Система введения анестетика в ткани с нормализацией скорости ввода

Полезная модель относится к медицине и может быть использована в качестве местного обезболивания при различных вмешательствах, например, в стоматологии для местного инъекционного обезболивания. Технической задачей предлагаемой полезной модели стабилизация скорости введения раствора (анестетика) в ткани на заданном уровне с целью снижения болевого синдрома почти до нулевой отметки, т.е. повышение удобства медперсонала и комфортности пациентов. Для решения указанной задачи предлагается система введения анестетика в ткани с нормализацией скорости ввода, содержащая медицинский шприц и насадку к нему, насадка содержит аккумулятор, шаговый электродвигатель и блок управления, состоящий из микроконтроллера с драйвером, выход которого соединен с обмоткой управления шагового электродвигателя; конструктивно шаговый электродвигатель и блок управления соединены между собой через микроразъем и помещены в стакан, который закрепляется на шприц с его тыльной стороны через защелки, а шаговый электродвигатель выбран с толкателем, который связан с нажимной шайбой шприца, обеспечивая поступательное движение; для включения системы в работу - вкл/выкл - предусмотрена микрокнопка, расположенная на боковой поверхности стакана; шаг движения толкателя задается программно в микроконтроллере на заводе изготовителя, а шприцы могут выпускаться с разными типоразмерами шага; источник питания соединен с преобразователем напряжения первичной шиной, а вторичными шинами соединен с питанием микроконтроллера, драйвера и шагового двигателя. 2 илл

Полезная модель относится к медицине и может быть использована при выполнении инъекций, например, во время местного обезболивания при различных вмешательствах в том числе, в стоматологии для местного инъекционного обезболивания, а также в общей медицине для введения растворов, требующих контроля скорости введения.

Особенно предлагаемое устройство может быть применено для местного обезболивания детей младшего возраста, т.к. позволяет снизить болевые ощущения в момент инъекции.

Большой проблемой во всем мире является снижение болевого синдрома при инъекции организма, в частности при местном обезболивании. Известно, что болевой синдром возникает не при непосредственном уколе, а при введении раствора с большой скоростью.

Из уровня техники введения растворов известно, что, например, при инфильтрационной анестезии анестетик в количестве 1,5-2,0 мл вводят медленно, чтобы избежать сильных болевых ощущений от расслаивания тканей раствором (Бизяев А.Ф. и др., «Обезболивание в условиях стоматологической поликлиники», М, 2002 г, стр.40).

Однако скорость введения раствора в ткани ни в коем случае не должна превышать 1 мл в мин (Боровский Е.В. и др., «Терапевтическая стоматология», М, АО «Стоматология», 2005 г, стр.14).

При этом во время инъекции в ткани врач (медсестра) руководствуется только личным ощущением и не знает какое давление развивается в момент введения или какова скорость ведения раствора (количество мл в единицу времени), по существу это «ползучий эмпиризм».

Также известно, что все рекомендации скорости введения раствора даны без учета соотношения плотности ткани в месте инъекции, плотности раствора, а также давления и скорости раствора в местном анестетике.

Известно устройство для введения раствора с малой скоростью (регулируемой), по патенту РФ 2342125 (2008, 12.27) «Электронный шприц», который состоит из блока микроконтроллера с индикатором управления, ножной педали, с помощью которой производится подача анестетика, источника питания (сеть 220 В, 50 Гц) и набора одноразовых систем.

При всех своих положительных качествах данное устройство обладает двумя существенными недостатками: довольно громоздко, а главное очень дорого (десятки тысяч рублей).

Известна электронная система транскортикальной анестезии «Sleeper One» с иглами «Jntralig-S», см. на JD internet site: www.information-dentaire.com.

Система содержит: компьютерный блок, блок задания режимов работы с индикацией, блок питания, набор игл, ножные педали и набор кабелей.

Конечно это прекрасная система, но она довольно громоздка и очень высокая стоимость, порядка несколько тысяч евро.

Известно электронное устройство для анестезии «Anaeject», производства Японии, см. на JD internet site: http/www.septodont:fr/menu=18mode=38id=21 - ПРОТОТИП.

Это устройство выполнено в форме, напоминающее пистолет и имеющее приблизительно такие же размеры.

Устройство содержит: корпус, на котором крепится (вставляется) специальный одноразовый шприц, на корпусе имеется кнопка вкл/выкл, внутри корпуса находится электромеханическая часть. Электронная часть находится на выносном пульте это микроконтроллер (МС), панель управления и индикации (задания режимов и их отражение на ЖКИ), выносной пульт соединен с самим устройством гибким кабелем, МС управляет электромеханической частью для ввода анестетика через шприц (привод). Питание осуществляется от встроенного аккумулятора.

К недостаткам следует отнести наличие специализированных шприцов, а также очень высокую стоимость. Такое устройство найдет применение в специализированных стоматологических клиниках, но в виду высокой стоимости не доступно для всех слоев населения и регионов РФ.

К общим недостаткам представленных моделей можно отнести то, что они являются сложными техническими приборами многоразового использования, в связи с чем возникает потенциальный риск инфицирования пациентов и персонала.

Технической задачей предлагаемой полезной модели стабилизация скорости введения раствора (анестетика) в ткани на заданном уровне с целью снижения болевого синдрома почти до нулевой отметки, т.е. повышение удобства медперсонала и комфортности пациентов.

Для решения указанной задачи предлагается система введения анестетика в ткани с нормализацией скорости ввода, содержащая медицинский шприц и насадку к нему, насадка содержит микрокнопку включения/выключения питания аккумулятор, шаговый электродвигатель и блок управления, состоящий из микроконтроллера с драйвером, выход которого соединен с обмоткой управления шагового электродвигателя; конструктивно шаговый электродвигатель и блок управления соединены между собой через микроразъем и помещены в стакан, который закрепляется на шприц с его тыльной стороны через защелки, а шаговый электродвигатель выбран с толкателем, который связан с нажимной шайбой шприца, обеспечивая поступательное движение; для включения системы в работу - вкл/выкл - предусмотрена микрокнопка, расположенная на боковой поверхности стакана; шаг движения толкателя задается программно в микроконтроллере на заводе изготовителя, а шприцы могут выпускаться с разными типоразмерами шага; аккумулятор соединен с преобразователем напряжения первичной шиной, а вторичными шинами соединен с питанием микроконтроллера, драйвера и шагового двигателя.

Полезная модель поясняется двумя чертежами: фиг.1, на которой показан конструктив насадки системы и фиг.2, на которой показана структурная электрическая схема системы - электронный блок.

На фигурах изображено:

1 - корпус медицинского шприца (резервуар для анестетика);

2 - толкатель шайбы шприца;

3 - задающая часть толкателя шпица;

4 - шаговый электродвигатель (ШД);

5 - электронный блок (ЭБ);

6 - стакан, в котором крепятся ШД, ЭБ, аккумулятор и кнопка вкл/выкл системы;

7 - защелки для крепления стакана к шприцу;

8 - гнездо для аккумулятора (батарейки);

9 - микрокнопка вкл/выкл системы с памятью и подсветкой;

10 - микроразъем;

11 - «уши» корпуса шприца;

12 - нажимная шайба толкателя шприца;

13 - электроды для зарядки аккумулятора без извлечения из стакана;

15 - элемент питания(аккумулятор);

16 - преобразователь напряжения от аккумулятора до напряжения питания МС (=3В), драйвера =3В и =12В0 и шагового двигателя (=12 В);

17 - микроконтроллер (МС);

18 - драйвер;

19 - зарядное устройство внешнее (для аккумулятора).

Составные части системы могут быть выполнены на следующих элементах: медицинский шприц 1 - стандартный одноразовый, преобразователь напряжения 16 - собственного производства, микроконтроллер 17 - см.

http://www.nxp.com/technical-support/#/tid=50809,tab=usermanuals, драйвер шагового двигателя - см.

http://www.toshiba.com/taec/components2/Datasheet_Sync/382/27885.pdf. шаговый двигатель с линейным актуатором (min 20), см.

http://www.anaheimautomation.com/products/stepper/stepper-linear-actuators.php?tid=130&pt=t&cid=52,

шаговый двигатель ((min 6), см. http://www.micromo.com/stepper-motors-datasheets.aspx

Конструктив системы имеет следующие соединения: стакан 6 крепится к ушам 11 корпуса шприца 1 посредством защелок (шарниры защелок условно не показаны); внутри стакана 6помещены ШД4, ЭБ5, в состав которого в гнезде 8 помещается аккумулятор 15, ШД4 и ЭБ5 соединены между собой через микроразъем 10; толкатель ШД4 (на фиг.1 условно находится в исходном состоянии - не выпущен), но его конец соединен с нажимной шайбой 12, которая жестко связана с задающей частью 3 толкателя, которая также жестко связан с толкателем 2 шайбы шприца; сбоку ЭБ5 помещена кнопка вкл/выкл 9 системы.

Электронный блок 5 системы имеет следующие соединения: аккумулятор 15 через кнопку вкл/выкл 9 соединен с преобразователем напряжения 16, трехвольтовый выход которого соединен с МС17 и драйвером 18, а двенадцативольтовый выход соединен с драйвером 18 и ШД4, выход драйвера 18 соединен с обмоткой управления ШД4, механический выход которого - толкатель - соединен с нажимной шайбой 12 толкателя шприца.

Система работает следующим образом.

Перед инъекцией медсестра (врач) набирает в корпус шприца 1 анестетик, затем вынимает конструктив - стакан 6 из подставки для его зарядки и соединяет его с корпусом шприца 1 посредством защелок 7. После подсоединения стакана 6 к шприцу 1 медсестра вводит иглу шприца в ткань и затем нажимает кнопку 9 после чего по команде МС17 начинает работать ШД4, плавно продвигая толкатель шайбы шприца 32, тем самым анестетик через иглу шприца вводится в ткань с заданной скоростью в течение 90 сек. После чего по команде того же МС17 включается реверс и толкатель ШД4 возвращается в исходное положение за время 1,5-2 сек. После чего медсестра с помощью защелок 7 отсоединяет стакан 6 от шприца и ставит его в подставку для подзарядки аккумулятора 15. Шприц выбрасывается. Следует заметить, что время введения анестетика 90 сек может изменяться, для чего конструктив можно выпускать в вариантах времени: 70-80-90-100 сек, причем max время 90 сек это для детей младшего возраста.

Предлагаемая система проста по конструкции и применению, а себестоимость лежит в пределах 1500 руб., что по сравнению со всеми известными аналогами на 2-4 порядка ниже. Система многоразовая и может использоваться много тысяч раз, т.к. по расчетам среднее время наработки на отказ Tо20000 час, а время одной инъекции (время работы конструктива в включенном состоянии)120 сек, сопоставьте. Далее, вес конструктива (насадки) не превышает 100-120 г, а вес всех известных аналогов лежит в пределах 1 кг и более.

Электронная часть системы (ЭБ) выполнена полностью на интегральных микросхемах, т.е. достаточно проста и малогабаритна. Корпус (стакан) выполнен из ударопрочного полистирола, т.е. даже при падении (случайно) он не. трескается, а ИМС априори ударопрочны, как и ШД.

Также печатная плата с МС, драйвером и преобразователем напряжения покрывается специальным лаком УР-231, защищающим их от неблагоприятных климатических условий, в основном повышенная влажность.

В заключение следует отметить, что применение предлагаемой системы особенно актуально в больницах сельской местности, маленьких городках, не говоря уже о больших медицинских центрах.

1. Система введения анестетика в ткани с нормализацией скорости ввода, включающая медицинский шприц, отличающаяся тем, что содержит насадку к шприцу, которая включает в себя шаговый электродвигатель и блок управления, состоящий из аккумулятора с преобразователем напряжения и микроконтроллера с драйвером, выход которого соединен с обмоткой управления шагового электродвигателя, при этом шаговый электродвигатель и блок управления помещены в стакан, который закрепляется на шприц с его тыльной стороны через защелки, а шаговый электродвигатель выбран с толкателем, который связан с нажимной шайбой шприца, обеспечивая поступательное движение.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что для включения системы в работу - вкл/выкл - предусмотрена микрокнопка, расположенная на боковой поверхности стакана.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что шаг движения толкателя задается программно в микроконтроллере на заводе изготовителя.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что аккумулятор соединен с преобразователем напряжения первичной шиной, а вторичными шинами соединен с питанием микроконтроллера, драйвера и шагового двигателя.