Переносное устройство для лечения перитонеальным диализом
Номер патента: 13511
Опубликовано: 30.06.2010
Авторы: Клатте Стефан, Хедманн Франк Л., Плэйхи Калвиндер С., Фолден Томас И.
Формула / Реферат
1. Устройство для лечения перитонеальным диализом, содержащее
съемную кассету, имеющую гибкий корпус и передающий давление участок, находящийся в жидкостной связи с гибким корпусом, причем во время работы устройства жидкость содержится в гибком корпусе;
удерживающий механизм для закрепления кассеты на заданном месте в устройстве;
датчик давления, выровненный с передающим давление участком кассеты, когда кассета удерживается в устройстве, так что изменения давления в корпусе могут восприниматься датчиком давления;
при этом датчик давления и передающий давление участок расположены с обеспечением возможности измерения давления жидкости в канале для жидкости между гибким корпусом и пациентом во время работы устройства, где датчик давления присоединен к электронной схеме управления в устройстве, так что работа устройства может меняться в ответ на изменения давления, воспринятые датчиком давления.
2. Устройство по п.1, в котором съемная кассета дополнительно содержит множество каналов для жидкости и множество клапанов, каждый из которых связан с соответствующим одним из каналов для жидкости, причем каждый клапан выполнен с возможностью запрещения прохождения потока жидкости через соответствующий один из каналов для жидкости.
3. Устройство по п.1, в котором передающий давление участок кассеты находится в жидкостной связи с гибким корпусом через канал, выполненный в кассете.
4. Устройство по п.1, в котором электронное управление приспособлено для определения - открыта, закрыта или частично закрыта линия пациента, находящаяся в жидкостной связи с гибким корпусом, на основании давления, измеренного датчиком давления.
5. Устройство по п.1, дополнительно содержащее систему слежения за датчиками, находящуюся в электрической связи с датчиком давления, причем система слежения за давлением выполнена с возможностью контролирования функционирования датчика давления.
6. Устройство по п.1, в котором система слежения за датчиками выполнена с возможностью слежения за функционированием датчика давления независимо от измерений давления.
7. Устройство по п.1, в котором система слежения за датчиками содержит преобразователь, имеющий специальный источник тока для датчика, при этом преобразователь приспособлен для слежения за протеканием тока через датчик для определения правильного функционирования датчика.
8. Устройство по п.1, в котором гибкий корпус представляет собой камеру насоса.
9. Одноразовая кассета для перитонеального диализа, содержащая
гибкий корпус, приспособленный для того, чтобы содержать жидкость;
подводящие и отводящие перепускные каналы, соединенные с гибким корпусом для того, чтобы вводить и отводить жидкость из корпуса к пациенту и от него; и
передающий давление участок, находящийся в жидкостной связи с гибким корпусом, причем поверхность, расположенная с наружной стороны передающего давление участка одноразовой кассеты выполнена с возможностью сопряжения с воспринимающим давление устройством так, чтобы обеспечивалась возможность измерения давления жидкости в одном из подводящих и отводящих перепускных каналов между гибким корпусом и пациентом во время перитонеального диализа.
10. Одноразовая кассета по п.9, в которой поверхность передающего давление участка выполнена круглой.
11. Одноразовая кассета по п.9, дополнительно содержащая множество каналов для жидкости и множество клапанов, каждый из которых связан с соответствующим одним из каналов для жидкости, причем каждый клапан выполнен с возможностью не допускать прохождение потока жидкости через соответствующий один из каналов для жидкости.
12. Одноразовая кассета по п.9, в которой передающий давление участок кассеты расположен вдоль одного из подводящих и отводящих перепускных каналов одноразовой кассеты.
13. Одноразовая кассета по п.9, в которой подводящие и отводящие перепускные каналы расположены вдоль только одного края одноразовой кассеты.
14. Одноразовая кассета по п.13, в которой подводящие и отводящие перепускные каналы расположены ассиметричным образом вдоль одного края одноразовой кассеты.
15. Одноразовая кассета по п.9, в которой гибкий корпус представляет собой камеру насоса.
Текст
013511 Предпосылки к созданию изобретения Настоящее изобретение относится в целом к устройству для лечения терминальной стадии почечной недостаточности. Более конкретно настоящее изобретение относится к переносному устройству для выполнения перитонеального диализа. Диализ для поддержки пациента, почечная функция которого уменьшилась до точки, при которой почки больше не обеспечивают достаточного функционирования, хорошо известен. Применяются два основных способа диализа: гемодиализ и перитонеальный диализ. При гемодиализе кровь пациента пропускают через аппарат искусственная почка. Мембрана в этом аппарате служит искусственной почкой для очистки крови. Поскольку лечение происходит вне организма, оно требует специального оборудования и посещения центра, такого как больница, где производится лечение. Для того, чтобы преодолеть этот недостаток, связанный с гемодиализом, был разработан перитонеальный диализ (далее обозначаемый как PD). При PD собственная брюшина пациента (мембранная выстилка брюшной полости тела) используется как полупроницаемая мембрана. При хорошей перфузии брюшина способна действовать как естественная полупроницаемая мембрана.PD периодически вливает в брюшную полость стерильный водный раствор. Этот водный раствор называют раствором PD или, для краткости, диализатом. Диффузия и осмотический обмен имеют место между раствором и потоком крови, протекающим через брюшину. Этот обмен удаляет отходы, которые обычно выделяют почки. Эти отходы обычно состоят из растворов типа мочи и креатинина. Почки служат также для поддержания нужного уровня содержания других веществ, таких как натрий и вода, которые также должны регулироваться посредством диализа. Диффузия воды и растворов сквозь брюшную мембрану во время диализа называется ультрафильтрацией. При непрерывном лабораторном PD раствор для диализа вводят в брюшную полость с помощью катетера, который обычно устанавливают в нужное положение при визите врача. Обмен растворенными веществами между диализатом и кровью достигается за счет диффузии. Во многих применявшихся до сих пор устройствах PD удаление жидкостей достигается путем получения подходящего осмотического градиента из крови к диализату для обеспечения истечения воды из крови. Это позволяет получить в теле нужное кислотно-щелочное, электролитическое и жидкостное равновесие. Раствор для диализа просто отводят из полости тела через катетер. Скорость удаления жидкости определяется перепадом высот между пациентом и устройством. Предпочтительным устройством для PD является автоматизированное устройство. Эти устройства называют устройствами организации циклов, предназначенными для автоматического вливания, выстаивания и слива раствора PD в брюшную полость пациента и из нее. Устройство организации циклов является особенно привлекательным для пациента PD в связи с повседневной потребностью в непрерывном амбулаторном PD во время его/ее часов бодрствования и работы. Процедура лечения обычно продолжается несколько часов. Часто она начинается с начального цикла слива с целью освободить брюшную полость от отработавшего диализата. Затем продолжается последовательность операций, включающая фазы заполнения, выдержки и слива, которые следуют одна за другой. Каждая фаза называется циклом. В отличие от устройств для гемодиализа, которыми управляют врачи или подготовленные техники,устройством PD может управлять пациент. Поэтому большинство обычно применяемых пользовательских интерфейсов с сенсорным экраном должны быть простыми и свободными от многих сбивающих с толку деревьев меню сенсорных экранов, обычных для существующих устройств гемодиализа и PD. Кроме того, многие пациенты PD перемещаются, что означает перевозку их устройства PD вместе с ними в автомобиле, поезде или на самолете. Не всегда бывает удобно, например, в гостинице размещать оборудование PD в положении выше или ниже пациента. Часто наилучшим местом для размещения оборудования является ночной столик рядом с кроватью, который может располагаться приблизительно на том же уровне, что и пациент. Таким образом, желательно, чтобы оборудование PD было прочным, легким и переносным, и пригодным к использованию во многих местах относительно пациента, таких как находящиеся на одном уровне с пациентом, а также выше или ниже. Кроме того, пользовательский интерфейс с сенсорным экраном должен быть ясным и удобным для использования пациентом. Кроме того, физическое управление устройством PD не должно требовать физической силы, поскольку пациенты PD часто находятся в ослабленном состоянии. И, наконец, важнейшее значение имеет безопасность пациента. Например, важно очень внимательное наблюдение за давлением в линиях, чтобы не нанести вреда пациенту. Задачей настоящего изобретения является предложение улучшенного устройства PD с более ясным пользовательским интерфейсом с сенсорным экраном, улучшенным наблюдением за давлением и повышенной пригодностью к удовлетворению требований путешествующего пациента PD и пациента в ослабленном состоянии. Сущность изобретения Вкратце, изобретение относится к устройству для перекачивания жидкостей между устройством для перитонеального диализа и пациентом для выполнения перитонеального диализа пациента. Устрой-1 013511 ство включает в себя пару мембранных насосов, каждый из которых имеет переменную длину хода, приспособленных для присоединения между брюшиной пациента и содержащими жидкость камерами. Содержащие жидкость камеры включают одну, предназначенную для приема жидкостей, отходящих от пациента и другую, содержащую жидкости, которые должны закачиваться в пациента. Устройство включает также шаговый электродвигатель, соединенный с каждым мембранным насосом для двунаправленного приведения в действие насоса. Шаговый двигатель контролирует переменную длину хода поршня каждого насоса таким образом, чтобы с точностью осуществлять ход насоса с заданными приращениями и при заданной скорости для того, чтобы пропустить точные количества жидкости между пациентом и устройством в течение заданного периода времени. Управление шаговым двигателем позволяет управлять парой насосов или последовательно, или в противоположных направлениях. Устройство согласно изобретению включает также две, по существу, плоские поверхности, приспособленные для приема и удерживания сменной кассеты, являющейся, по меньшей мере, частично гибкой и имеющей заданные линии. При помещении в устройство кассету выравнивают с двумя поверхностями. Одна из плоских поверхностей является неподвижной, а другая шарнирно соединяется с неподвижной поверхностью, так что, когда шарнирную поверхность закрывают по направлению к неподвижной поверхности, кассета удерживается совмещенной с плоскими поверхностями. Зажимной механизм, включающий в себя надувную подушку, располагается вровень с двумя поверхностями при закрытой шарнирной поверхности с целью сжатия вместе двух поверхностей с кассетой между ними, выровненной и находящейся в тесном взаимодействии с двумя поверхностями. Зажимной механизм надувают гидравлическим давлением для того, чтобы обеспечить плотное взаимодействие поверхностей с кассетой. Изобретение также включает в себя способ управления устройством перитонеального диализа,имеющим дисплей с сенсорным экраном, включающим в себя участок, обозначающий рабочий режим и участок, описывающий операцию. Участок, обозначающий рабочий режим, содержит множество сенсорных знаков, указывающих, в каком режиме работает устройство. Дисплей используется для того, чтобы постоянно информировать пациента о том, в каком из по меньшей мере трех рабочих режимов действует устройство, причем возможные режимы включают в себя лечение, диагностику и режим данные,в то время как участок описания операций меняется для отображения деталей конкретной операции,осуществляемой в ходе одного режима. Знаки для каждого из трех рабочих режимов всегда видны пациенту, когда устройство работает в выбранном режиме. Рабочий режим выбирается пациентом путем касания одного из сенсорных знаков для выбора текущего рабочего режима. Знаки этого режима освещаются в ответ на выбор режима. Участок дисплея, описывающий операцию, который описывает работу машины в ходе выбранного рабочего режима, отображается или меняется без изменения любого отображения знака для каждого из трех рабочих режимов, или изменения подсветки выбранных знаков. Пользователь изменяет режим работы устройства путем касания других знаков, подсвечивая таким образом вновь выбранные знаки и, в то же время, гася выбранные ранее знаки для предшествующего рабочего режима. Устройство согласно изобретению включает также съемную кассету, имеющую гибкий, содержащий жидкость корпус, который во время работы устройства содержит жидкость. Кассету крепят в устройстве удерживающим механизмом и датчик давления находится в совмещении и тесном контакте с содержащим жидкость корпусом внутри кассеты. В этом случае датчик давления воспринимает и измеряет изменения давления в корпусе. Датчик давления присоединен к электронной схеме управления устройством, так что работа устройства может меняться в ответ на изменения давления, воспринятые датчиком давления. Сменная кассета включает в себя гибкий корпус, приспособленный для того, чтобы содержать жидкость, наряду с подводящими и отводящими перепускными каналами, соединенными с гибким корпусом для того, чтобы вводить и отводить жидкость из корпуса к пациенту и от него. Гибкий корпус имеет поверхность, расположенную с наружной стороны сменной кассеты, приспособленную для сопряжения с воспринимающим давление устройством для измерения давления жидкости, содержащейся в корпусе. Детали одного или более вариантов реализации изобретения изложены на прилагаемых чертежах и описаны ниже. Другие признаки, задачи и преимущества изобретения будут очевидны из описания и чертежей, а также из формулы изобретения. Описание чертежей На фиг. 1 показан перспективный вид устройства PD согласно изобретению; на фиг. 2 - перспективный вид держателя кассеты устройства PD согласно изобретению; на фиг. 3 А и 3 В - перспективный вид с разделением на детали держателя кассеты устройства PD согласно изобретению; на фиг. 4 - вид спереди кассеты, применяемой в устройстве согласно изобретению; на фиг. 5 А-5L проиллюстрированы различные протоки для жидкости, идущие через кассету, применяемую в устройстве PD согласно изобретению; на фиг. 6 - схематическая блок-схема работы электроники устройства PD согласно изобретению; на фиг. 7 и 8 - пользовательский интерфейс изобретения. Номера, относящиеся к одинаковым объектам на нескольких чертежах, будут обозначены одинако-2 013511 выми числовыми позициями. Подробное описание предпочтительного варианта реализации Механизм герметизации дверцы На фиг. 1 показано переносное устройство PD, являющееся предметом настоящего изобретения. Корпус 20 содержит сенсорный экран 22 наряду с дополнительными кнопками управления 26, которыми оперирует пациент. Держатель кассеты включает в себя шарнирную дверцу 24 и участок 26 поддержки кассеты. Кассета 28, показанная на фиг. 4, сопрягается с участком 26 поддержки кассеты. Кассету вставляют в участок 26 поддержки кассеты и дверцу 24 закрывают за кассетой и надежно запирают, как будет описано далее. Далее будет подробно описано со ссылкой на фиг. 2, 3 А и 3 В гнездо для кассеты 60. В основном гнездо для кассеты 60 состоит из основания 30 и дверцы 24, подвешенной, как показано, на петлях к основанию 30 с правой стороны. Основание 30 содержит два насоса 44, имеющие выходящие наружу грибовидные головки 32. С этими головками сопрягаются две камеры 34 внутри дверцы 24. Основание 30 включает также в себя пару дверных запоров 36, которые сопрягаются с отверстиями 38 в дверце 24. Дверца имеет также скользящий запор 40. Микровыключатель выдает электрическую индикацию, показывая, открыта ли дверца или полностью закрыта. Необходимо получить очень герметичное, надежно закрытое механическое гнездо с тесным контактом с кассетой 28 (фиг. 4), когда устройство работает. Применявшиеся ранее устройства PD обеспечивают такое герметичное закрывание путем использования тугого дверного затвора, который почти с натугой закрывается пациентом. Это создает проблемы для пожилых или очень больных пациентов, которым не хватает сил закрыть дверцу. С другой стороны, в других применявшихся до сих пор устройствах PD кассеты вставляли с помощью сложного механизма, подобного видеомагнитофону, что затрудняло обслуживание. Соответственно устройство PD согласно настоящему изобретению не требует от пациента закрытия дверцы с усилием, достаточным для достижения всех необходимых уплотнений. Кроме того,кассета может быть вставлена непосредственно в гнездо 60 без применения более сложного устройства типа видеомагнитофона. Дверца 24 легко запирается с помощью запорного рычага 40 и запорных штырей 36, которые свободно входят в зацепление с отверстиями 38. Хотя дверца легко щелкает, будучи закрыта, при таком закрывании должное уплотнение не достигается. Для того, чтобы гарантировать, что кассета 28 находится в тесном и герметичном контакте как с основанием 30, так и с дверцей 24, в устройстве PD согласно настоящему изобретению используют надувную подушку 47, показанную на фиг. 3 А. Кассета удерживается на месте между пластиной 58 и гнездом для кассеты 60, показанных, соответственно, на фиг. 3 А и 2. Как только дверца будет с легкостью закрыта и заперта пациентом, и система получает сигнал о этом действии от выключателя 42, в подушку 47 накачивают воздух, прижимая дверцу 24 и основание 30 к кассете (показана на фиг. 4), так что должным образом достигаются все необходимые уплотнения. Используется вакуумметрическое давление не менее приблизительно 400 фунт/кв.дюйм, предпочтительно может использоваться вакуумметрическое давление по меньшей мере 800 фунт/кв.дюйм или больше, но обычно достаточно 400 фунт/кв.дюйм. Это особенно важно для точного определения давления, как будет описано далее. И все же пациенту не требуется прилагать какого-либо усилия для того, чтобы закрыть или запереть дверцу. Для того, чтобы открыть дверцу 24 и вставить кассету, нажимают кнопку 50 на верхнем левом краю дверцы. Это ведет к отпиранию запора дверцы. Затем дверца распахивается слева направо. Кассета 28(фиг. 4) может быть затем вставлена в держатель кассеты путем помещения верха кассеты под установочные штифты 52. Нижний край кассеты будет введен с защелкиванием. Дверцу 24 закрывают справа налево, осторожно нажав на нее таким образом, чтобы она автоматически вошла в зацепление с запорными штырями 36. Узел запора состоит из запорного ползуна 40 и пружинной защелки (не показана). Эти части располагаются в проточенном пазу 54 на левой стороне дверцы, как можно видеть в закрытом положении. Когда дверь захлопывается, запор входит в контакт с конусным концом 56 запорных штырей 36. Легкое толкание дверцы к запору также приводит в действие предохранительный переключатель 42 дверцы. Как только предохранительный переключатель дверцы закрывается, система получает электрический сигнал, который указывает, что она готова зажать кассету в держателе кассеты путем надувания зажимающей кассету надувной подушки 47 (фиг. 3 А) с давлением приблизительно 37 фунтов/кв. дюйм(что создает усилие, равное приблизительно 1000 фунтов). Это прижимает кассету 28 к зажимной подушке 58 (фиг. 3 А), образуя таким образом нужные каналы внутри кассеты 28 для контроля течения жидкости. Когда надувная подушка 47 надута, она прижимается как к кассете 28, так и, с другой стороны, к пластине 58. Затем запорный механизм дверцы фиксируется в неподвижном состоянии, не допуская ради безопасности случайного открывания дверцы или даже ее открывания пациентом. Насос Управление насосами 44 (которые лучше всего видны на фиг. 3 В) осуществляют шаговые двигатели 45. Детали управления с помощью шагового двигателя будут объяснены позже. В устройстве PD согласно настоящему изобретению используют два режима перекачивания, одновременное и чередующее-3 013511 ся. При чередующемся способе, когда один насос выдвигается, другой насос втягивается. Одновременное перекачивание происходит тогда, когда обе головки насоса одновременно выдвигаются в одном и том же направлении, и обе одновременно отводятся. Для отвода жидкости из одной из камер 34 насос 44, сопряженный с этой камерой, проходит весь путь до стенки кассеты, но не касается ее. Для втягивания жидкости в одну из камер 34 насос 44 оттягивается назад одним из шаговых двигателей 45, создавая разрежение в задней части кассеты 28, расположенной внутри камеры 34, так чтобы оттянуть мембрану кассеты 28 (не показана на фиг. 2, 3 А или 3D). После оттягивания мембраны кассеты жидкость всасывается в одну из камер А или В кассеты 34. Для отвода жидкости из пациента применяют способ чередующегося перекачивания, когда один насос 44 выдвигается в то время, когда другой насос втягивается. Когда выдвигается насос, связанный с камерой А, жидкость в камере А выталкивается в сливную линию кассеты 28. Когда насос, связанный с камерой В, втягивается, жидкость из пациента всасывается в камеру В. После завершения этого движения насос, связанный с камерой А, отходит назад и втягивает жидкость из пациента, в то время как насос В раздвигается и передает жидкость в сливную линию. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет переработан нужный объем жидкости из пациента. Первоначально насосы 44 переводят в исходное положение, которое определяет обычный оптический датчик, не показанный здесь. Показание кодирующего устройства блока управления насосом устанавливают на нуль. Затем насос продвигают вперед к кассете до тех пор, пока он не коснется кассеты. Это называется положением OUT, при котором датчик положения устанавливается на текущее показание кодирующего устройства, которое меньше максимального (рассчитанное по максимальной возможной длине хода, например с показания кодирующего устройства 250). Затем насос отводят назад на 800 микрошагов, или приблизительно на показание кодирующего устройства 16000. Этому значению кодирующего устройства присваивается положение НОМЕ. Затем шаговый двигатель 45 отводят назад еще на 500 микрошагов, или приблизительно на показание кодирующего устройства 10000. Здесь устанавливается положение IN. Расчет объема основывается на том факте, что объем кассеты является известной величиной (основанной на ее физических размерах). Объем головки также является известной величиной (и в этом случае расчет этого объема основывается на физических размерах головки насоса и камеры). Если вся грибовидная головка 32 утоплена заподлицо относительно стенки кассеты 46, в камере кассеты не может находиться никакого объема жидкости. Однако, когда грибовидная головка 32 движется назад, она всасывает жидкость в камеру кассеты 28 (фиг. 4). Объем жидкости, втянутой в камеру, рассчитывают путем вычитания объема грибовидной головки 32, остающегося в камере, из объема камеры. Для того, чтобы рассчитать, какой объем головки насоса остается внутри камеры, рассчитывают величину линейного перемещения насоса, и это расстояние коррелируют с расстоянием перемещения грибовидной головки. На основе этого расстояния используют формулу для того, чтобы определить, какой объем жидкости все еще остается в камере. Электронное управление насосом На фиг. 6 показана электронная плата 101 устройства PD согласно настоящему изобретению. Управление шаговым двигателем 100, осуществляющим привод каждого насоса устройства PD согласно изобретению, осуществляется обычно с использованием встроенной программы с сигналами, поступающими на задающее устройство шагового двигателя 108. Встроенная программа размещается в двух видах флэш-памяти 102 и 104. Встроенная программа, хранящаяся во флэш-памяти 102, используется для программирования моста логической матрицы с эксплуатационным программированием (FPGA) 106. Встроенная программа, хранящаяся во флэш-памяти 104, используется для программирования микропроцессора 112 МРС 823 PowerPC. Как показано на фиг. 2, шаговый двигатель 45 осуществляет перемещение обычного винта подачи(не показан), который вводит и выводит гайку (тоже не показана) из винта подачи. Гайка, в свою очередь, соединяется с грибовидной головкой 32, которая на практике находится в контакте с мембраной А или В кассеты 28 (фиг. 4). Шаговый двигатель и винт подачи выбраны для получения требующегося усилия для выталкивания жидкости из кассеты после открывания проток для жидкости в кассете, что будет описано позже. Шаговый двигатель 45 предпочтительно требует 400 шагов для выполнения полного оборота, что соответствует линейному перемещению на 0,048 дюйма. Дополнительно кодирующее устройство измеряет угловое перемещение винта подачи. Результат этого измерения можно использовать для очень точной установки узла грибовидной головки. Блок управления шаговым двигателем (не показан) выдает ток необходимой силы, который должен быть пропущен через обмотку шагового двигателя. Полярность тока определяет, движется ли головка вперед или назад. Приблизительной установке поршня способствуют один или более оптических датчиков (не показаны). Внутри EPGA 106 имеются два двойных комплекта логической схемы управления, по одному для каждого поршня. Двухканальный квадратурный выход линейного кодирующего устройства 110 (фиг. 6) преобразуется в возрастающий или убывающий отсчет. Полный диапазон этого отсчета составляет от 0-4 013511 до 65000 (или же отсчет может быть разделен пополам на нуле, от -32499 до +32500). Этот отсчет требуется для того, чтобы определить текущее положение и последующее перемещение поршня. Существует непосредственная взаимозависимость между фактическим перемещением винта подачи и показателем кодирующего устройства. Как показано также на фиг. 6, EPGA 106 выполняет сравнение между текущим входным сигналом кодирующего устройства и заданным значением. Это требуется для автоматического перемещения. Единственная команда, поступившая на EPGA 106, инициирует полный цикл, который оканчивается перемещением поршня из его положения в настоящий момент во вновь назначенное положение. Кроме того, EPGA 106 может автоматически остановить движение двигателя. Это желательно, например, когда головка насоса достигает конца пути перемещения (что воспринимается переключателем конца перемещения 112, или в случае, когда накачивающее действие вызывает возникновение давления, выходящего за допустимые пределы). Если поршень достигает переключателя конца перемещения 112, автоматическое движение прекращается. Аналогичным образом, если датчик давления 48 (фиг. 2) определяет, что давление вышло за предписанные ограниченные пределы, двигатели 45 (фиг. 2) могут быть остановлены для того, чтобы предотвратить слишком большое возвратно-поступательное движение, которое может оказаться вредным для пациента. Другая часть встроенной программы EPGA позволяет контролировать частоту вращения шаговых двигателей 45, что хорошо известно в технике. Путем регулирования длительности импульса двигателя и времени между импульсами двигатель можно запустить быстрее или медленнее для получения нужной частоты вращения при равновесии вращающего момента. Скорость пусков двигателя обратно пропорциональная вращающему моменту, который он может приложить к головке насоса. Такое регулирование позволяет устройству в достаточном количестве проталкивать жидкость из камер насоса А или В (фиг. 4) так, что она легко течет по линиям, но при этом не развивается усилие, вызывающее включение аварийной сигнализации или вызывающее повреждение линий. С другой стороны, если попытаться запустить двигатель слишком быстро, можно потерять необходимый вращающий момент, требующийся для того,чтобы головка насоса продвинула жидкость через протоку. В дополнение к импульсу двигателя, EPGA 106 выдает несколько управляющих сигналов на блоки управления шаговым двигателем (не показаны), например, касающиеся направления и величины шага. В зависимости от значений, посланных из флэш-памяти 102 и флэш-памяти 104 на EPGA 106, величину шага можно регулировать в пределах между полным шагом, половиной, четвертью и одной восьмой шага. Кроме того, блок управления двигателем может направить непрерывную последовательность импульсов для быстрого вращения двигателя, или только один импульс для выполнения единственного шага. Это обычно задается регистрами в EPGA 106. Пневматическая система Как показано на фиг. 2, устройство согласно изобретению также включает в себя пневматическую систему, хорошо известную в технике, которая создает гидравлическое давление для управления клапанами и заполняет надувную подушку 47 для герметичного закрывания дверцы. Компрессор (не показан) применяется для закачки воздуха или создания разрежения в соответствующих резервуарах. Во время последовательности накачивания этот источник воздуха и разрежения используется для накачивания и выпуска воздуха через клапаны баллона 48. При надувании клапан баллона будет не допускать прохождения жидкости через один определенный канал из числа каналов 1-16 (фиг. 4) кассеты, который сопрягается с одним выбранным клапаном из числа клапанов баллона 48. При выпуске воздуха из клапана баллона жидкость может свободно течь через определенный канал, управляемый клапаном баллона. Датчики давления Как показано на фиг. 2 и 4, очень важным требованием к устройству PD согласно настоящему изобретению является точное измерение и контроль давления между резервуарами с жидкостью и пациентом. Если давление в линии, ведущей к пациенту, возрастает до значения, превышающего допустимые пределы, пациенту может быть нанесен серьезный вред. Сама система PD должна работать при давлении, значительно превышающем предельные значения. Эти высокие значения давления требуются для работы датчиков давления, клапанов баллона и выполнения других функций в кассете. Поэтому эти значения давления должны оставаться не зависящими от значений давления, которые наблюдает пациент. Для того, чтобы не допустить воздействия давления такого значения на пациента, требуется подходящая и надежная герметизация и применение клапанов. Как показано на фиг. 2, для слежения за давлением в системе применяются два датчика давления 33, которые непрямым образом определяют давление и разрежение в брюшине пациента. Этими датчиками предпочтительно являются преобразователи усилия/давления инфузионного насоса, например модели 1865, выпущенной фирмой Sensym Foxboro ICT. Когда кассету 28 (фиг. 4) вставляют в гнездо для кассеты 60, воспринимающие давление участки Р в кассете 28 выравниваются и находятся в тесном контакте с двумя датчиками давления 33. Эти сенсорные участки Р соединяются, соответственно, непосредственно с каждой камерой А и В через каналы 62 и 64, соответственно, так что при движении жидкости в камеры А и В и из них датчики давления 33 могут обнаружить их присутствие. Мембрана кассе-5 013511 ты, содержащая два участка, помеченные как Р, пристает к датчикам давления 33 с помощью вакуумметричского давления. Два датчика давления 33 соединяются с обладающим высоким разрешением 24-битовым аналогоцифровым преобразователем (ADC) 103 сигма-дельта с последовательным выводом данных на плате ввода-вывода 101. Этот ADC направляет сигнал от каждого из двух датчиков давления на EPGA 106 на плате 101. После получения готового сигнала EPGA 106, EPGA считывает этот ADC и передает эти данные на обработку в микропроцессор 112, которым в предпочтительном варианте реализации изобретения является устройство МРС 823 PowerPC, которое изготавливает фирма Motorola, Inc. После завершения процессов промывки и начальной подготовки, как хорошо известно, в этой области, кассета будет заполнена раствором. В это время линия, ведущая к пациенту, будет целиком заполнена раствором. На этом этапе определяют давление, которое будет использовано как базовая линия для статического давления. В это время высота положения головы пациента относительно устройства PD будет определяться на основании разности показаний давления. Предпочтительно этот перепад давления поддерживается на уровне ниже 100 мбар. В процессе дренирования максимальное гидравлическое разрежение насоса ограничивается величиной -100 мбар, чтобы не нанести вреда пациенту. Разрежение в брюшине должно удерживаться на этом уровне или превышать его. Положение пациента ниже или выше уровня устройства PD, обозначенное результатом измерения статического давления, компенсируется регулированием уровня разрежения. В качестве примера можно сказать, что заданное разрежение в вакуумной камере может основываться на следующем уравнении:Pstat = статическое гидравлическое давление (+1 м = +100 мбар - 1 м = -100 мбар)Pvac = Ppatmax + Pstat Например, когда пациент располагается на 1 м выше устройства PD, перепад давления = +100 мбар;Pvac = -100 мбар + 100 мбар = 0 мбар. Когда пациент располагается на одном уровне с устройством, перепад давления = 0 мбар;Pvac = -100 мбар + 0 мбар = -100 мбар. Когда пациент располагается на 1 м ниже устройства PD, перепад давления = -100 мбар;Pvac = -100 мбар + -100 мбар = -200 мбар. Поскольку непрерывное протекание по различным линиям, присоединенным к пациенту, имеет ключевое значение для правильного лечения пациента, важно непрерывно следить за тем, не блокирована ли линия, ведущая к пациенту, не блокирована ли она частично или же не открыта ли она. Существуют три различные вероятные ситуации: 1. Линия пациента открыта; 2. Линия пациент закрыта или 3. Линия пациента не полностью открыта и поэтому создает нежелательное сопротивление потоку(вызванное, например, тем, что пациент лежит на линии). Датчики давления 33 (фиг. 2) могут использоваться для обнаружения ситуации сбоя (ошибки). Как показано на фиг. 5 А, когда насос В раздвигается и, таким образом, перекачивает жидкий диализат в линию, открытую к пациенту, очень важно внимательно следить за давлением пациента и показателями кодирующего устройства, используя для этого датчики давления 33, описанные выше. Возможно возникновение трех возможных ситуаций сбоя, например, в результате следующих событий: 1. Линия пациента открыта, когда насос В раздвигается до тех пор, пока не будет достигнуто определенное значение длины, а давление пациента не возрастает; 2. Линия пациента закрыта, и насос не может раздвигаться, поскольку давление пациента возрастает до определенного предельно допустимого значения; 3. Насос раздвигается для получения растущего давления пациента, однако давление медленно снижается. Эти ситуации сбоя могут быть обнаружены с использованием датчиков давления 33 согласно изобретению, причем может быть выполнено корректирующее действие, или автоматически, или путем отправки пациенту сигнала тревоги, когда экран сообщает пациенту, какое действие следует предпринять. Например, экран может сообщить пациенту, что он или она может быть лежит на линии с жидкостью и должен освободить ее. Поскольку датчики давления пациента являются критически важными компонентами, обеспечивающими безопасность пациента, очень важно следить за правильностью функционирования этих датчиков. Хотя в прежних устройствах делались попытки осуществлять такое слежение путем проверки показаний давления, выданных датчиками, такие испытания не защищены от случайных ошибок, поскольку меняющийся характер нормальных, ожидаемых показаний может обмануть и заставить поверить, что датчики работают правильно в то время, как на самом деле это не так. Поэтому такое слежение за датчиками должно осуществляться независимо от измерений давления. В предпочтительном варианте реализации изобретения датчики давления отслеживаются через аналого-6 013511 цифровой преобразователь (ADC), имеющий два специально предназначенных для этого источника тока, по одному для каждого датчика. По команде каждый ADC генерирует ток (вместо приобретения информации, как бывает обычно) и следит за тем, как этот ток проходит (или не может пройти) через каждый датчик. Это независимое слежение за датчиками давления должно гарантировать безопасность пациента. Поскольку обычно процедуры идут всю ночь, возможность непрерывной двойной проверки каждого датчика давления, следящего за безопасностью пациента, действительно является желательной. Описание протекания жидкости через устройство Протекание жидкости через сменную кассету проиллюстрировано на фиг. 5A-5L. Устройства PD согласно изобретению используют шесть циклов обработки жидкости: промывка, начальный период,дренаж, заполнение, пауза и выдерживание. Цель цикла промывки заключается в удалении воздуха изо всех линий (за исключением линии пациента) и из кассеты. Это выполняется путем прокачки раствора диализата через предназначенные для промывки линии. Цикл начального периода удаляет воздух из линии пациента путем прокачки раствора диализата через линию пациента. Цикл дренажа используют для прокачки раствора диализата от пациента к сливу. Цикл заполнения используют для прокачки раствора диализата от нагревательного мешка к пациенту. Цикл паузы позволяет отсоединить пациента от устройства PD сразу после того, как пациент будет заполнен диализатом. В то время, когда пациент отсоединен от устройства, устройство будет передавать раствор диализата от мешков с раствором к нагревательному мешку. В заключение цикл выдерживания используют для того, чтобы позволить раствору диализата оставаться в течение заданного периода времени в теле пациента. Циклы выдерживания идентичным циклам паузы за исключением того, что пациента не отсоединяют от устройства. Во время цикла выдерживания устройство будет передавать раствор диализата из мешков с раствором в нагревательный мешок. Циклы протеканий показаны на фиг. 5 А-5L. Каждая фигура содержит более темную и более светлую линии, причем каждая линия снабжена стрелками, которые указывают направление потока. Все линии на схеме потоков, имеющие одинаковый оттенок (более темный или более светлый), обозначают одновременное осуществление в ходе процесса. Как показано на фиг. 5 А, на схеме линии от нагревателя к пациенту, более темные линии указывают, что насос А втягивается, чтобы втянуть раствор диализата из нагревательного мешка. В то же время насос В выдвигается для того, чтобы прокачать раствор диализата через линию пациента. Более светлые линии показывают, что насос А выдвигается для того, чтобы протолкнуть раствор диализата по направлению к пациенту. В то же время насос В втягивается и вытягивает раствор диализата из нагревательного мешка. Фиг. 5 В, 5 С, 5 Е, 5G и 5J относятся к циклу промывки, когда раствор диализата поступает из источника снабжения и пропускается через дренажную линию. На фиг. 5 А проиллюстрирован цикл начального периода, когда раствор из нагревательного мешка выталкивает воздух из пациента, а также цикл заполнения, когда раствор из нагревательного мешка перекачивают к пациенту. На фиг. 5J проиллюстрирован цикл дренажа, когда раствор отбирают от пациента и перекачивают к сливу. Цикл паузы имеет место, когда раствор из мешка для раствора перекачивают в нагревательный мешок в то время, когда пациент отсоединен, как показано на фиг. 5 В, 5F, 5 Н и 5L. На фиг. 5D, 5F, 5 Н и 5L проиллюстрирован цикл выдерживания, когда раствор из мешка с раствором перекачивают в нагревательный мешок в то время, когда пациент остается присоединенным. Пользовательский интерфейс Одной важной частью управляемого пациентом устройства PD является пользовательский интерфейс, который показан на фиг. 7. Общей для применявшихся до сих пор устройств проблемой является то, что пациент теряет след режима, в котором работает устройство. Согласно настоящему изобретению дисплей с сенсорным экраном имеет по меньшей мере два участка: участок 80, обозначающий рабочий режим, и участок 82, описывающий операцию. Обозначающий рабочий режим участок 80 имеет множество сенсорных знаков 84, 86, 88, 90 и 92,каждый из которых обозначает режим, в котором работает устройство, для того чтобы непрерывно информировать пациента о том, в каком из по меньшей мере трех рабочих режимов действует устройство. Эти режимы проиллюстрированы в предпочтительном варианте реализации, показанном на фиг. 7. В качестве примера, но не с целью ограничения, режимы могут включать в себя: режим лечения 84, при котором имеет место диализ; режим настройки 86, при котором происходит отображение настройки устройства PD на тип лечения, который может быть модифицирован пациентом; диагностический режим 88,при котором производится диагностика работы устройства; режим данные пациента 90, при котором отображается информация о пациенте; и режим истории болезни пациента 92, при котором отображается прежнее лечение пациента. Во время работы в любом из этих режимов участок дисплея 82, описывающий операцию, переходит на отображение деталей определенной операции, которая выполняется в ходе выбранного режима. В общем, описывающий участок показывает полезную информацию, помогающую пользователю при управ-7 013511 лении устройством. Например, в процессе лечения, когда освещен индикатор режима лечения, как показано на фиг. 7, описывающий участок 82 показывает пациенту, что следующей требующейся операцией является Распахнуть дверцу кассеты. С другой стороны, описывающий участок может показать направление течения жидкости, или привести индикацию степени завершенности процедуры лечения или другое описание текущей стадии процедуры лечения. Тот же тип описаний предусматривается для различных диагностических операций, которые имеют место в диагностическом режиме. Все пять проиллюстрированных значков режимов на участке 80 обозначения режима на экране, для каждого из пяти рабочих режимов предпочтительного варианта реализации, всегда остаются видимыми для пациента, причем режим, в котором устройство действует в настоящий момент, выделяется некоторым образом, как показано на фиг. 7 для индикатора 84 режима лечения. Рабочий режим изменяется пациентом путем касания одного из значков на экране, отличающегося от того (на фиг. 7 лечение), который освещен в настоящий момент. Режим сменится на новый режим после касания пациентом другой иконки, если только по какой-либо причине, такой как безопасность или иное, не запрещается изменение режима в этот момент, и освещенной станет вновь выбранная иконка 88, диагностика, как показано на фиг. 8, а иконка лечение 84 предыдущего рабочего режима больше не будет освещена, как показано на фиг. 8. Когда описательный участок 96 сенсорного экрана, показанный на фиг. 8, будет отображать информацию, имеющую отношение к новому, диагностическому режиму работы, такую как предупреждение о возобновлении лечения, показанное на фиг. 8. Иконки 84, 86, 90 и 92 для всех других четырех возможных режимов в предпочтительном варианте реализации будут оставаться отображенными, однако не освещенными, так что пациент всегда знает (1) в каком режиме действует устройство; и (2) какие другие возможные рабочие режимы существуют. Изобретение было описано со ссылкой на конкретные варианты реализации. Другие варианты реализации входят в объем следующей формулы изобретения. Например, операции согласно изобретению могут выполняться в ином порядке и все же давать нужный результат. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для лечения перитонеальным диализом, содержащее съемную кассету, имеющую гибкий корпус и передающий давление участок, находящийся в жидкостной связи с гибким корпусом, причем во время работы устройства жидкость содержится в гибком корпусе; удерживающий механизм для закрепления кассеты на заданном месте в устройстве; датчик давления, выровненный с передающим давление участком кассеты, когда кассета удерживается в устройстве, так что изменения давления в корпусе могут восприниматься датчиком давления; при этом датчик давления и передающий давление участок расположены с обеспечением возможности измерения давления жидкости в канале для жидкости между гибким корпусом и пациентом во время работы устройства, где датчик давления присоединен к электронной схеме управления в устройстве, так что работа устройства может меняться в ответ на изменения давления, воспринятые датчиком давления. 2. Устройство по п.1, в котором съемная кассета дополнительно содержит множество каналов для жидкости и множество клапанов, каждый из которых связан с соответствующим одним из каналов для жидкости, причем каждый клапан выполнен с возможностью запрещения прохождения потока жидкости через соответствующий один из каналов для жидкости. 3. Устройство по п.1, в котором передающий давление участок кассеты находится в жидкостной связи с гибким корпусом через канал, выполненный в кассете. 4. Устройство по п.1, в котором электронное управление приспособлено для определения - открыта,закрыта или частично закрыта линия пациента, находящаяся в жидкостной связи с гибким корпусом, на основании давления, измеренного датчиком давления. 5. Устройство по п.1, дополнительно содержащее систему слежения за датчиками, находящуюся в электрической связи с датчиком давления, причем система слежения за давлением выполнена с возможностью контролирования функционирования датчика давления. 6. Устройство по п.1, в котором система слежения за датчиками выполнена с возможностью слежения за функционированием датчика давления независимо от измерений давления. 7. Устройство по п.1, в котором система слежения за датчиками содержит преобразователь, имеющий специальный источник тока для датчика, при этом преобразователь приспособлен для слежения за протеканием тока через датчик для определения правильного функционирования датчика. 8. Устройство по п.1, в котором гибкий корпус представляет собой камеру насоса. 9. Одноразовая кассета для перитонеального диализа, содержащая гибкий корпус, приспособленный для того, чтобы содержать жидкость; подводящие и отводящие перепускные каналы, соединенные с гибким корпусом для того, чтобы вводить и отводить жидкость из корпуса к пациенту и от него; и-8 013511 передающий давление участок, находящийся в жидкостной связи с гибким корпусом, причем поверхность, расположенная с наружной стороны передающего давление участка одноразовой кассеты выполнена с возможностью сопряжения с воспринимающим давление устройством так, чтобы обеспечивалась возможность измерения давления жидкости в одном из подводящих и отводящих перепускных каналов между гибким корпусом и пациентом во время перитонеального диализа. 10. Одноразовая кассета по п.9, в которой поверхность передающего давление участка выполнена круглой. 11. Одноразовая кассета по п.9, дополнительно содержащая множество каналов для жидкости и множество клапанов, каждый из которых связан с соответствующим одним из каналов для жидкости,причем каждый клапан выполнен с возможностью не допускать прохождение потока жидкости через соответствующий один из каналов для жидкости. 12. Одноразовая кассета по п.9, в которой передающий давление участок кассеты расположен вдоль одного из подводящих и отводящих перепускных каналов одноразовой кассеты. 13. Одноразовая кассета по п.9, в которой подводящие и отводящие перепускные каналы расположены вдоль только одного края одноразовой кассеты. 14. Одноразовая кассета по п.13, в которой подводящие и отводящие перепускные каналы расположены ассиметричным образом вдоль одного края одноразовой кассеты. 15. Одноразовая кассета по п.9, в которой гибкий корпус представляет собой камеру насоса.
МПК / Метки
МПК: A61M 1/00
Метки: переносное, устройство, диализом, перитонеальным, лечения
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/15-13511-perenosnoe-ustrojjstvo-dlya-lecheniya-peritonealnym-dializom.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Переносное устройство для лечения перитонеальным диализом</a>
Предыдущий патент: Соединения 4-оксадиазолилпиперидина и их применение
Следующий патент: Устройство для считывания информации с экспонированных пленочных носителей
Случайный патент: Способ вероятностной оценки физического износа элементов зданий