Выездная станция переливания крови

Предложена выездная станция переливания крови, содержащая транспортное средство, в салоне которого размещены термостаты с теплоизолированными рабочими камерами для хранения полимерных пакетов, заполненных взятой на выезде донорской кровью или ее компонентами, при температурах , определенных нормативными документами как температуры длительного хранения выбранного вида компонентов крови, при этом в состав выездной станции введены охлаждающие аппараты с возможностью снижения температуры вещества внутри полимерных пакетов до перед их размещением в рабочих камерах термостатов в сроки, определенные нормативными документами. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Полезная модель относится к области медицинского оборудования, а конкретно к передвижным пунктам для заготовки донорской крови и ее компонентов в выездных условиях.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному устройству относится выездная станция переливания крови, содержащая транспортное средство, в салоне которого размещены термостаты с теплоизолированными рабочими камерами для хранения контейнеров, заполненных взятой на выезде донорской кровью или ее компонентами при температурах , определенных нормативными документами как температуры длительного хранения выбранного типа компонентов крови. Полезная модель РФ 3689, 1997.

Недостатками известного устройства являются, во-первых, низкая биологическая полноценность компонентов донорской крови, заготавливаемых на выезде, и, во-вторых, высокое значение мощности, потребляемой аппаратами, входящими в комплектацию устройства, предназначенными для временного поддержания температурных режимов

хранения компонентов крови в процессе их транспортировки в стационарное учреждение.

Эти недостатки обусловлены следующими причинами.

В известном устройстве контейнеры после заполнения их кровью или ее компонентами сразу помещают в рабочие камеры термостатов, в которых поддерживается режим термостатирования, соответствующий температурам длительного хранения компонентов, определенным нормативными документами, например, Рекомендациями Руководства Совета Европы по приготовлению, использованию и обеспечению качества компонентов крови, ряда приказов Минздрава РФ. В связи с этим длительность переходных нестационарных процессов охлаждения емкостей с компонентами крови от начальной температуры, равной нормальной температуре человеческого тела, до конечной температуры , оказывается чрезвычайно большой, практически транспортировка компонентов крови в стационарное учреждение производится при весьма неопределенных температурных режимах, совершенно не соответствующих установленным требованиям.

Как отмечено в Руководстве для врачей «Заготовка крови в выездных условиях» (Е.Б.Жибурт, В.Е.Алексеев, С.К.Сидоров. НПЦ Интелфорум. М. 2005, с.72-73), одними из главных причин не только ухудшения биологических показателей, взятых на выезде компонентов крови, а именно, их полной порчи и невозможности последующего использования, является:

- отсутствие охлаждения крови перед началом транспортировки;

- несоблюдение температурного режима хранения компонентов в процессе транспортировки.

Кроме того, в известном устройстве для поддержания заданного режима применяются полупроводниковые термомодули, реализующие эффект Пельтье, имеющие низкий коэффициент преобразования электрической мощности в холодильную. Так, при поддержании в рабочей камере режима термостатирования на уровне, меньшем внешней температуры на (25-30)°С, коэффициент преобразования электрической

мощности, подводимой к термомодулям, в холодильную мощность не превышает 10%, поэтому необходимое значение электрической мощности при объемах рабочей камеры ˜ 100 дм ³ составляет (150-200) Вт. В связи с этим применение известного устройства для временного хранения медико-биологических термочувствительных материалов в процессе транспортировки сопряжено с необходимостью использования достаточно мощных источников электропитания, что в ряде случаев является весьма проблематичным.

Технической задачей, решаемой полезной моделью, является повышение степени биологической полноценности компонентов крови, взятой в выездных условиях, посредством обеспечения полного соответствия установленным нормативным требованиям значений температурно-временных параметров процессов, реализуемых в веществе компонентов как в нестационарных тепловых процессах при термической (холодовой) обработке, так и в стационарных процессах, реализуемых в хранящемся веществе при транспортировке в стационарное медицинское учреждение, а также снижение энергопотребления при движении транспортного средства.

Указанный технический результат достигается тем, что выездная станция переливания крови содержит транспортное средство, в салоне которого размещены термостаты с теплоизолированными рабочими камерами для хранения полимерных пакетов, заполненных взятой на выезде донорской кровью или ее компонентами, при температурах , определенных нормативными документами как температуры длительного хранения выбранного вида компонентов крови, при этом в состав выездной станции введены охлаждающие аппараты с возможностью снижения температуры вещества внутри полимерных пакетов до перед их размещением в рабочих камерах термостатов в сроки, определенные нормативными документами.

Охлаждающие аппараты могут быть выполнены в виде экспрессохладителей партии заполненных полимерных пакетов с

возможностью снижения температуры находящегося в них вещества от начальной температуры 37°С до температур 4°С или 22°С за время, не превышающее 15 мин.

Охлаждающие аппараты могут быть выполнены в виде экспрессзамораживателей с возможностью достижения внутри заполненных полимерных пакетов температуры не выше минус 30°С за время, не превышающее 1 час.

В состав выездной станции переливания крови введены хладоэлементы, рабочие вещества в которых выбраны с температурами фазового перехода, ниже температур хранения соответствующих видов компонентов крови, морозильники для замораживания хладоэлементов, термоконтейнеры для размещения и временного хранения замороженных хладоэлементов, термостаты выполнены в виде термоконтейнеров, рабочие камеры которых подключены к хладоэлементам с возможностью компенсации тепловых потоков, проходящих извне через теплоизоляцию в рабочую камеру на теплоту фазового перехода рабочего вещества в хладоэлементах.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображено на:

фиг.1 схематично в плане технологическое отделение, являющееся частью предложенной выездной станции переливания крови;

фиг.2 - термоконтейнер-термостат для хранения предварительно охлажденных или замороженных компонентов крови;

фиг.3 - двухкамерный аппарат, в верхней части которого выполнен термостат для поддержания нормальной температуры человеческого тела, а в нижней части выполнен экспрессохладитель донорской крови и ее компонентов;

фиг.4 - морозильник для замораживания кассет с блоками хладоэлементов;

фиг.5 - кассета для размещения блока хладоэлементов;

фиг.6 - укладка для размещения заполненных полимерных пакетов.

Рассмотрим наиболее общий вариант исполнения выездной станции переливания крови, реализующей так называемую «технологически» сложную медико-тактическую схему, в результате которой на выезде заготавливаются различные компоненты крови - непосредственно донорская кровь, эритроцитная масса, тромбоцитная масса, плазма.

В обобщенном варианте предложенная выездная станция переливания крови включает в себя транспортное средство, фрагмент салона 1 которого, представляющий собой технологическое отделение 2, представлен на фиг.1. В салоне установлены донорские кресла (на черт. не показаны) несколько столов и стульев (на черт. не показаны), используемых при регистрации и медицинском освидетельствовании доноров, при выдаче им чая и т.д., совокупность приборов и принадлежностей, используемых при актах донации, таких как наборы шприцов, тест-препараты, стерилизационные материалы, весы, запаиватели полимерных пакетов с кровью, кассовый аппарат и др. (на чертежах не показаны).

В технологическом отделении 2 установлены центрифуга 3 (в зависимости от объема заготовок компонентов крови, а конкретно, плазмы, количество центрифуг может достигать несколько штук), экспрессзамораживатель плазмы 4, полученной из свежезаготовленной донорской крови посредством центрифугирования, двухкамерный аппарат 5, в верхней части которого выполнен термостат 6, в рабочей камере 7 которого поддерживается температурный режим, близкий к нормальной температуре человеческого тела (+37°С), а в нижней части выполнен экспрессохладитель 8, в рабочей камере 9 которого обеспечивается скоростное понижение температуры партии полимерных пакетов 10, заполненных донорской кровью или ее компонентами, а также пакетов 11 с теплофизическим имитатором крови, внутри которого размещен датчик температуры 12, до температур, определенных нормативными документами, как температуры длительного хранения t_xp донорской крови и ее компонентов, термоконтейнеры-термостаты 13, в рабочих камерах 14 которых

обеспечивается хранение при различных температурах , определенных нормативными документами, различных типов компонентов крови. Например, один термоконтейнер-термостат 13 настроен на температуру хранения (хранение полимерных пакетов 10 с донорской кровью или эритроцитной массой), второй на температуру (хранение тромбоцитной массы), наконец, третий термоконтейнер - на температуру (хранение пакетов 10 с замороженной плазмой) и др. В технологическом отделении имеется морозильник 15 для замораживания кассет 16 с хладоэлементами 17, термоконтейнер 18 для хранения кассет 16 с блоком замороженных хладоэлементов 17, стол 19, стул 29.

Выбор рабочих веществ для хладоэлементов 17 определяется таким образом, чтобы температура их фазового перехода была бы ниже температуры хранения выбранного типа компонентов крови.

Так, при необходимости хранения донорской крови или эритроцитной массы при температуре применяют рабочее вещество с температурой фазового перехода, близкой к 0°С, а при необходимости хранения замороженной плазмы при температуре применяют низкотемпературные хладоэлементы 17, рабочее вещество которых имеет температуру фазового перехода в диапазоне минус (34÷46)°С.

В комплектацию предложенной выездной станции переливания крови входят также укладки 21 для размещения заполненных полимерных пакетов 10.

Для подключения блоков замороженных хладоэлементов к рабочим камерам 14 термоконтейнеров-термостатов 13 применяют теплопроводные контуры с автоматически регулируемым (если это необходимо) тепловым сопротивлением.

В термоконтейнерах-термостатах 13, предназначенных для временного хранения пакетов 10 с замороженной плазмой при температурах минус (25÷30)°С теплопроводный контур трансформируется в прямое холодовое

воздействие замороженных низкотемпературных хладоэлементов, температура фазового перехода рабочего вещества которых составляет минус (34÷46)°С, непосредственно размещенных в рабочих камерах 14.

В варианте конкретного исполнения термоконтейнеров-термостатов 13, предназначенных для временного хранения предварительно охлажденных до температур , например, или , заполненных полимерных пакетов 10, теплопроводный контур выполнен в виде потока воздуха с автоматически управляемой интенсивностью циркуляции, создаваемой между рабочей камерой 14 и блоком замороженных хладоэлементов 17.

С этой целью в состав этого типа термоконтейнеров-термостатов 13 введены вентиляторы 22, входами соединенные с выходами блока питания (на черт. не показан), автоматически управляемые по сигналам с датчика температуры 23, размещенного в рабочей камере 14, выходы которого соединены с управляющими входами блока регулирования температуры (на черт. не показан) и с входами индикатора температуры 24, радиаторы 25, между основаниями которых размещены кассеты 16, с блоками замороженных хладоэлементов 17, воздуховоды 26, посредством которых автономный отсек 27, в котором размещены кассеты 16 с хладоэлементами 17, сообщается с объемом рабочей камеры 14, заслонки 28, установленные в воздуховодах 26.

При этом размещение отсека 27 именно в крышке термоконтейнера-термостата 13 не является обязательным; конструктивно отсек 27 может располагаться в нижней части термоконтейнера термостата 13, сбоку сзади от него и, вообще, может быть выполнен отдельным автономным блоком.

Предложенная выездная станция переливания крови работает следующим образом.

Предварительно подключают к сетевому электропитанию, например, посредством сетевого кабеля с выносной розеткой (на черт. не показаны) центрифугу 3, экспрессзамораживатель плазмы 4, термостат 6 и

экспрессохладитель 8,конструктивно сформированные в двухкамерном аппарате 5 для экономии места в технологическом отделении 2 салона 1 транспортного средства, морозильник 15, осветительные приборы, всю совокупность приборов, используемых в актах донации.

Подключают к бортовой системе электропитания блоки питания термоконтейнеров-термостатов 13, посредством которых осуществляются регулирование теплового сопротивления теплопроводных контуров между рабочими камерами 14 и блоками замороженных хладоэлементов, например, управление работой вентиляторов 22.

Оператор в технологическом отделении 2 укладывает хладоэлементы 17 в кассеты 16. Сформированные таким образом блоки хладоэлементов 17 размещают в рабочей камере морозильника 15 для замораживания.

Замороженные блоки хладоэлементов 17 посредством теплопроводного контура с автоматически регулируемым тепловым сопротивлением (например, в виде потока воздуха с автоматически регулируемой интенсивностью циркуляции) подключают к рабочим камерам термоконтейнеров-термостатов 13, обеспечивая поддержание в них температур .

Контроль температуры в рабочих камерах 14 термоконтейнеров-термостатов 13 осуществляется по цифровому индикатору 24 в соответствии с сигналами датчика температуры 23, установленного в рабочей камере 14; при выходе температуры в рабочей камере 14 за пределы, определяемые пороговыми уставками, происходит срабатывание световой и звуковой сигнализации (на черт. не показана).

При температуре в рабочей камере 14, определяемой по сигналам с датчика 23, превышающей значение t_ст, блок управления (на черт. не показан) подключает вентиляторы 22 к электропитанию. Поток воздуха, создаваемый вентиляторами 22, проходит через радиаторы 25, охлаждается и, поступая в рабочую камеру 14 через воздуховоды 26, обуславливает ее

охлаждение. При этом положение заслонок 28 в воздуховодах 26 соответствует их открытому состоянию.

При температуре в рабочей камере 14, равной t _ст-t_ст, где t_ст - точность стабилизации температуры, блок управления отключает вентиляторы 22 от электропитания. Циркуляция потока воздуха в воздуховодах 26 как принудительная, так и естественная (заслонки 28 перекрывают воздуховоды 26) прекращается. Под действием теплового потока, проходящего извне через теплоограждение рабочей камеры 14, температура размещенного в ней датчика 23 повышается до t_ст+t_ст; в соответствии с поступающими от него сигналами блок управления вновь подключает вентиляторы 22 к электропитанию. В дальнейшем, описанные выше этапы работы термоконтейнеров-термостатов 13 периодически повторяются.

Излишек замороженных блоков хладоэлементов 17 в кассетах 16 размещают в термоконтейнере 18 для временного хранения.

Полимерные пакеты 10, заполненные кровью после актов донации, передают оператору в технологическое отделение 2 на стол 19. Оператор в начале размещает их в укладках 21, а затем укладки 21 с пакетами 10 размещает в рабочей камере 7 термостата 6.

При накоплении в укладке 21 партии из заданного количества пакетов 10, например, 20-ти штук, укладку 21 вместе с полимерным пакетом 11, заполненным веществом, являющимся теплофизическим имитатором донорской крови, вынимают из рабочей камеры термостата 16 и помещают в рабочую камеру 9 экспрессохладителя 8, подключив при этом кабельный вывод датчика температуры 12, размещенного внутри пакета 11, к входу блока регулирования экспрессохладителя 8 (на черт. схема регулирования аппарата не показана).

По достижении температуры внутри заполненных полимерных пакетов 10, определяемой по сигналам датчика температуры 12, установленного в пакете 11 с теплофизическим имитатором, вынимают из

рабочей камеры 9 экспрессохладителя 18 укладку 21 с партией полимерных пакетов 10, заполненных донорской кровью, охлажденной до . При этом в рабочей камере 9 экспрессохладителя 8 обеспечивают такие режимные параметры процесса охлаждения, например, высокую интенсивность теплообмена на наружной поверхности полимерного пакета 10, реализуемую посредством создания высокой скорости циркуляции воздуха, использования оребренных держателей пакетов, перемешивания вещества внутри пакетов 10 путем приведения их в движение с ускорением, периодически изменяющимся по величине и направлению, а также поддержанием температуры потока воздуха на уровне, меньшем , при которых в веществе каждого полимерного пакета 10 достаточно быстро, за время, не превышающее 15 мин., достигается температура , определяемая по сигналам датчика температуры 12, размещенном в веществе теплофизического имитатора 11. Кабельный вывод датчика температуры 12 в имитаторе 11 отключают от электрической схемы экспрессохладителя 8, а сам имитатор 11 вновь размещают в рабочей камере 7 термостата 6, где температура его начинает повышаться от до нормальной температуры человеческого тела, т.е. до 37°С.

Укладку 21 с охлажденными до пакетами 10 размещают в рабочих камерах 14 термоконтейнеров-термостатов 13, температура в которых посредством блоков хладоэлементов 17 предварительно понижена до и далее поддерживается на этом уровне.

В дальнейшем, по мере поступления новых партий полимерных пакетов 10 с донорской кровью описанные выше процедуры повторяются, оператор в технологическом отделении 2 осуществляет последовательное заполнение рабочих камер 14 термоконтейнеров-термостатов 13 укладками 21 с предварительно охлажденными в экспрессохладителе 8 пакетами 10.

Когда температура в рабочей камере 14 термоконтейнера-термостата 13, повышаясь вследствие теплопритоков извне, достигнет уставленного

порогового значения, сработает звуковая и световая аварийная сигнализация. Это свидетельствует о том, что рабочее вещество в хладоэлементах 17 перешло из твердого фазового состояния в жидкое.

Оператор вынимает кассету 16 с блоком отработанных хладоэлементов 17, достает из рабочей камеры термоконтейнера 18 другую кассету 16 с блоком замороженных хладоэлементов 17 и подключает их к рабочей камере 14 термоконтейнера-термостата 13. Когда транспортное средство выездной станции переливания крови находится на стоянке и имеется возможность подключения всей аппаратуры пункта к электропитанию, кассету 16 с блоком отработанных хладоэлементов 17 оператор размещает в рабочей камере морозильника 15 для нового акта замораживания. При движении транспортного средства кассеты 16 с блоком отработанных хладоэлементов 17 размещают на стойке (на черт. не показана). При проектировании выездной станции переливания крови вместимость рабочей камеры морозильника 15, количество кассет 16 с блоками хладоэлементов 17 рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить поддержание температурных режимов в рабочей камере 14 термоконтейнера-термостата 13 на уровне в течение всего процесса возврата пункта в стационарное медицинское учреждение.

При заготовке компонентов крови, температуры хранения которых, определенные нормативными документами, находятся в диапазоне отрицательных значений, например, плазмы, температура хранения которой находится в диапазоне минус (30÷40)°С, в качестве аппаратов для понижения температуры до используют быстрозамораживатели 4.

В этом случае применяют низкотемпературные модификации хладоэлементов 17, рабочее вещество которых имеет температуру фазового перехода ниже .

Предварительно замораживают кассеты 16 с блоком низкотемпературных хладоэлементов 17 в рабочей камере морозильника 15.

Затем кассеты 17 с блоками замороженных низкотемпературных хладоэлементов 17 подключают к тому количеству рабочих камер 14 термоконтейнеров-термостатов 13, которое планируется загрузить низкотемпературными компонентами крови, взятыми на выезде.

При этом температуры рабочих камер понижают до значений t _kt_хр, где t_k - температура рабочей камеры.

Полимерные пакеты 10 с плазмой, полученной после фракционирования свежезаготовленной донорской крови, осуществляемого посредством центрифуг 3, помещают в рабочую камеру экспрессзамораживателя 4, где и производят их замораживание и охлаждение до температуры t_хр, не превышающую минус 30°С. При этом для целей замораживания применяют такие аппараты 4, которые предварительно, на стадии медико-технических испытаний подтвердили возможность достижения температуры не выше минус 30°С в центре пакета с плазмой за время, не превышающее 1 час. Такие требования по температурно-временным параметрам процесса замораживания определены рядом нормативных документов, например, приказом Минздрава РФ №193 от 7 мая 2003 г., рекомендациями Руководства Совета Европы по приготовлению, использованию и обеспечению качества компонентов крови. Далее оператор вынимает полимерные пакеты 10 с замороженной плазмой, имеющей температуру t _хр, из рабочей камеры экспрессзамораживателя 4, размещает их в укладке 21 и затем помещает укладку 21 в рабочую камеру 14 термоконтейнера-термостата 13, в которой уже ранее достигнута температура, не превышающая требуемой температуры хранения плазмы.

Процесс поддержания отрицательных значений температур в рабочей камере 14 термоконтейнера-термостата 13, осуществляемый посредством кассет 16 с блоком низкотемпературных хладоэлементов 17, порядок блочной перезарядки и повторного восстановления хладоэлементов 17 после перехода рабочего вещества из твердого состояния в жидкое аналогичны вышеописанным.

Таким образом, введение в состав выездной станции переливания крови аппаратов для быстрого понижения температуры компонентов крови до t_хр, таких как экспрессохладитель 8 и экспрессзамораживатель 4, позволяет резко снизить длительность переходных нестационарных процессов, что является одним из первых необходимых условий обеспечения в дальнейшем высокой степени биологической полноценности заготавливаемых компонентов крови.

На термоконтейнеры-термостаты 13, в которых размещают пакеты 10 с компонентами крови, температура которых предварительно уже доведена до , возлагаются функции только поддержания этой температуры с требуемой точностью, а не функция обеспечения каких-либо значений временных параметров нестационарных процессов.

В связи с этим введение в состав выездной станции переливания крови морозильника 15 для замораживания хладоэлементов 17 различных модификаций, температура фазового перехода рабочих веществ которых ниже , а также термоконтейнера 18 для хранения кассет 16 с блоками замороженных хладоэлементов 17, в совокупности с предусмотренной возможностью быстрой перезарядки ими термоконтейнеров-термостатов 13, позволяет избежать необходимости подключения к электросети транспортного средства непосредственно в процессе движения каких-либо теплотехнических аппаратов с высоким уровнем энергопотребления.

В предложенной выездной станции переливания крови все энергоемкие операции, связанные с дозированным холодовым воздействием на пакеты 10 с заготавливаемыми компонентами крови, с генерированием низкопотенциальной тепловой мощности и последующим ее аккумулированием в низкотемпературных хладоэлементах, осуществляется на стоянке пункта, в месте проведения заготовки крови.

Поэтому в предложенной выездной станции переливания крови обеспечение поддержания с требуемой точностью температурного режима в

рабочих камерах 14 термоконтейнеров-термостатов 13 на уровне сводится только к компенсации тепловых потоков через теплоизолирующее ограждение на ранее аккумулированную тепловую энергию хладоэлементов 17.

В свою очередь, вышесказанное обуславливает не только резкое снижение общего энергопотребления выездной станции при движении, но и существенно повышает интегральную надежность комплекса, и, как следствие, гарантирует высокие значения критериальных показателей, определяющих биологическую полноценность взятых на выезде компонентов донорской крови.

1. Передвижная выездная станция переливания крови, содержащая транспортное средство, в салоне которого размещены термостаты с теплоизолированными рабочими камерами для хранения полимерных пакетов, заполненных взятой на выезде донорской кровью или ее компонентами, при температурах , определенных нормативными документами как температуры длительного хранения выбранного вида компонентов крови, при этом в состав выездной станции введены охлаждающие аппараты с возможностью снижения температуры вещества внутри полимерных пакетов до перед их размещением в рабочих камерах термостатов в сроки, определенные нормативными документами.

2. Выездная станция переливания крови по п.1, отличающаяся тем, что охлаждающие аппараты выполнены в виде экспрессохладителей партии заполненных полимерных пакетов с возможностью снижения температуры находящегося в них вещества от начальной температуры 37°С до температур 4°С или 22°С за время, не превышающее 15 мин.

3. Выездная станция переливания крови по п.1, отличающаяся тем, что охлаждающие аппараты выполнены в виде экспрессзамораживателей с возможностью достижения внутри заполненных полимерных пакетов температуры не выше минус 30°С за время, не превышающее 1 ч.

4. Выездная станция переливания крови по п.1, отличающаяся тем, что в состав ее введены хладоэлементы, рабочие вещества в которых выбраны с температурами фазового перехода, ниже температур хранения соответствующих видов компонентов крови, морозильники для замораживания хладоэлементов, термоконтейнеры для размещения и временного хранения замороженных хладоэлементов, термостаты выполнены в виде термоконтейнеров, рабочие камеры которых подключены к хладоэлементам с возможностью компенсации тепловых потоков, проходящих извне через теплоизоляцию в рабочую камеру на теплоту фазового перехода рабочего вещества в хладоэлементах.