнитного излучения с направлением, пересекающим воображаемую ось, вдоль которой жидкость во время рабочего режима капает из контейнера с жидкостью в сторону трубки. Это пересечение подразумевает, что исходящий луч не параллелен воображаемой оси. Всякий раз, когда капля жидкости пересекает исходящий луч электромагнитного излучения, упомянутый луч будет отклоняться. Следовательно, частота, с которой исходящий луч при этом отклоняется от своего пути, соответствует ритму падения капель жидкости. Предполагая известным средний размер капель жидкости, частота, с которой отклоняется исходящий луч, образует меру скорости, с которой жидкость поступает к пациенту. В результате преимуществом этого исполнения является возможность регистрации скорости подачи жидкости.

Следующее предпочтительное исполнение системы согласно изобретению содержит капельницу для временного накопления жидкости, капающей из контейнера с жидкостью в течение работы, при этом источник выполнен с возможностью предоставления исходящего луча электромагнитного излучения с направлением, пересекающим поверхность раздела жидкости в капельнице. Всякий раз, когда капля жидкости касается поверхности, т.е. поверхности жидкости в капельнице, возбуждается поверхностная волна, которая изменяет отклонение исходящего луча поверхностью раздела жидкости. Следовательно, частота, с которой происходит отклонение исходящего луча, соответствует скорости падения капель жидкости. Предполагая известным средний размер капель жидкости, частота, с которой отклоняется исходящий луч, образует меру скорости поступления жидкости к пациенту. Следовательно, преимуществом этого исполнения является возможность регистрации скорости подачи к пациенту.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 схематически показывает исполнение системы согласно зобретению, у которой направляющая выполнена отдельно от трубки.

Фиг. 2A, 2B и 2C показывают отличия спектров соответственно для ткани, стенки кровеносного сосуда и крови.

Фиг. 3 схематически показывает варианты исполнения системы согласно изобретению, в которых направляющая объединена с трубкой.

Фиг. 4 схематически показывает исполнение системы согласно изобретению, содержащей капельницу.

Фиг. 5 схематически показывает исполнение системы согласно изобретению, в которой предоставляют исходящий луч с направлением, пересекающим жидкость, стекающую в виде капель из контейнера с жидкостью.

Фиг. 6 схематически показывает исполнение системы согласно изобретению, в которой предоставляют исходящий луч с направлением, пересекающим поверхность раздела жидкости в капельнице.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИСПОЛНЕНИЙ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1 схематически показывает систему 101 контроля положения дистального конца 102 трубки 104 по отношению к кровеносному сосуду 106. Конкретно в этом исполнении система 101 предназначена для внутривенного вливания жидкости 108 через трубку 104. Тем не менее, систему 101 можно столь же хорошо использовать для взятия образцов из кровеносного сосуда 106. Система 101 выполнена в виде источника 110 для генерации исходящего луча 112 электромагнитного излучения, имеющего заранее заданный электромагнитный спектр. Система 101, более того, содержит направляющую 114 для передачи исходящего луча 112 к дистальному концу 102 трубки 104. Из фиг. 1 становится понятно, что направляющей 114 и трубке 104 не нужно обязательно объединяться в единый элемент. Направляющая 114, тем не менее, выполнена с возможностью передачи входящего луча 116 электромагнитного излучения, отраженного окрестностями 118 дистального конца 102 в ответ на упомянутый исходящий луч 112 электромагнитного излучения в измерительное устройство 120. Измерительное устройство 120 выполнено с возможностью измерения параметра 122, связанного с электромагнитным спектром входящего луча 116 электромагнитного излучения. Последний параметр изменяется при отражении кровью, т.е. параметр будет отличаться, если окрестности 118 дистального конца 102 содержат кровь, по сравнению с ситуацией, когда окрестности 118 не содержат кровь, например, если окрестности 118 представляют собой ткань, окружающую кровеносный сосуд 106. Система 101, кроме того, содержит сравнивающее устройство 124, выполненное с возможностью сравнения параметра 122 с эталонным параметром 126, связанным с эталонным электромагнитным спектром. Эталонный электромагнитный спектр можно получить у входящего луча 116 в ответ на исходящий луч 112, если бы дистальный конец 102 располагался в некотором заранее заданном положении внутри млекопитающего пациента. Эталонный параметр 126 можно хранить в памяти 128. Выходной сигнал 130 сравнивающего устройства 124 позволяет профессионалу-медику сделать заключение о положении дистального конца 102 по отношению к кровеносному сосуду 106 и с учетом этого принять соответствующие меры, если дистальный конец 102 оказался не внутри кровеносного сосуда 106 либо потому, что он не попал в кровеносный сосуд 106 в начале инъекции или процедуры взятия образца, либо потому, что он больше не находится внутри кровеносного сосуда 106, например, из-за движения пациента.

В конкретном исполнении системы 101 эталонный электромагнитный спектр отражает ситуацию, когда заранее заданное положение находится внутри кровеносного сосуда 106. Следовательно, для данного исполнения системы 101 верно, что если параметр 122, по существу, равен опорному параметру 126, дистальный конец 102 находится внутри кровеносного сосуда 106.

В конкретном исполнении системы 101 измерительное устройство 120, тем не менее, выполнено с возможностью измерения зависимости от времени электромагнитного спектра входящего луча 116. Принимая во внимание конкретную скорость потока крови и его направление, как показано стрелкой 132, красные кровяные тельца 134, 136 и 138 последовательно отражают исходящий луч 116, вызывая Допплеровское смещение согласно скорости потока крови. С этой целью измерительное устройство 120 можно снабдить известным лазерным Допплеровским виброметром.

В еще одном конкретном исполнении системы 101 измерительное устройство 120 в качестве альтернативы, выполнено с возможностью измерения спектрального состава электромагнитного спектра входящего луча 116. Фиг. 2A показывает отраженный тканью спектр, фиг. 2B показывает спектр, отраженный стенкой кровеносного сосуда, и фиг. 2C показывает спектр, отраженный кровью. Интенсивность отраженных спектров выражена безразмерным образом. Эталонный электромагнитный спектр может быть или отраженным спектром ткани, как показано на фиг. 2A, или отраженным спектром крови, как показано на фиг. 2C. Согласно фиг. 2A и 2C отраженные спектры крови и ткани значительно отличаются, особенно для длин волн короче 570 нм и для длин волн между 650 и 750 нм. Эти отличия свойственны, с одной стороны, относительно сильному поглощению кровью зеленого света, т.е. электромагнитного излучения, имеющего длины волн в диапазоне от 520 до 570 нм, и, с другой стороны, относительно сильному отражению кровью красного света, т.е. электромагнитного излучения, имеющего длины волн в диапазоне от 630 до 740 нм. Поэтому в следующем предпочтительном исполнении системы согласно изобретению, измерительное устройство выполнено с возможностью измерения спектрального состава электромагнитного спектра входящего луча 116 на заданной длине волны, преимущественно длине волны в диапазоне от 630 до 730 нм, например 700 нм. Последний диапазон длин волн позволяет надежно и точно отличать случаи крови от случаев стенок кровеносного сосуда (фиг. 2B и 2C). Более того, если учесть, что длина волны находится между 630 и 730 нм, то получается сигнал большей амплитуды, увеличивая тем самым отношение сигнал/шум, связанное с параметром 122, а значит, увеличивая точность измерений системы 101. В следующем исполнении системы согласно изобретению измерительное устройство выполнено с возможностью измерения спектрального состава электромагнитного спектра входящего луча 116 во множестве отдельных длин волн, предпочтительно во множестве длин волн в диапазоне от 630 до 730 нм, например 650 нм, 680 нм и 710 нм.

Фиг. 3A схематически показывает систему 301 контроля положения дистального конца 302 трубки 304 по отношению к кровеносному сосуду 306. В этом конкретном исполнении трубка 104 применяется для внутривенного вливания жидкости 308, тем не менее, ее можно столь же хорошо использовать для взятия образцов из кровеносного сосуда 306. Система 301 содержит источник 310 для генерации исходящего луча 312 электромагнитного излучения, имеющего заранее заданный электромагнитный спектр. Система 301, кроме того, содержит направляющую 314 для передачи исходящего луча 312 к дистальному концу 302 трубки 304. В этом конкретном исполнении стенка трубки 304 выполнена с возможностью выполнять функции направляющей 314. В результате трубку 304 и направляющую 314 эффективно объединяют в один элемент. Стенка использует принцип полного внутреннего отражения. Направляющая 314 тем самым выполнена с возможностью передачи входящего луча 316 электромагнитного излучения, отраженного окрестностями 318 дистального конца 302 в ответ на упомянутый исходящий луч 312 электромагнитного излучения, к измерительному устройству 320. Измерительное устройство 320 выполнено с возможностью измерения параметра 322, связанного с электромагнитным спектром входящего луча 316 электромагнитного излучения. Параметр 322 может иметь временную зависимость спектрального состава электромагнитного спектра входящего луча 316. Система 301 к тому же содержит сравнивающее устройство 324, выполненное с возможностью сравнения параметра 322 с эталонным параметром 326, связанным с эталонным электромагнитным спектром.

Эталонный электромагнитный спектр можно получить у входящего луча 316 в ответ на исходящий луч 312, если бы дистальный конец 302 располагался в некотором заранее заданном положении внутри млекопитающего пациента. При этом заранее заданное положение может находиться либо внутри кровеносного сосуда 306, либо в ткани, окружающей кровеносный сосуд 306. В этом конкретном примере память 328 выполнена с возможностью хранения эталонного параметра 326. Выходной сигнал 330 сравнивающего устройства 324 позволяет принять соответствующие меры вызванному профессионалу-медику, если система 301 указывает на то, что положение дистального конца 302 не находится внутри кровеносного сосуда 306.

На фиг. 3B те же самые номера ссылок соответствуют аналогичным элементам. В этом конкретном исполнении, показанном на фиг. 3B, оптоволокно выполнено с возможностью функционирования в качестве направляющей 314. Следовательно, в этом конкретном исполнении, показанном на фиг. 3B, трубку 304 и направляющую 314 фактически объединяют в один элемент. В оптоволокне используется явление полного внутреннего отражения.

На фиг. 4 схематически показана система 402 для контроля положения дистального конца (не показан) трубки 403 относительно кровеносного сосуда (не показан). Систему 402 съемно монтируют на капельнице 404. Капельница 404 выполнена с возможностью накопления жидкости 406, которую предстоит внутривенно вводить млекопитающему пациенту (не показан). Система 402 содержит источник 408 для генерации исходящего луча 410, имеющего заранее заданный электромагнитный спектр. Система 402, более того, содержит измерительное устройство 412 для измерения параметра 414, связанного с входящим лучом 416, отраженным окрестностями дистального конца трубки. Система 402 содержит направляющую для передачи исходящего луча 410 к дистальному концу трубки 403 и для направления входящего луча 416 к измерительному устройству 412, причем функцию направляющей осуществляет сама жидкость 406. Вместо этого, например, можно было бы столь же хорошо использовать оптоволокно для создания направляющей. Система 402, более того, содержит зеркало 418 и оптический элемент 420. Оптический элемент содержит прозрачную часть, когда покрыт жидкостью 406, и отражающую часть, когда не покрыт жидкостью 406, т.е. в условиях покрытия воздухом. Следовательно, оптический элемент 420 будет пропускать исходящий луч 410, только если упомянутый исходящий луч взаимодействует с той частью, которая погружена в жидкую среду 406. В результате, если жидкость находится на любом уровне выше критического уровня 422, исходящий луч 410 будет проходить через оптический элемент 420, тогда как исходящий луч отражается оптическим элементом 420, если жидкость, например, находится на уровне 424, при котором отражение обусловливает признак того, что количество жидкости 406 в капельнице 404 находится ниже критической величины. Система 402, более того, содержит сравнивающее устройство 426 для сравнения параметра 414 с эталонным параметром 428, который можно хранить в памяти 430. Сравнивающее устройство 426 генерирует информацию 432, указывающую положение дистального конца трубки относительно кровеносного сосуда млекопитающего.

На фиг. 5 схематически показана система 502 для контроля положения дистального конца (не показан) трубки 503 относительно кровеносного сосуда (не показан). Систему 502 съемно монтируют на капельнице 504. Капельница 504 выполнена с возможностью накопления жидкости 506, которую предстоит внутривенно вводить млекопитающему пациенту (не показан). Система 502 содержит источник 508 для генерации исходящего луча 510, имеющего заранее заданный электромагнитный спектр. Источник 508 выполнен с возможностью предоставления исходящего луча 510 с направлением, пересекающим воображаемую ось 512, вдоль которой во время рабочего режима из контейнера с жидкостью (не показан) в сторону трубки 503 капает жидкость в виде капель 514 и 516. Система 502, более того, содержит измерительное устройство 518 для измерения параметра 520, связанного с входящим лучом 522. Входящий луч 522 отражается либо каплями 514 и 516, либо, в случае отсутствия таких капель, окрестностями дистального конца трубки, тем самым позволяя контролировать положение дистального конца трубки по отношению к кровеносному сосуду. Продолжительность интервала времени между отражениями исходящего луча 510 каплями 514 и 516 дает меру скорости падения капель жидкости из контейнера с жидкостью в капельницу 504. В предположении, что уровень 523 жидкости достиг стабильной величины, ритм падения капель жидкости составляет точную меру скорости, с которой жидкость 506 внутривенно поступает к млекопитающему пациенту (не показан). Система 502 содержит направляющую для передачи исходящего луча 510 к дистальному концу трубки 503 и для направления входящего луча 522 к измерительному устройству 518, причем функцию направляющей осуществляет сама жидкость 506. Система 502, более того, содержит сравнивающее устройство 524 для сравнения параметра 520 с эталонным параметром 526, который можно хранить в памяти 528. Информация 530, сгенерированная сравнивающим устройством 524 в течение условий рабочего режима, указывает на положение дистального конца трубки относительно кровеносного сосуда млекопитающего пациента. Следует заметить, что источник 508 и измерительное устройство 518 могут попеременно располагаться на противоположных сторонах капельницы 504.

На фиг. 6 схематически показана система 602 для контроля положения дистального конца (не показан) трубки 603 относительно кровеносного сосуда (не показан) млекопитающего (не показано). Систему 602 съемно монтируют на капельнице 604. Капельница 604 выполнена с возможностью накопления жидкости 606, которую предстоит внутривенно вводить млекопитающему пациенту. Система 602 содержит источник 608 для генерации исходящего луча 610, имеющего заранее заданный электромагнитный спектр. Источник 608 выполнен с возможностью предоставления исходящего луча 610 с направлением, пересекающим поверхность 612 раздела жидкости 606 в капельнице 604. Система 602, более того, содержит измерительное устройство 614 для измерения параметра 616, связанного с входящим лучом 618. Система 602 содержит оптический элемент 619, например зеркало, для изменения направления исходящего луча 610 к направляющей, причем направляющая выполнена с возможностью передачи исходящего луча 610 к дистальному концу трубки 603 и для направления входящего луча 618 к измерительному устройству 614. В процессе работы капли 620 и 622 жидкости, падающие из контейнера (не показан) с жидкостью под действием силы тяжести в капельницу 604, вызывают поверхностные волны на поверхности 612 раздела. В ответ на упомянутые поверхностные волны изменяется направление, вдоль которого исходящий луч 610 преломляется поверхностью 612 раздела. Более того, угол между входящим лучом 618 и поверхностью 612 раздела может оказаться настолько большим, что он превысит критический угол поверхности 612 раздела между воздухом 624 и жидкостью 606. В результате на поверхности 612 раздела произойдет полное внутреннее отражение, а не преломление. Таким образом, частота, с которой на поверхности 612 раздела чередуются преломление и отражение входящего луча 618, дает меру скорости падения капель жидкости из контейнера с жидкостью в капельницу 604. В предположении, что количество жидкости 606 в капельнице 604 достигло стабильной величины, скорость падения капель жидкости составляет точную меру скорости, с которой жидкость 606 внутривенно поступает к млекопитающему пациенту. Система 602, более того, содержит сравнивающее устройство 626 выполненное с возможностью сравнения параметра 616 с эталонным параметром 628, хранимым в памяти 630, для генерирования информации 632, указывающей положение дистального конца трубки относительно кровеносного сосуда млекопитающего пациента. В альтернативном варианте измерительное устройство 614 может содержать известный позиционно-чувствительный детектор.

В то время как изобретение было показано и подробно описано в чертежах и предшествующем описании, иллюстрации и описание следует рассматривать как пояснительные и показательные, но не ограничительные. Изобретение не ограничено разглашенными вариантами реализации изобретения. Следует заметить, что система согласно изобретению и все ее элементы можно выполнить с помощью заявленных процессов и материалов, известных в чистом виде. В тексте формулы изобретения и описания слово «содержит» не исключает наличия иных элементов, а единственное число не исключает возможности замены на множественное число. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не следует толковать как ограничение объема. Далее следует заметить, что возможные комбинации признаков, как определено в формуле изобретения, являются частью изобретения.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системам контроля положения дистального конца трубки относительно кровеносного сосуда млекопитающего. Система содержит источник электромагнитного излучения, направляющую для направления исходящего луча внутрь млекопитающего к дистальному концу и для направления входящего луча, измерительное устройство, сравнивающее устройство. Изобретение позволяет контролировать правильное положение дистального конца трубки внутри кровеносного сосуда. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система (101, 301, 402, 502, 602) контроля положения дистального конца (102, 302) трубки (104, 304, 403, 503, 603) по отношению к кровеносному сосуду (106, 306) млекопитающего, содержащая:
источник (110, 310, 408, 508, 608) для генерации исходящего луча (112, 312, 410, 510, 610) электромагнитного излучения, имеющего заранее заданный электромагнитный спектр,
направляющую (114, 314) для направления исходящего луча внутрь млекопитающего к дистальному концу и для направления входящего луча (116, 316, 416, 522, 618) электромагнитного излучения, отраженного окрестностями (118, 318) дистального конца в ответ на упомянутый исходящий луч к измерительному устройству (120, 320, 412, 518, 614),
измерительное устройство для измерения параметра (122, 322, 414, 520, 616), связанного с электромагнитным спектром входящего луча, и
сравнивающее устройство (124, 324, 426, 524, 626), выполненное с возможностью сравнения упомянутого параметра с эталонным параметром (126, 326, 428, 526, 628), связанным с электромагнитным спектром, представляющим заранее заданное положение дистального конца внутри кровеносного сосуда млекопитающего.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что параметр имеет временную зависимость.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что параметр представляет собой спектральный состав.

4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что параметр представляет собой спектральный состав на конкретной длине волны.

5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что конкретная длина волны находится в диапазоне от 630 нм до 730 нм.

6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что стенка трубки (304) выполнена с возможностью выполнения функций направляющей (314).

7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что направляющая выполнена с возможностью приема жидкости (406, 506, 606) с целью направления исходящего луча и входящего луча.

8. Система по п. 1, отличающаяся тем, что трубка (304) содержит оптоволокно для выполнения функций направляющей (314).

9. Система по п. 1, содержащая капельницу (404) для временного накопления жидкости (406), капающей из контейнера с жидкостью в процессе работы, при этом капельница (404) содержит оптический элемент (420), содействующий направляющей в направлении исходящего луча (410) электромагнитного излучения от источника (408) до дистального конца, оптический элемент имеет прозрачную часть, когда покрыт жидкостью (406) в капельнице, и отражающую часть, когда не покрыт жидкостью в капельнице.

10. Система по п. 1, содержащая капельницу (504) для временного накопления жидкости (506), капающей из контейнера с жидкостью в процессе работы, при этом источник (508) выполнен с возможностью предоставления исходящего луча (510) электромагнитного излучения с направлением, пересекающим воображаемую ось (512), вдоль которой жидкость (506) капает из контейнера с жидкостью в сторону трубки (503) во время рабочего режима.

11. Система по п. 1, содержащая капельницу (604) для временного накопления жидкости (606), капающей из контейнера с жидкостью в процессе работы, при этом источник (608) выполнен с возможностью предоставления исходящего луча (610) электромагнитного излучения с направлением, пересекающим поверхность (612) раздела жидкости (606) в капельнице (604).