Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для лейкофильтрации компонентов крови

Изобретение относится к технически устройствам, используемым в медицине, в частности, может использоваться на станциях переливания крови, в отделениях переливания крови, в банках крови, в хирургических и реанимационных отделениях больниц и клиник, а также в научно-исследовательских медицинских учреждениях.

Известно устройство - стойка для лейкофильтрации крови или ее компонентов в контейнерах под действием силы тяжести посредством трубчатых магистралей через соответствующие фильтры в соответствующие приемные контейнеры (см. US 2003/0106969, кл. F16M 11/00, 12.06.2003), содержащая колесную базу с ручкой, первое поддерживающее средство в виде рамы с крючками, приспособленное для подъема или опускания контейнеров с кровью или ее компонентами, и второе поддерживающее средство в виде поддонов для размещения приемных контейнеров, привод для подъема или опускания первого поддерживающего средства. Привод содержит гидравлические или пневматические цилиндры, снабженные электрическими насосами или баллонами со сжатым газом.

Указанное устройство позволяет осуществлять быстрое регулирование высоты контейнеров с кровью или ее компонентами.

Известно устройство - автономная передвижная стойка (см. RU 2509550, С2, кл. A61J 1/14, 20.03.2014) для лейкофильтрации компонентов крови в контейнерах под действием силы тяжести посредством трубчатых магистралей через соответствующие фильтры в соответствующие приемные контейнеры, содержащая колесную базу с ручкой, первое поддерживающее средство в виде рамы с крючками, приспособленное для подъема или опускания контейнеров с компонентами крови, и второе поддерживающее средство в виде поддона для размещения приемных контейнеров, привод для подъема или опускания первого поддерживающего средства, аккумуляторную батарею, причем привод выполнен виде реверсивного редукторного электродвигателя, связанного через эластичную муфту с ходовым винтом, приводящим в поступательное движение ходовую гайку и связанный с ней внутренний цилиндр с закрепленном на нем первым поддерживающим средством относительно внешнего цилиндра, внутренний цилиндр и внешний цилиндр выполнены в виде труб прямоугольного или круглого сечения, внешний цилиндр и второе поддерживающее средство закреплены на колесной базе, ходовой винт зафиксирован в подшипниках, закрепленных соответственно на внешнем и внутреннем цилиндрах, на ручке колесной базы расположен переключатель режимов подъема и опускания первого поддерживающего средства, верхний и нижний концевые выключатели, расположенные соответственно в верхней и нижней части внешнего цилиндра.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является устройство -автономная передвижная стойка (RU 2623078, С1, кл. A61J 1/14, 09.03.2016). Недостатком данного устройства является невозможность обеспечения заданного температурного режима в процессе фильтрации гемотрансфузионных сред, поскольку температура в зонах расположения контейнеров с компонентами крови должна находиться в пределах от +4°С до +6°С (см. Технологии трансфузиологии. Монография / А.Г. Гудков, М.И. Лазаренко, В.Ю. Леушин, А.В. Чечеткин .- М. САЙНС-ПРЕСС, 2012. - 272 с.: ил. (Научная серия «Технологические инновации», с. 185), что приводит к снижению качества заготавливаемых компонентов крови.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в устранении указанного недостатка.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для лейкофильтрации компонентов крови в контейнерах под действием силы тяжести посредством трубчатых магистралей через соответствующие фильтры в соответствующие приемные контейнеры, содержащая колесную базу с ручкой, первое поддерживающее средство в виде рамы с крючками, приспособленное для подъема или опускания контейнеров с компонентами крови, и второе поддерживающее средство в виде поддона для размещения приемных контейнеров, привод для подъема или опускания первого поддерживающего средства, аккумуляторную батарею, причем привод выполнен виде реверсивного редукторного электродвигателя, связанного через эластичную муфту с ходовым винтом, приводящим в поступательное движение ходовую гайку и связанный с ней внутренний цилиндр с закрепленном на нем первым поддерживающим средством относительно внешнего цилиндра, внутренний цилиндр и внешний цилиндр выполнены в виде труб прямоугольного или круглого сечения, внешний цилиндр и второе поддерживающее средство закреплены на колесной базе, ходовой винт зафиксирован в подшипниках, закрепленных соответственно на внешнем и внутреннем цилиндрах, на ручке колесной базы расположен переключатель режимов подъема и опускания первого поддерживающего средства, верхний и нижний концевые выключатели, расположенные соответственно в верхней и нижней части внешнего цилиндра, содержит микроконтроллер, датчики веса, датчик напряжения, датчик тока, индикатор веса, индикатор разряда аккумуляторной батареи, индикатор окончания процесса лейкофильтрации, связанные с микроконтроллером, датчик напряжения подключен к полюсам аккумуляторной батареи, датчик тока включен между первым полюсом аккумуляторной батареи и переключателем режимов подъема и опускания, верхний и нижний концевые выключатели связаны с микроконтроллером, а второе поддерживающее средство закреплено на датчиках веса, установленных на колесной базе, содержит теплоизолированную камеру с дверью, блок термобатарей, связанный с микроконтроллером, а также первый и второй датчики температуры, расположенные соответственно в зонах первого и второго поддерживающих устройств, связанные с микроконтроллером.

На чертеже показана принципиальная устройства для лейкофильтрации компонентов крови.

На чертеже показаны:

1. Контейнеры с фильтруемыми компонентами крови;

2. Трубчатые магистрали;

3. Фильтр;

4. Приемные контейнеры для отфильтрованных компонентов крови;

5. Колесная база;

6. Ручка колесной базы;

7. Первое поддерживающее средство;

8. Второе поддерживающее средство;

9. Реверсивный редукторный электродвигатель;

10. Аккумуляторная батарея

11. Эластичная муфта;

12. Ходовой винт;

13. Ходовая гайка;

14. Внутренний цилиндр;

15. Внешний цилиндр;

16. Подшипники;

17. Переключатель режимов подъема и опускания;

18. Верхний концевой выключатель;

19. Нижний концевой выключатель;

20. Микроконтроллер;

21. Датчик веса;

22. Датчик напряжения;

23. Датчик электрического тока;

24. Индикатор веса;

25. Индикатор разряда аккумуляторной батареи;

26. Индикатор окончания процесса лейкофильтрации;

27. Теплоизолированная камера;

28. Дверь застекленная;

29. Термобатарея;

30. Первый датчик температуры;

31. Второй датчик температуры.

Работа устройства для лейкофильтрации компонентов крови осуществляется следующим образом.

Для удобства работы колесную базу с ручкой и расположенными на ней элементами конструкции размещают вне теплоизолированной камеры.

Первое поддерживающее средство 7, закрепленное на внутреннем цилиндре 14, перемещают вертикально (вверх, вниз) вдоль внешнего цилиндра 15 на высоту, удобную для закрепления контейнеров с фильтруемыми компонентами крови, посредством реверсивного редукторного электродвигателя 9, подавая на него напряжение необходимой полярности с помощью переключателя режимов подъема и опускания 17. При этом внутренний цилиндр 14 вместе с первым поддерживающим средством 7 перемещаются посредством ходовой гайки 13, жестко связанной с внутренним цилиндром 14. Ходовая гайка 13 перемещается вдоль ходового винта 12. Верхний и нижний концы ходового винта 12 закреплены в подшипниках 16 таким образом, что ходовой винт 12 может свободно вращаться вокруг своей оси и не может перемещаться вдоль внешнего цилиндра 15, а внутренний цилиндр 14 свободно перемещается вдоль ходового винта 12, сохраняя соосность с ходовым винтом 12 и внешним цилиндром 15. Для исключения вращения внутреннего цилиндра 14 относительно наружного цилиндра 15 внутренний цилиндр выполнен в виде трубы прямоугольного сечения. В случае, когда внутренний цилиндр 14 выполнен в виде трубы круглого сечения, для исключения его вращения относительно внешнего цилиндра 15 может быть предусмотрена направляющая, установленная на внутренней поверхности внешнего цилиндра 15 параллельно его оси. При вращении ходового винта 14 ходовая гайка 13 приводится им в поступательное движение, что обеспечивает поступательное движение внутреннего цилиндра 14 с закрепленным поддерживающем средством 7 относительно внешнего цилиндра 15. Ходовой винт 12 вращается реверсивным редукторным электродвигателем 9 посредством эластичной муфты 11. Для вращения в нужную сторону ходового винта 12 на реверсивный редукторный электродвигатель 9 подается напряжение необходимой полярности посредством переключателя режимов подъема и опускания 17. Эластичная муфта 11 служит для компенсации отсутствия соосности вала реверсивного редукторного электродвигателя 9 и ходового винта 12, а также для предотвращения заклинивания ходовой гайки 13 в крайнем нижнем и крайнем верхнем положениях. Момент вращения, передающийся эластичной муфтой 11, меньше момента затяжки ходовой гайки 13 на ходовом винте 12, что позволяет эластичной муфте 11 деформироваться и предотвращать поломку реверсивного редукторного электродвигателя 9 в аварийных ситуациях. Для предотвращения заклинивания ходовой гайки 13 служат также верхний и нижний концевые выключатели 18 и 19, которые ограничивают ее ход. Верхний и нижний концевые выключатели 18 и 19 разрывают цепь питания реверсивного редукторного электродвигателя 9, когда ходовая гайка приближается к подшипникам, установленным на концах ходового винта. Для предотвращения выхода из строя электродвигателя 9 при чрезмерной нагрузке на первое поддерживающее средство 7 предусмотрен датчик электрического тока 23. Когда значение электрического тока, потребляемого электродвигателем 9 от аккумуляторной батареи 10, превышает заданное значение, микроконтроллер 20 передает сигнал на индикатор разряда аккумуляторной батареи 25. Также датчик электрического тока 23 служит для определения исправности аккумуляторной батареи. Когда значение электрического тока, потребляемого электродвигателем 9 от аккумуляторной батареи 10, ниже заданного значения, микроконтроллер 20 передает сигнал на индикатор разряда аккумуляторной батареи 25. Индикатор разряда аккумуляторной батареи может быть выполнен в виде полупроводникового светового излучателя и звукового излучателя. Возможность контроля степени заряда и исправности аккумуляторной батареи способствует повышению качества заготавливаемых компонентов крови.

После установки первого поддерживающего средства 7 на необходимую высоту на нем размещают контейнеры 1 с фильтруемыми компонентами крови, заранее соединенные с приемными контейнерами 4 через фильтры 3 посредством трубчатых магистралей 2 в «чистой комнате». Приемные контейнеры 4 располагают на втором поддерживающем средстве 8. Для обеспечения максимальной скорости фильтрации первое поддерживающее средство 7 переводят в максимально возможное верхнее положение. При этом трубчатые магистрали 2 должны быть выпрямлены, а приемные контейнеры 4 располагаться на втором поддерживающем средстве 8 и не висеть на трубчатых магистралях 2.

Перемещают колесную базу с ручной и размещенными на ней элементами конструкции, контейнерами с компонентами крови, приемными контейнерами и фильтрами в теплоизолированную камеру с застекленной дверью, закрывают дверь теплоизолированной камеры.

В процессе фильтрации компоненты крови перетекают из контейнеров 1, расположенных на первом поддерживающем средстве 7, в контейнеры 4, расположенные на втором поддерживающем средстве 8, по магистралям 2 через фильтры 3 под действием собственной силы тяжести. Процесс фильтрации оканчивается, когда кровь или ее компоненты полностью перетекут в приемные контейнеры 4, расположенные на втором поддерживающем средстве 8. Окончание процесса фильтрации контролируется датчиками веса 21, расположенными между вторым поддерживающим средством 8 и колесной базой 5. Начало фильтрации определяется началом увеличения массы контейнеров 4, расположенных на втором поддерживаемом средстве 8. Окончание фильтрации определяется окончанием увеличения массы контейнеров 4, расположенных на втором поддерживаемом средстве 8. Значения показаний датчиков веса 21 считываются микроконтроллером 20. Значения веса отображается на индикаторе веса 24. Длительность процесса лейкофильтрации компонентов крови в среднем составляет 1,5 часа. При окончании лейкофильтрации микроконтроллер включает индикатор окончания лейкофильтрации 26. Индикатор окончания процесса лейкофильтрации 26 может быть выполнен в виде полупроводникового светового излучателя и звукового индикатора. Оператор может контролировать показания индикаторов в процессе лейкофильтрации компонентов крови через застекленную дверь теплоизолированной камеры.

Индикатор веса 24 и индикатор окончания процесса лейкофильтрации 26, который может быть выполнен в виде цифровых сегментных индикаторов или графического дисплея, для удобств работы располагаются вблизи застекленной двери теплоизолированной камеры. Возможность контроля веса профильтрованных компонентов крови и наличие индикатора окончания процесса лейкофильтрации повышают производительность труда персонала.

Переключатель режимов подъема и опускания первого поддерживающего средства 17 представляет собой сдвоенный трехпозиционный электрический переключатель. Переключатель связан с реверсивным редукторным электродвигателем 9, первым полюсом аккумуляторной батареи 10 через датчик электрического тока 23, верхним и нижним концевыми выключателями 18 и 19, верхний и нижний концевые выключатели связаны со вторым полюсом аккумуляторной батареи.

В первой позиции первые контакты обеих групп переключателя замкнуты со вторыми контактами своих групп, во второй позиции все контакты разомкнуты, в третьей позиции первые контакты обеих групп переключателя замкнуты с третьими контактами своих групп. Напряжение от аккумуляторной батареи 10 подводится к переключателю режимов подъема и опускания 17 таким образом, что в первой позиции переключателя на реверсивный редукторный электродвигатель 9 подводится напряжение прямой полярности, во второй позиции переключателя на реверсивный редукторный электродвигатель 9 напряжение не подводится, в третьей позиции переключателя на реверсивный редукторный электродвигатель 9 подводится напряжение обратной полярности. При переводе переключателя режимов подъема и опускания 17 в первую и вторую позиции электродвигатель вращается в разных направлениях. К переключателю режимов подъема и опускания 17 напряжение подводится через верхний и нижний концевые выключатели 18 и 19, когда ходовая гайка 13 между крайним верхним и крайним нижним положениями. Когда ходовая гайка 13 находится в крайнем верхнем положении, верхний концевой выключатель 18 размыкает цепь питания реверсивного редукторного электродвигателя 9, когда ходовая гайка 13 находится в крайнем нижнем положении, нижний концевой выключатель 19 размыкает цепь питания реверсивного редукторного электродвигателя 9. Реверсивный редукторный электродвигатель 9 останавливается, предотвращая заклинивание ходовой гайки 13.

Микроконтроллер 20 с помощью верхнего 30 и нижнего 31 датчиков температуры осуществляет измерение температуры в зонах первого и второго поддерживающих устройств, а именно там, где расположены контейнеры с компонентами крови, подлежащими лейкофильтрации, и приемные контейнеры с фильтрованными компонентами крови. Эти данные измерения температур используются в системе регулирования температуры внутри теплоизолированной камеры с помощью изменения режима электропитания термобатареи 29 с помощью программы микроконтроллера 20. Термобатарея может быть выполнена на полупроводниковых термоэлементах Пельтье.

Таким образом, внутри теплоизолированной камеры поддерживается температура в заданных пределах от +4°С до +6°С.

После окончания процесса лейкофильтрации открывают дверь 28 теплоизолированной камеры 27 и перемещают колесную базу с размещенными на ней элементами конструкции, контейнерами с компонентами крови, приемными контейнерами и фильтрами в зону вне теплоизолированной камеры. Из контейнеров с отфильтрованными компонентами крови 4 удаляют воздух, герметизируют контейнеры 4, отсоединяют от магистралей 2 и снимают со второго поддерживающего средства 8. Посредством переключателя режимов подъема и опускания 17 первое поддерживающее средство 7 устанавливают на удобную для работы высоту, пустые контейнеры 1 с магистралями 2 и фильтрами 3 снимают с первого поддерживающего средства 7 и утилизируют.

Все узлы устройства для лейкофильтрации компонентов крови выполнены на широко применяемых стандартных элементах, в частности коммутаторы выполнены на таких элементах как реле и транзисторы. Микроконтроллер выполнен на базе микропроцессора типа LPC2168 фирмы NXP.

Изобретение позволяет повысить производительность труда персонала и обеспечить качество заготавливаемых компонентов крови за счет соблюдения предписанного регламентом температурного режима процесса лейкофильтрации.