Устройство экстракорпоральной детоксикации лимфы

Устройство экстракорпоральной детоксикации лимфы

Реферат

Назначение

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам очистки организма от токсических продуктов метаболизма и экзогенных ядов с помощью экстракорпоральной детоксикации лимфы.

Уровень техники

Эндотоксикозы, наблюдаемые у больных с ургентными хирургическими заболеваниями, в большинстве своем генерируются источниками гнойно-воспалительной природы с большим токсическим потенциалом, всегда имеют тяжелое течение эндотоксикоза (гнойный перитонит, деструктивный панкреатит, обширные гнойно-некротические поражения мягких тканей, распространенные гнойно-деструктивные заболевания легких и плевры и др.), а потому должны обязательно оцениваться в плане потенциального использования эфферентных методов для их лечения. Очевидным является тот факт, что на начальных этапах развития эндотоксикоза, генерируемого массивным гнойно-воспалительным очагом, отток токсинов из этого источника происходит преимущественно вместе с лимфой, а затем с последней они уже поступают в кровь. Поэтому в первую очередь эффективнее проводить очистку лимфы с помощью многократного фильтрования порций лимфы, отобранной из организма, с последующим возвратом очищенной лимфы в кровеносную систему пациента. Очистка лимфы от токсических продуктов метаболизма обеспечивает положительную динамику в состоянии пациента уже через 8-12 часов, а стабильное общее состояние пациента через 12-36 часов.

Процесс сбора лимфы продолжителен и осуществляется через дренаж лимфатического грудного протока на шее пациента путем специального хирургического вмешательства специалистом. Для накопления нужного объема лимфы и начала фильтрации требуется 1,5-2 часа, т.к. максимальная скорость оттока лимфы 60-70 капель в минуту.

Очистка может производиться с помощью запатентованного устройства по патенту РФ №2118178. Это устройство включает в себя: накопительную емкость; устройство очистки лимфы, состоящей из рабочей емкости и устройства фильтрации, устройства накопления фильтрата, контура возврата полезных элементов фильтрата, емкости возмещающих растворов; реинфузионную емкость; блок управления. Устройство позволяет осуществлять забор и качественную очистку лимфы путем многократной циркуляции отобранного объема лимфы через специальные фильтры и обеспечивать реинфузию ее в венозное русло.

Недостатком устройства является отсутствие автоматического контроля, регулирования и поддержания скорости забора лимфы. Это приводит к неравномерному забору лимфы, отсутствует возможность поддерживать в автоматическом режиме заданный режим скорости и может приводить к забору недопустимых критических значений объемов лимфы (адекватным считается лимфоотток, когда за сутки можно получать 3-4 л) («Физиология человека» под редакцией В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько, 2001 г.. Издательство медицина, глава 7).

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является устройство комплексной очистки биологических жидкостей по патенту РФ №2174412. Устройство содержит: устройство накопления лимфы, выполненную в виде капельницы с фотометрическим датчиком капель в которую поступает самотеком лимфа и накопительную емкость; устройство очистки лимфы, состоящей из контура очистки, рабочей емкости, фильтра, устройства накопления фильтрата, контура возврата полезных элементов фильтрата, емкости возмещающих растворов; блок реинфузии, состоящий из реинфузионной емкости и инфузора; блок управления.

Недостатком устройства является отсутствие автоматического регулирования и поддержания заданной скорости забора лимфы.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, позволяющих обеспечить соблюдение оптимальных режимов скорости забора лимфы и адекватного объемного баланса циркулирующей лимфы.

Технически это можно обеспечить автоматическим контролем, регулированием и поддержанием скорости забора лимфы.

Раскрытие изобретения

Устройство экстракорпоральной детоксикации лимфы включает в себя накопительную емкость, в которую через фотометрический датчик капель, соединенный с центральным блоком управления, из грудного лимфатического протока самотеком поступает лимфа. Накопленный объем лимфы, как правило, это 150 мл, по сигналу с центрального блока управления, из накопительной емкости поступает в контур очистки лимфы, где осуществляется детоксикация лимфы. Очищенная лимфа затем поступает в блок реинфузии, а оттуда - возвращается пациенту (вводится через катетер или иглу в венозное русло).

Введением в устройство экстракорпоральной детоксикации лимфы электромеханического устройства (актуатора), позволяющего обеспечить линейное перемещение накопительной емкости по вертикали, обеспечивается изменение расстояния h между накопительной емкостью и канюлей грудного протока пациента (местоположение пациента не изменяется) и тем самым обеспечивается изменение скорости забора лимфы v. Это вытекает из формулы Торичелли: v=√2gh, где g - ускорение свободного падения (Краткий справочник по физике. Н.И. Карякин и др. 1969 г., раздел гидродинамика, формула Торичелли).

В качестве актуатора используется линейный актуатор, который представляет собой систему позиционирования, в основе которой лежит преобразование вращательного момента электродвигателя в поступательное движение штока (www.aktuator.ru). Как правило, такое устройство включает в себя сам двигатель, редуктор, датчик поворота ротора двигателя и концевой выключатель. Длина выдвигаемой части штока у типовых линейных актуаторов варьируется от 50 мм до 500 мм. Скорость движения штока до 50 мм/с в зависимости от нагрузки. Прикладываемая линейным приводом к объекту сила принимает значения 200 Н до 10000 Н в зависимости от модели. Движение штока актуатора начинается по сигналу с управляющего устройства, на вход которого поступает сигнал с центрального блока управления. В результате такого технического решения получена замкнутая следящая система, позволяющая по установленной скорости в центральном блоке управления сравнивать ее с текущей скоростью, информация о которой поступает с датчика капель в центральный блок управления, в котором вычисляется их разностное значение. Далее по этому разностному значению корректируется текущая скорость оттока лимфы через устройство, управляющее актуатором. Актуатор перемещает накопительную емкость вверх или вниз, изменяя скорость лимфы в зависимости от значения управляющего сигнала.

Таким образом, с учетом того, что в периоды завершения курса лимфатического лечения необходимо выполнять условия дозированного уменьшения лимфооттока с целью коллатерального лимфообращения и лимфовенозных анастомозов, по заданным установкам (алгоритму) в блоке управления в автоматическом режиме можно обеспечивать оптимальные режимы забора лимфы и адекватный объемный баланс циркулирующей лимфы.

Графические иллюстрации

На приведенной фигуре в качестве графической иллюстрации приведена функциональная схема устройства экстракорпоральной детоксикации лимфы.

Осуществление изобретения

Устройство экстракорпоральной детоксикации лимфы содержит капельницу 1, снабженную фотометрическим датчиком капель 2 и соединенную с накопительной емкостью 3; актуатор 4 с управляющим устройством 5; контур очистки 6; блок реинфузии 7; центральный блок управления 8, соединенный с функциональными узлами схемы: управляющим устройством 5, контуром очистки 6 и фотометрическим датчиком капель 2, и обеспечивающий синхронизацию и управление работой всех узлов устройства. Накопительная емкость 3 гидравлически соединена с входом контура очистки 6, выход которого соединен с блоком реинфузии 7.

Введенные признаки - актуатор 4, механически соединенный с накопительной емкостью 3, и управляющее устройство 5, соединенное с центральным блоком управления 8, обеспечивают управление скоростью отбора лимфы от пациента вплоть до полного прекращения оттока. Центральный управляющий блок 8 является устройством с управляющими выходами и может быть реализован в виде программируемого микропроцессорного блока.

Лимфа поступает самотеком из канюлированного разреза в грудном лимфатическом протоке на шее пациента, что предполагает предварительную хирургическую манипуляцию с установкой в разрезе протока канюли.

Капельница 1 с фотометрическим датчиком капель 2 может быть выполнена на базе стандартной разовой инфузионной системы, снабженной фотометрическим датчиком, расположенным на гибкой прозрачной трубке разовой инфузионной системы. Фотометрический датчик содержит, как правило, светоизлучатель и светоприемник. Для надежного фиксирования капель, поступающих в гидротракт, фотометрический датчик может быть выполнен, например, с одним светоизлучателем и двумя фотоприемниками. Причем гибкая прозрачная трубка разовой инфузионной системы фактически является линзой между фотоизлучателем и фотоприемниками. Примером использования фотометрического датчика в медицинских инфузионных системах может служить описание изобретения по патенту RU 2219959.

В качестве актуатора 4 может использоваться, например, подъемная колонна 07НХ35ЕС2.

В качестве управляющего устройства 5 может использоваться один из стандартных блоков управления актуатором, представленных в широком ассортименте на сайте www.aktuator.ru, в частности для подъемной колонны 07НХ35ЕС2 рекомендуется использовать блок управления 07HXB35j.

Контур очистки 6 может быть выполнен, например, на базе мембранного ультрафильтра и насоса, как в изобретении SU 1674853 «Устройство для очистки биологических жидкостей» или на базе сорбционных колонок, как в изобретении SU1113135 «Устройство для лимфосорбции». В любом случае контур очистки должен обеспечивать управляемую циркуляцию лимфы через фильтрующие элементы.

Блок реинфузии 7 включает в себя емкость для очищенной лимфы, средства для введения в эту емкость других жидкостей, например антикоагулянта (гепарина), разбавителя (физраствора), лекарств, а также должно содержать техническое средство для последующей инфузии в вену пациента.

В качестве центрального управляющего блока 8 может использоваться, например, одноплатный компьютер производства компании "Texcis Trade".

Описание работы

В начале процесса в центральный блок управления 8 вводят заданные установки, определяющие заданную скорость оттока лимфы и заданный объем отбираемой порции лимфы. В исходном положении накопительная емкость 3, соединенная с капельницей 1, располагается выше уровня положения пациента. Канюлю, предварительно закрепленную хирургами в лимфатическом протоке, соединяют с капельницей 1, но лимфа не течет, так как капельница расположена выше уровня положения пациента. По сигналу с центрального блока управления 8 начинается работа устройства. Этот сигнал поступает на управляющее устройство 5, которое формирует сигнал управления актуатором 4. Шток актуатора, на котором закреплена накопительная емкость 3, начинает перемещать ее вниз. Накопительная емкость 3 опускается ниже уровня положения пациента, тем самым обеспечивая начало естественного оттока лимфы. С учетом информации с фотометрического датчика капель 2 по текущей скорости капания лимфы в капельнице 1, поступающей в центральный блок управления 8, в последнем вычисляется разностное значение относительно предварительно установленной скорости. Далее по данному разностному значению корректируется текущая скорость, формируется сигнал на управляющее устройство 5, которое вырабатывает сигнал на изменение скорости движения штока актуатора 4. В конечном итоге фиксируется положение накопительной емкости 3 на нужном уровне. Данные с фотометрического датчика капель 2 поступают на центральный блок управления 8, где количество капель трансформируется в скорость истечения лимфы и объем отбираемой лимфы. После накопления заданного количества лимфы в течение 1,5-2 часа, приблизительно равного 150 мл, в центральном блоке управления 8 формируется сигнал об окончании процесса накопления и начале процесса очистки. Накопленная порция лимфы поступает в контур очистки 6, где осуществляется ее детоксикация (многократное циклическое фильтрование). Затем очищенная лимфа через блок реинфузии 7 возвращается пациенту в венозное русло. Таким образом, полученная замкнутая следящая система в автоматическом режиме обеспечивает заданные оптимальные скорости забора лимфы и адекватный объемный баланс циркулирующей лимфы.

Устройство экстракорпоральной детоксикации лимфы, включающее: устройство накопления лимфы, контур очистки лимфы, блок реинфузии и центральный блок управления, причем устройство накопления лимфы выполнено в виде накопительной емкости и капельницы, снабженной фотометрическим датчиком капель и средством подключения к системе лимфообращения пациента; контур очистки лимфы гидравлически соединен по входу с накопительной емкостью и по выходу - с блоком реинфузии, который снабжен средством подключения к системе кровообращения пациента, а центральный блок управления электрически соединен с фотометрическим датчиком капель и контуром очистки, отличающееся тем, что содержит управляющее устройство и систему позиционирования, обеспечивающую изменение положения накопительной емкости между положением выше уровня положения пациента, в котором отсутствует течение лимфы, и ниже уровня положения пациента, обеспечивая естественный отток лимфы, при этом система позиционирования выполнена в виде линейного актуатора, состоящего их электродвигателя и штока, осуществляющего преобразование вращательного момента электродвигателя в поступательное движение штока, накопительная емкость механически соединена со штоком, а управляющее устройство электрически соединено с центральным блоком управления и электродвигателем.