Устройство для обеспечения постоянного контактного давления при отборе пробы

Изобретение относится к медицинской диагностике. Устройство включает корпус с верхней поверхностью и каналом, размер и форма которого позволяют вводить в него и размещать в нем палец. Корпус дополнительно имеет отверстие, которое проходит вниз от упомянутой верхней поверхности преимущественно перпендикулярно упомянутому первому каналу и сообщается с ним. Пробоотборник заданного веса способен свободно перемещаться со скольжением в упомянутом отверстии, за счет чего упомянутый пробоотборник всякий раз с одинаковым усилием входит в контакт с пальцем при соприкосновении с ним. Технический результат состоит в повышении точности измерений за счет обеспечения постоянного давления при многократных пробах. 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству для обеспечения постоянного контактного давления при отборе пробы, позволяющему получать более точные результаты отбора пробы. Настоящее изобретение, в частности, но не исключительно применимо для отбора проб с целью определения содержания глюкозы в крови пациента, и может применяться там, где необходимо постоянное контактное давление пробоотборника при определении других физиологических параметров пациента.

Предпосылки создания изобретения

При недостатке инсулина в организме или при неспособности организма должным образом усваивать инсулин возникает гипергликемия или повышенное содержание глюкозы в крови. Это происходит при сахарном диабете и в случае отсутствия лечения может стать причиной комы или смерти.

В связи с этим страдающие диабетом пациенты должны регулярно контролировать содержание глюкозы в крови, чтобы регулировать прием пищи и дозировку и выбор времени для инъекции инсулина.

Известны различные способы, позволяющие пациентам контролировать содержание глюкозы в крови, которые в целом делятся на две категории - инвазивные и неинвазивные.

Инвазивный контроль

Инвазивный контроль осуществляют путем анализа крови пациента. Как правило, для этого используют каплю крови, которую обычно берут из пальца. Затем кровь помещают на полоску, содержащую реагенты, которые вступают в реакцию с глюкозой и образуют хромофор. Для определения содержания глюкозы в крови используют анализатор с отражательным колориметром, который считывает показания.

Для отбора крови используют, в том числе, ланцеты, лазерные датчики (известные под торговым наименованием Lasette) или кремниевые микроиглы.

Тем не менее, поскольку пациентам обычно приходится определять содержание глюкозы в крови несколько раз в сутки, способы инвазивного контроля не являются идеальными. Что более важно, использованные иглы или ланцеты способны стать причиной инфицирования и должны рассматриваться как биологически опасные. Использованные иглы или ланцеты необходимо должным образом утилизировать.

Неинвазивный контроль

Методики и способы неинвазивного контроля являются предпочтительными, поскольку они не травмируют пациента, а также не создают у него ощущение стресса и дискомфорта.

Существующие неинвазивные приборы включают:

а. Приборы для контроля интерстициальной жидкости, которые прижимают к коже, чтобы получить показание содержания глюкозы. Тем не менее, показатель содержания глюкозы в интерстициальной жидкости может на несколько минут отставать от показателя ее содержания в капиллярной крови. В связи с этим получаемые результаты не являются информацией, поступающей в реальном масштабе времени, что может иметь решающее значение.

б. Чувствительные к глюкозе линзы, которые применяют в сочетании с источником излучения в ближней инфракрасной области спектра. Этой энергией освещают глаз, и она проходит через переднюю камеру глаза, а затем отражается от радужной оболочки. Отраженную энергию улавливают с целью анализа и используют как показатель содержания глюкозы в крови пациента. Тем не менее, хотя с технической точки зрения этот способ не является контактным, его едва ли можно назвать неинвазивным.

в. Метод оптического поглощения, в котором источник падающего инфракрасного света через оптическое волокно направляют на пробоотборник для измерения. На пробоотборнике находится соответствующее оптическое волокно для доставки диффузного света из точки измерения на фотодиод для последующей обработки данных.

Из этих трех методов в качестве наиболее перспективного метода неинвазивного определения содержания глюкозы в крови зарекомендовал себя метод оптического поглощения для количественного определения содержания глюкозы с использованием источника инфракрасного света.

Тем не менее, огромным недостатком этого метода является то, что при контакте пробоотборника с поверхностью тела возникает серьезная проблема, вызванная контактным давлением. Вместе с тем, контактное давление, каким бы малым оно не было, оказывает влияние на сдавливание ткани (непосредственно под кожей/ногтем) и, следовательно, сказывается на кровотоке. В частности, сильное контактное давление пробоотборника способно перекрыть приток крови к ткани (непосредственно под кожей) и кровоток, вызывая побеление тканей.

Согласно методу оптического поглощения для неинвазивного определения содержания глюкозы в крови сквозь кожу/ноготь направляют падающий инфракрасный свет, который поглощается находящейся непосредственно под кожей/ногтем кровью (глюкозой). Таким образом, если кровоток под кожей/ногтем меняется из-за меняющегося контактного давления, неизбежно получение колеблющегося выходного сигнала. Выходной сигнал принимает высокочувствительный инфракрасный датчик (или фотодиод). Известно, что небольшое изменение контактного давления приводит к сильному колебанию выходного сигнала.

Предполагается, что при неинвазивном определении содержания глюкозы в крови пробоотборник может использоваться многократно для удобства пользователя. Таким образом, из-за изменения контактного давления пробоотборника при многократных измерениях происходит значительное колебание выходного сигнала, что приводит к неопределенности или неточности показаний действительного содержания глюкозы в крови пациента.

Задачей настоящего изобретения является преодоление или по меньшей мере смягчение одного или нескольких из перечисленных недостатков известного уровня техники.

Рассмотрение какого-либо из упомянутых выше материалов известного уровня техники не следует рассматривать как признание его общеизвестности для специалиста в данной области техники.

Краткое изложение сущности изобретения

В изобретении предложено устройство для обеспечения постоянного контактного давления пробоотборника на палец пациента, включающее корпус с верхней частью и боковой частью, на которую опирается упомянутая верхняя часть, толщина которой задана ее верхней поверхностью и основанием, упомянутая верхняя часть имеет проходящее через нее отверстие, в которое с возможностью скольжения входит пробоотборник с наконечником, и канал, который проходит преимущественно перпендикулярно и в плоскости упомянутого отверстия и в который входит палец пациента, при этом пробоотборник дополнительно включает манжету, расположенную вокруг пробоотборник таким образом, что в опорном положении манжета соприкасается с верхней поверхностью упомянутой верхней части корпуса, а наконечник пробоотборника на определенное расстояние отходит от основания упомянутой верхней части и проходит в канал.

В процессе применения пациент вводит палец в канал для соприкосновения с наконечником пробоотборника, после чего пробоотборник перемещают вверх вдоль отверстия, чтобы наконечник пробоотборника опирался на палец пациента, и отделяют манжету от верхней поверхности упомянутой верхней части, чтобы манжета создавала постоянную весовую нагрузку на пробоотборник, опирающийся на палец пациента.

Предпочтительно расстояние от наконечника пробоотборника до основания упомянутой верхней части, когда манжета опирается на верхнюю поверхность упомянутой верхней части, составляет около 5 мм.

В предпочтительном варианте осуществления канал дополнительно имеет концевой ограничитель для направления кончика пальца пациента, расположенный в положении, в котором ноготь пальца пациента находится под отверстием, чтобы наконечник пробоотборника мог соприкасаться с ногтем пальца пациента, когда кончик пальца соприкасается с концевым ограничителем.

Предпочтительно концевой ограничитель имеет вогнутую форму, повторяющую очертания кончика пальца для удобства пациента.

В предпочтительном варианте осуществления канал расположен в корпусе.

Предпочтительно манжета выполнена с резьбой, а наружная поверхность пробоотборника снабжена резьбой для регулирования положения манжета вдоль пробоотборника.

Также предпочтительно вход в канал является регулируемым в зависимости от размера пальца пациента.

В предпочтительном варианте осуществления на наружной поверхности пробоотборника дополнительно находятся вещества, уменьшающие трение.

В другом предпочтительном варианте осуществления в отверстии дополнительно находятся вещества, уменьшающие трение.

Предпочтительно отверстие имеет круглую форму, соответствующую форме пробоотборника.

В предпочтительном варианте осуществления внутри пробоотборника находятся датчики.

Предпочтительно датчиками являются светопроводящие и световоспринимающие оптические волокна.

Также предпочтительно датчики связаны с анализатором для определения физиологического параметра пациента.

Предпочтительно анализатором является фотодатчик.

Предпочтительно светопроводящие и световоспринимающие волокна взаимно изолированы оптически.

Описание чертежей

Для лучшего понимания изобретения далее лишь в качестве примера описаны варианты его осуществления со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:

на фиг.1 показан вид в перспективе предпочтительного варианта осуществления корпуса устройства,

на фиг.2 - вид сбоку с частичным разрезом предпочтительного варианта осуществления корпуса устройства,

на фиг.3 - предпочтительный вариант осуществления пробоотборника, используемого в устройстве,

на фиг.4 - вид сбоку с частичным разрезом предпочтительного варианта осуществления устройства, когда оно не используется,

на фиг.5 - вид сбоку с частичным разрезом предпочтительного варианта осуществления устройства в процессе применения,

на фиг.6 - вид сбоку с частичным разрезом второго предпочтительного варианта осуществления устройства, когда оно не используется, и

на фиг.7 - вид сбоку с частичным разрезом второго предпочтительного варианта осуществления устройства в процессе применения,

Приложенные чертежи необязательно выполнены в масштабе.

Описание вариантов осуществления изобретения

Далее подробно описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения, примеры которых проиллюстрированы на приложенных чертежах. Предпочтительные варианты осуществления изобретения не имеют цель сузить объем изобретения. Напротив, подразумевается, что изобретение охватывает альтернативы, усовершенствования и эквиваленты, которые могут входить в сущность и объем изобретения согласно приложенным притязаниям. Кроме того, в следующем далее подробном описании вариантов осуществления приведены многочисленные конкретные детали с целью обеспечения понимания изложенных вариантов осуществления.

Изобретение относится к устройству для обеспечения постоянного контактного давления, необходимого при отборе пробы у пациента с целью определения физиологического параметра пациента. Далее изобретение описано применительно к измерению содержания глюкозы в крови с помощью пробоотборника. Вместе с тем, подразумевается, что это лишь пример частного применения настоящего изобретения и не является исключительным назначением и применением настоящего изобретения.

Область отбора пробы описана далее как ноготь пальца. Вместе с тем, подразумевается, что область отбора пробы может находиться на других участках тела пациента. Отбор пробы из области ногтя пальца удобен, поскольку при этом обеспечивается твердая поверхность, с которой пробоотборник входит в контакт. При контакте с ногтем пальца также не происходит сдавливания капилляров непосредственно под ним. Благодаря этому не нарушается кровоток через капилляры под ногтем.

Как показано на фиг.1, устройство включает корпус 100 с упомянутой верхней частью 120 и опорой в виде боковой части 130. Корпус 100 дополнительно имеет круглое отверстие 110, проходящее через упомянутую верхнюю часть 120 на глубину х. Круглое отверстие 110 рассчитано на то, чтобы в него входил пробоотборник, после чего оно препятствует боковому перемещению пробоотборника. После помещения пробоотборника в круглое отверстие 110 продольная ось А-А пробоотборника проходит в целом перпендикулярно верхней поверхности 120.

Корпус 100 дополнительно имеет проходящий через него канал 40. Канал 40 расположен таким образом, что его продольная ось В-В перпендикулярна продольной оси А-А пробоотборника.

На фиг.2 показан вид сбоку варианта осуществления корпуса устройства.

Назначением устройство является обеспечение постоянного контактного давления пробоотборника.

Как показано на фиг.3, пробоотборник 10 имеет расположенные внутри него датчики, реагирующие на физиологический параметр пациента. В рассматриваемом варианте осуществления датчиками являются светопроводящие оптические волокна 20 и световоспринимающие оптические волокна 21. Светопроводящие оптические волокна 20 связаны с источник инфракрасного света, а световоспринимающие оптические волокна 21 связаны с анализатором или фотодатчиком 60 для определения содержания глюкозы в крови пациента.

Светопроводящие и световоспринимающие оптические волокна могут быть взаимно изолированы оптически во избежание возможности интерференции света. Дальний конец 11 пробоотборника 10 соединен с анализатором или фотодатчиком 60, а на его ближнем конце 12 расположен наконечник 16.

Пробоотборник 10, используемый в устройстве согласно настоящему изобретению, дополнительно имеет позиционирующее устройство 14 в виде манжеты 15. Размер манжеты 15 выбирают таким образом, что ее можно прикрепить к пробоотборнику. При этом наружный диаметр увеличен относительно круглого отверстия 110. Когда манжету 15 прикрепляют к пробоотборнику, за счет физического взаимодействия манжеты с верхней поверхностью 120 предотвращается дальнейшее перемещение пробоотборника вниз. После того как манжета 15 входит в контакт с верхней поверхностью 120, манжета предотвращает дальнейшее перемещение пробоотборника вниз и действует как ограничитель.

При нахождении манжеты 15 в опорном положении длина пробоотборника от его наконечника до основания манжеты 15 немного превышает толщину упомянутой верхней части 120. Предпочтительно, чтобы манжета 15 находилась в положении х+5 мм от наконечника пробоотборника, что пояснено далее.

На фиг.4 показано устройство с пробоотборником 10 в круглом отверстии. Как показано на фиг.4, манжета 15 прикреплена к пробоотборнику 10 и опирается на верхнюю поверхность упомянутой верхней части 120. Манжета 15 предотвращает дальнейшее перемещение пробоотборника 10 вниз в канал 40. В показанном на фиг.4 варианте осуществления наконечник пробоотборника 16 отходит примерно на 5 мм от основания упомянутой верхней части 121. Когда манжета 15 не опирается на упомянутую верхнюю часть, манжета также создает постоянную весовую нагрузку на пробоотборник 10.

Основание упомянутой верхней части 121 и основание нижней части 131 разнесены для создания определенной толщины. В рассматриваемом варианте осуществления толщину выбирают исходя из толщины пальца пациента. Может быть предусмотрен допуск, чтобы пациент мог легко вводить и извлекать палец, при этом на палец 50 не должно оказываться давление.

На участок тела пациента вблизи области отбора пробы не должно оказываться давление, поскольку при этом может произойти побеление ткани на этом участке. Это влияет на получаемые показания датчика и приводит к получению неточных результатов.

На фиг.5 показано устройство в процессе применения. Как описано ранее, манжета 15 расположена таким образом, что наконечник пробоотборника проходит в канал примерно на 5 мм. Пациент вводит палец 50 в канал 40 и продвигает его вперед до тех пор, пока он не коснется боковой поверхности наконечника 16 пробоотборника. При дальнейшем движении пальца 50 вперед создается относительное поперечное усилие, под действием которого наконечник 16 пробоотборника поднимается, позволяя пальцу продолжать движение вперед. Это возможно за счет плавного наклона очертания пальца и минимального выступания наконечника пробоотборника. Таким образом, выступание за основание 121 таково, что под действием поперечного усилия, создаваемого пальцем пациента, пробоотборник 10 перемещается вверх вдоль отверстия 110 и, наконец, упирается в поверхность ногтя пальца пациента. В этом положении наконечник 16 пробоотборника находится в поверхностном контакте с ногтем 51 пальца пациента. При данном положении пробоотборника 10 манжета 15 отрывается от поверхности 120 и своим весом вместе пробоотборником действует на ноготь 51 пальца пациента. Таким образом, манжета 15 также создает весовую нагрузку для обеспечения постоянного направленного вниз усилия на область отбора пробы. Подразумевается, что вес манжеты и самого пробоотборника является постоянным, за счет чего устройство обеспечивает постоянное контактное давление при отборе пробы. Вес манжеты 15 не может быть слишком большим, так как из-за этого может быть перекрыт кровоток в области отбора пробы, что может повлиять на показания, получаемые с помощью пробоотборника 10. Подразумевается, что манжета создает постоянную весовую нагрузку на пробоотборник, что позволяет удобно осуществлять отбор пробы с постоянным давлением. Манжета создает своим весом достаточное давление на палец пациента для осуществления отбора пробы, а за счет ее постоянного веса обеспечивается воспроизводимость показаний. Это позволяет повысить стабильность показаний.

На фиг.6 показан второй вариант осуществления корпуса, в котором в канале предусмотрено углубление 41, действующее как концевой ограничитель. В данном варианте осуществления канал не проходит по всему корпусу 100, а заканчивается вскоре за круглым отверстием 110. Это удобно, поскольку пациенту не приходится продвигать палец дальше вперед после того, как достигнут концевой ограничитель. Поскольку в этом положении ноготь пальца находится непосредственно под наконечником пробоотборника, может быть осуществлен отбор пробы. Концевой ограничитель показан в виде углубления 41, которое может иметь вогнутую форму, повторяющую очертания кончика пальца.

На фиг.7 показан вид сбоку второго варианта осуществления в процессе применения устройства. Концевой ограничитель служит удобным указателем положения пальца внутри корпуса относительно наконечника пробоотборника, за счет чего унифицируется область отбора.

В другом варианте осуществления манжета может быть выполнена с внутренней резьбой, а наружная поверхность пробоотборника снабжена резьбой для регулирования положения манжета вдоль продольной оси пробоотборника в зависимости от различной толщины верхней поверхности 120, когда она не опирается на верхнюю поверхность 120.

В дополнительном варианте осуществления размер входа в канал может быть регулируемым в зависимости от размера пальца пациента.

В еще одном дополнительном варианте осуществления круглое отверстие и/или наружная поверхность пробоотборника может быть покрыта веществами, уменьшающими трение, или смазывающими веществами, чтобы пробоотборник мог свободно скользить внутри отверстия.

Варианты осуществления приведены лишь в качестве примера, и в них могут быть внесены усовершенствования, входящие в объем изобретения согласно приложенным притязаниям.

1. Устройство для обеспечения многократного контакта пробоотборника с пальцем человека каждый раз с одинаковым давлением, включающее:
корпус с верхней поверхностью и каналом, размер и форма которого позволяют вводить в него и размещать в нем палец,
при этом упомянутый корпус дополнительно имеет отверстие, которое проходит вниз от упомянутой верхней поверхности преимущественно перпендикулярно упомянутому каналу и сообщается с ним, и пробоотборник заданного веса, способный свободно перемещаться со скольжением в упомянутом отверстии, за счет чего упомянутый пробоотборник всякий раз с одинаковым усилием входит в контакт с пальцем при соприкосновении с ним.

2. Устройство по п.1, дополнительно включающее манжету, диаметр которой превышает диаметр упомянутого отверстия и которая расположена вдоль пробоотборника.

3. Устройство по п.1, в котором наконечник пробоотборника отходит преимущественно на 5 мм от упомянутой верхней поверхности.

4. Устройство по п.1, в котором упомянутый канал дополнительно имеет концевой ограничитель для направления кончика пальца пациента, при этом концевой ограничитель расположен в положении, в котором ноготь пальца пациента находится под отверстием, чтобы наконечник пробоотборника мог соприкасаться с ногтем пальца пациента, когда кончик пальца соприкасается с концевым ограничителем.

5. Устройство по п.1, в котором концевой ограничитель имеет вогнутую форму, повторяющую очертания кончика пальца.

6. Устройство по п.2, в котором манжета выполнена с резьбой, а наружная поверхность пробоотборника снабжена резьбой для регулирования положения манжеты вдоль пробоотборника.

7. Устройство по п.1, в котором вход в упомянутый канал является регулируемым в зависимости от размера пальца пациента.

8. Устройство по п.1, в котором на наружной поверхности пробоотборника дополнительно находятся вещества, уменьшающие трение.

9. Устройство по п.1, в котором в упомянутом отверстии дополнительно находятся вещества, уменьшающие трение.

10. Устройство по п.1, в котором отверстие является круглым.

11. Устройство по п.1, в котором пробоотборник снабжен датчиками.

12. Устройство по п.11, в котором датчиками в пробоотборнике являются светопроводящие и световоспринимающие оптические волокна.

13. Устройство по п.1, в котором упомянутые датчики связаны с анализатором для определения физиологического параметра пациента.

14. Устройство по п.1, в котором упомянутые датчики связаны с фотодатчиком для определения физиологического параметра пациента.

15. Устройство по п.12, в котором светопроводящие и световоспринимающие волокна взаимно изолированы оптически.