Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для размораживания компонентов крови

Изобретение относится к области медицинской техники и может использоваться на станциях переливания крови, в отделениях переливания крови, в хирургических и реанимационных отделениях больниц и клиник, а также в научно-исследовательских медицинских учреждениях. Известны устройства для размораживания компонентов крови (см. Устройство для размораживания криоконсервированных продуктов крови. Полезная модель RU 20243, U1, кл. A61K 35/14, 27.10.2001; Устройство для размораживания эритроцитов RU 2329016, С1, кл. A61F 7/00, 20.07.2008).

Недостатками указанных устройств являются длительное время размораживания и низкое качество размораживания криоконсервированных продуктов - крови.

Наиболее близким к заявляемому устройству является автономное устройство для размораживания криоконсервированных компонентов крови RU 2627452, С1. Кл. A61J 3/00, 29.06.2016.

Устройство для размораживания криоконсервированных компонентов крови содержит ванну для теплоносителя, подвижную корзину для размещения контейнеров с компонентами крови, расположенную в ванне, привод для встряхивания корзины с редукторным электродвигателем и рычагами, датчик температуры, датчик уровня теплоносителя, ключевой элемент, нагревательный элемент, подключенный к выходу ключевого элемента, п съемных перфорированных кассет для размещения контейнеров в корзине, в которой предусмотрены направляющие для фиксации кассет, подающий и приемный коллекторы с отверстиями для распределения потока теплоносителя между кассетами, циркуляционный насос, содержит микропроцессор, блок управления, персональный компьютер, аккумуляторную батарею, генератор переменного тока, коммутатор, датчик напряжения сети и устройство заряда аккумуляторной батареи, причем датчик напряжения сети подключен к сети переменного тока и микропроцессору, вход устройства заряда аккумуляторной батареи подключен к сети переменного тока, а выход к микропроцессору, аккумуляторной батарее и генератору переменного тока, генератор переменного тока подключен первому входу коммутатора, второй вход которого подключен к сети переменного тока, управляющий вход подключен к микропроцессору, а выход подключен к входу ключевого элемента, управляющий вход которого подключен к микропроцессору, к которому подключены датчик температуры и датчик уровня теплоносителя.

Наиболее близким к заявляемому устройству является автономное устройство для размораживания криоконсервированных компонентов крови RU 2627452, С1. Кл. A61J 3/00, 29.06.2016.

Параметры процесса размораживания плазмы крови влияют на активность прокоагулянтов (I, II, V, VIII: С факторов) и антитромбина III (AT III). При размораживании плазмы крови человека крутизна временной функции изменения температуры плазмы должна составлять не менее 5°С /мин (Технологии трансфузиологии. Монография, А.Г. Гудков, М.И. Лазаренко, В.Ю. Леушин, А.В. Чечеткин. - М.: САЙНС-ПРЕСС, 2012. -272 с: ил., стр. 117). Обеспечение требуемой крутизны временной функции изменения температуры достигается встряхиванием контейнеров с компонентами крови, при котором происходит их интенсивное перемешивание в процессе размораживания. Такие компоненты крови, как плазма, хранятся в замороженном состоянии непосредственно в полимерных контейнерах, иногда используют технологическую тару в виде картонных коробок, которые удаляются перед помещением контейнеров для размораживания в ванну с теплоносителем (водой). При низкой температуре плазмы (до минус 80°С) полимерные контейнеры становятся хрупкими и повышается вероятность нарушения их целостности при встряхивании в процессе размораживания.

При заготовке, хранении и применении в лечебном процессе компонентов крови весьма важным является также прослеживаемость компонента крови от донора до репициента. Это обеспечивается, в частности, идентификационными номерами и штрих-кодами, которые наносятся на этикетки, закрепленные на полимерных контейнерах. По штрих-коду можно определить донора, дату заготовки компонента крови, группу крови, резус-фактор и т.д. (эта информация находится в электронной базе). В связи с эти необходимо при проведении процесса размораживания проводить идентификацию контейнеров с компонентами крови с целью занесения идентификационных номеров в протокол. Для повышения инфекционной безопасности необходимо также изолировать контейнеры с размораживаемыми компонентами крови от теплоносителя. Недостатками известного устройства являются:

- отсутствие контроля наличия функции встряхивания корзины для размещения контейнеров с компонентами крови, что при неисправности редукторного электродвигателя может привести к потере качества размораживаемых компонентов крови;

- отсутствие возможности автоматизированной идентификации контейнеров с компонентами крови, что существенно снижает производительность труда медицинского персонала;

- невыполнение требований по инфекционной безопасности при контакте контейнеров с компонентами крови с теплоносителем;

- повышенная вероятность нарушения целостности полимерных контейнеров с криоконсервированными компонентами крови в процессе их встряхивания при размораживании.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в устранении вышеуказанных недостатков и создание устройства, обеспечивающего требуемое качество и безопасность размораживаемых компонентов крови.

На фигуре 1 показана принципиальная схема устройства для размораживания криоконсервированных компонентов крови.

На фигуре 2 показана конструкция корзины для размещения контейнеров с компонентами крови в процессе размораживания.

Устройство для размораживания компонетов крови содержит ванну 1 для теплоносителя (воды), подвижную корзину 2 для размещения контейнеров 3 с компонентами крови, расположенную в ванне 1, привод для встряхивания корзины с редукторным электродвигателем 4 и рычагами 5, датчик температуры 6, датчик уровня теплоносителя 7, ключевой элемент 8, нагревательный элемент 9, подключенный к выходу ключевого элемента 8, n съемных перфорированных кассет 10 для размещения контейнеров 3 в корзине 2, в которой предусмотрены направляющие для фиксации кассет, подающий 11 и приемный 12 коллекторы с n+1 отверстиями для распределения потока теплоносителя между кассетами, циркуляционный насос 13.

Устройство для размораживания компонентов крови содержит микропроцессор 14, блок управления 15, персональный компьютер 16, аккумуляторную батарею 17, генератор переменного тока 18, коммутатор 19, датчик напряжения сети 20 и устройство заряда аккумуляторной батареи 21, причем датчик напряжения сети 20 подключен к сети переменного тока и микропроцессору 14, вход устройства заряда аккумуляторной батареи 21 подключен к сети переменного тока, а выход к микропроцессору 14, аккумуляторной батарее 17 и генератору переменного тока 18, генератор переменного тока подключен первому входу коммутатора 19, второй вход которого подключен к сети переменного тока, управляющий вход подключен к микропроцессору 14, а выход подключен к входу ключевого элемента 8, управляющий вход которого подключен к микропроцессору 14, к которому подключены датчик температуры 6 и датчик уровня теплоносителя 7. Устройство для размораживания гемотрансфузионных сред содержит датчик движения 22, связанный с выходным валом редукторного электродвигателя, считыватель 23 штрих-кодов и принтер 24, связанные с компьютером 16. Датчик движения может быть выполнен в виде оптического или индукционного датчика.

Перфорированные ячейки 10 для размещения контейнеров 3 содержат перегородки 25, в которых на осях 26 закреплены прижимы 27, фиксирующие контейнеры 3 с компонентами крови в ячейках, пружины 28, обеспечивающие давление на прижимы 27, водонепроницаемые пакеты 29 для контейнеров, изготовленные из эластичного материала, в стенках водонепроницаемых пакетов вверху предусмотрены отверстия для их подвешивания, а в верхних зонах ячеек 10 предусмотрены крючки 30 для подвешивания водонепроницаемых пакетов.

Датчик движения выполнен в виде индуктивного датчика.

Работа устройства для размораживания компонентов крови осуществляется следующим образом.

Подключают устройство к сети. На рабочем месте, оснащенном компьютером 16, считывателем штрих-кодов 23 и принтером 24, оператором производится считывание штрих-кодов с контейнеров с компонентами крови с помощью считывателя штрих-кодов 23, подключенного к компьютеру 16. В штрих-кодах содержится информация о доноре, дате и месте заготовки, объеме (весе) компонентов крови и т.п., которая запоминается в компьютере 16. В ванну 1 заливают теплоноситель (в качестве теплоносителя может использоваться дистиллированная вода). На блоке управления задают температуру теплоносителя и дают команду на микропроцессор на включение устройства в режим подогрева теплоносителя. При наличии в ванне 1 достаточного количества воды с датчика уровня теплоносителя 7 поступает соответствующий сигнал на микропроцессор 14, который дает команду на управляющий вход коммутатора 19 о подключении выхода коммутатора к первому входу коммутатора, при этом напряжение сети через коммутатор 19 подается на вход ключевого элемента 8. Одновременно микропроцессор 14 с помощью блока управления 15 дает команду на включение ключевого элемента 8, при этом напряжение сети переменного тока подается на нагревательный элемент 9, температура которого повышается и начинается процесс нагрева теплоносителя. Одновременно включается циркуляционный насос 13, который подключается к выходу ключевого элемента (на фигуре связь не показана), обеспечивающий циркуляцию теплоносителя и равномерность температуры теплоносителя по объему ванны. Применение циркуляционного насоса существенно ускоряет процесс теплообмена между нагревательными элементами и теплоносителем и, соответственно, между теплоносителем и контейнерами с компонентами крови. Уменьшение времени размораживания, в свою очередь, обеспечивает сохранение качества компонентов крови и снижает риск возникновения патогенных реакций у пациентов, которым переливается данный компонент крови.

С датчика температуры 6 данные о температуре теплоносителя поступают в микропроцессор. Автоматическое регулирование температуры теплоносителя в ванне 1, необходимой для размораживания, производится микропроцессором 14 за счет включения и выключения ключевого элемента 8. Если температура теплоносителя ниже заданной, сигнал о включении нагревательного элемента с микропроцессора поступает на ключевой элемент. Если температура теплоносителя выше заданной, сигнал включения нагревательного элемента с микропроцессора не поступает. Электропитание микропроцессора осуществляется от аккумуляторной батареи 17.

При недостаточном уровне воды микропроцессор не включает ключевой элемент 8, напряжение сети на нагревательный элемент не поступает, микропроцессор выдает сигнал аварии на блок управления, при этом на блоке управления включается световая и звуковая сигнализация.

После достижения заданной температуры теплоносителя, например 37°С, контейнеры 3 с криоконсервированными компонентами крови вкладывают в водонепроницаемые пакеты 29 из эластичного материала, пакеты подвешивают на крючки 30 в ячейках 10 подвижной корзины 2 и фиксируют их прижимами 27, закрепленными на осях 26 в перегородках 25. Давление на прижимы 27 осуществляется с помощью пружин 28. Фиксация контейнеров с криоконсервированными компонентами крови в ячейках 10 подвижной корзины 2 с помощью прижимов 27 уменьшает вероятность нарушения их целостности при встряхивании в процессе размораживания. Применение водонепроницаемых пакетов 29 обеспечивает отсутствие контакта контейнеров с компонентами крови с теплоносителем, что повышает инфекционную безопасность. Выполнение пакетов 29 из эластичного материала обеспечивает прилегание стенок пакетов к контейнерам с компонентами крови и, как следствие, лучшую теплопередачу от теплоносителя к размораживаемым компонентам крови.

На блоке управления 15 задают время размораживания и включают функцию встряхивания контейнеров с компонентами крови. При этом включается редукторный электродвигатель 4, движение с которого с помощью рычагов 5 передается на подвижную корзину 2.

С помощью компьютера 16, подключенного к микропроцессору 14, обеспечивается дистанционный контроль и запоминание параметров процесса размораживания компонентов крови. Полученная информация позволяет оператору вносить корректировку в параметры процесса размораживания.

В случае отсутствия напряжения сети переменного тока соответствующий сигнал с датчика напряжения сети 20 поступает на микропроцессор. Микропроцессор дает команду на управляющий вход коммутатора 19 на подключение выхода коммутатора к первому входу коммутатора, при этом напряжение генератора переменного тока 18 поступает через коммутатор 19 на ключевой элемент 8 и далее на нагревательный элемент. Электропитание циркуляционного насоса в случае пропадания напряжения сети переменного тока осуществляется от генератора переменного тока.

В процессе работы устройства напряжение аккумуляторной батареи 17 контролируется микропроцессором 14, который через устройство заряда аккумуляторной батареи 21 осуществляет подзарядку батареи от сети переменного тока. Указанная подзарядка батареи обеспечивает работу генератора переменного тока 18 в случае отсутствия напряжения сети переменного тока. Детальное соединение аккумуляторной батареи 17 устройства заряда аккумуляторной батареи 21 и генератора переменного тока 18 на фигуре не показано.

С помощью датчика движения 22, подключенного к микропроцессору 14, контролируется исправность редукторного электродвигателя 4, то есть наличие функции встряхивания корзины 2 с контейнерами 3.

Компьютер 16 связан с микроконтроллером 14, на компьютере установлена программа, обеспечивающая сохранение данных о температурных режимах процесса размораживания компонентов крови, наличии функции встряхивания контейнеров 3, а также визуализацию временной зависимости температуры, заданного и оставшегося времени процесса размораживания а также возможных неисправностях на экране монитора.

Оператор с помощью монитора осуществляет дистанционный контроль процесса размораживания и принимает необходимые меры для устранения возможных неисправностей.

По окончании заданного времени размораживания, которое зависит от вида компонента крови (плазма, эритроцитная масса), начальной температуры криоконсервированного компонента крови, количества одновременно размораживаемых контейнеров с компонентами крови, функция встряхивания контейнеров с компонентами крови выключается. По окончанию процесса размораживания выключают функцию встряхивания корзины 2, снимают с крючков 30 водонепроницаемые пакеты 29 с контейнерами 3 и вынимают контейнеры 3 с размороженными компонентами крови из водонепроницаемых пакетов 29.

Оператор с помощью принтера 24, подключенного к компьютеру 16 распечатывает протокол, в котором отражаются дата, идентификационные номера контейнеров, время размораживания, временные зависимости температуры теплоносителя, наличие или отсутствие функции встряхивания и т.д., который передается для анализа ответственному за качество компонентов крови, Ответственный за качество компонентов крови на основании протокола принимает решение о возможности дальнейшего использования размороженных компонентов крови в лечебном процессе.

В качестве микропроцессора может быть использован любой серийно выпускаемый микропроцессор, например, микропроцессор фирмы AMTEL,

Ключевой элемент может быть реализован с использованием стандартного симистора типа ТС-132 или реле.

В качестве датчика температуры может быть использован термопреобразователь сопротивления ДТС064-50М производства фирмы ОВЕН (каталог продукции 2018 г.).

Изобретение позволяет обеспечить автономную работу устройства при пропадании напряжения сети, а также дистанционный контроль и протоколирование параметров процесса размораживания и обеспечить качество и безопасность размораживаемых компонентов крови.