Прокалывающее устройство и способ забора крови - RU2506898C2
Код документа: RU2506898C2
Чертежи
Описание
Изобретение касается прокалывающего устройства или скарификатора для забора пробы крови, имеющего подвижный держатель для колющего устройства с линейной направляющей для подвижного держателя, с приводом подвижного держателя и со спусковым устройством для включения колющего движения колющего устройства, в котором после ручного воздействия на спусковое устройство подвижный держатель может совершать поступательное движение под воздействием привода. Также данное изобретение касается метода забора пробы крови, при котором колющее устройство перемещается вперед, а затем немедленно перемещается назад; причем указанное колющее устройство может на мгновение входить в тело пациента хотя бы своим кончиком. При этом колющее приспособление совершает поступательное движение в подвижном держателе, приводимом в движение пружинным приводом.
Хорошо известны уже существующие устройства подобного рода. В основном они используются для забора проб крови с целью медицинского анализа кровяных капель, например, для измерения содержания сахара в крови. С этой целью, такого рода устройство прикладывается к участку кожи человека так, чтобы в кожу могло войти подходящее колющее устройство, например одноразовый ланцет. При этом после укола, наносимого коже колющим устройством, из поврежденных капиллярных сосудов верхних слоев кожи можно отобрать одну или несколько капель крови. Для того чтобы как можно меньше повреждать слои кожи, такие колющие устройства зачастую совершают поступательное движение вперед и назад вдоль оси перемещения колющего устройства. Например, в документации к патенту US 5,527,334 описывается скарификатор общего характера, в котором игла или ланцет находится в держателе, а установленный в таком устройстве держатель осуществляет линейное перемещение между двумя направляющими ребрами, находящимися внутри скарификатора. При этом игла приводится в движение натягиваемой торсионной пружиной, прикрепленной одним концом к корпусу скарификатора, а вторым концом - к подвижному сочленению скарификатора. Сочленение имеет в районе первого конца пружины соответствующее по форме, но упругое соединение с держателем иглы, а в районе второго конца пружины - входит в направляющий паз. Когда торсионная пружина освобождается в результате ручного воздействия на соответствующее спусковое устройство, сочленение в районе второго конца пружины может перемещаться по направляющему пазу, в результате чего это сочленение может линейно перемещать держатель иглы вперед и назад. Таким образом, игла, в свою очередь, может наносить укол благодаря движению своего конца, который с известным ускорением на мгновение выходит из корпуса скарификатора.
Цель данного изобретения заключается в усовершенствовании такого рода колющих устройств общего характера, предназначенных для использования в ходе забора проб крови на анализ и зачастую именуемых скарификаторами.
Цель данного изобретения достигается с помощью скарификатора для применения в ходе забор проб крови, имеющего подвижный держатель для колющего устройства с линейной направляющей для подвижного держателя, приводом подвижного держателя и со спусковым устройством для приведения в движение колющего устройства, в котором, после ручного воздействия на спусковое устройство, подвижный держатель может совершать поступательное движение под воздействием привода. При этом колющее устройство отличается наличием криволинейной дорожки, прямо по которой ходит подвижный держатель.
Если держатель ходит прямо по криволинейной дорожке привода, конструкция скарификатора существенно упрощается. В частности, скарификатор может быть совершенно плоским благодаря отсутствию необходимости в сочленении между держателем и приводом, в связи с чем в ходе движения колющего устройства или держателя приходится ускорять и/или затормаживать менее значительные массы. Следовательно, движение колющего устройства может существенно ускориться, а боль от укола при этом понизится. Дополнительное преимущество заключается в том, что держатель перемещается поступательно по криволинейной дорожке, благодаря которой достигается поступательное колющее движение, подобное движению ланцета. Криволинейная дорожка в данном случае служит криволинейной направляющей держателя колющего устройства скарификатора.
Подходящие колющие приспособления могут быть любой конфигурации. Это могут быть ланцеты или иглы, способные легко проникать в верхние слои кожи. Колющее приспособление может, например, перемещаться вперед и назад только по прямолинейной дорожке и/или по криволинейной дорожке.
Разумеется, конкретная форма и конфигурация криволинейной дорожки могут быть в данном случае самыми разными, но, в любом случае, обеспечивающими наилучшее перемещение держателя. Траектория перемещения по криволинейной дорожке будет особенно простой, если криволинейная дорожка имеет форму замкнутой петли. Следовательно, наилучшее практическое воплощение данного изобретения будет включать в себя криволинейную дорожку в виде бесконечной криволинейной петли. Бесконечная криволинейная дорожка имеет все те же описанные выше преимущества, что и криволинейная дорожка. В частности, по бесконечной криволинейной дорожке приводное устройство может осуществлять особенно плавное перемещение, благодаря которому существенно повысится эффективность колющего воздействия колющего приспособления на тело человека, а точнее на верхние слои его кожи.
В этой связи цель изобретения также достигается предложенным методом забора пробы крови, при котором колющее устройство перемещается вперед, а затем сразу перемещается назад; причем указанное колющее устройство может на мгновение входить в тело хотя бы своим кончиком. При этом колющее устройство совершает поступательное движение в приводимом в движение пружинным приводом подвижном держателе прямо по бесконечной криволинейной дорожке криволинейного направляющего узла или внутри такой дорожки.
Преимущество в данном случае заключается в том, что по такой бесконечной криволинейной дорожке держатель перемещается только в одном радиальном направлении, что позволяет упростить всю кинематику движения подвижных элементов, находящихся внутри скарификатора. В частности, благодаря такой кинематике движения можно снизить или, в идеале, вообще устранить колебания колющего приспособления в ходе его движения, что позволит еще больше снизить риск нанесения колющим приспособлением повторного укола. Следовательно, болевые ощущения в ходе такого укола существенно снизятся, и пациенты будут намного легче переносить забор проб крови на анализ.
Пружинный привод можно сконструировать очень простым и компактным при условии включения в его состав являющегося накопителем энергии пружинного элемента.
Лучше всего использовать сравнительно пружинный элемент в виде сравнительно плоской пружины с ножками.
Обладающий еще более значительными преимуществами вариант метода подразумевает перемещение держателя только в одном радиальном направлении по криволинейной дорожке как при движении колющего приспособления вперед, так и при движении такого приспособления назад. Это, в первую очередь, очень значительно снижает вероятность колебаний подвижного держателя.
В таком случае предпочтительное воплощение данного изобретения включает в себя криволинейный направляющий узел, в состав которого входит бесконечная криволинейная дорожка. Такая бесконечная криволинейная дорожка служит самой эффективной направляющей.
Если сконструировать криволинейный направляющий узел привода поворотным на своей оси, держатель можно установить так, что он будет легко осуществлять поступательное движение в прямолинейной направляющей.
Дополнительное преимущество метода достигается тем его вариантом, при котором криволинейная дорожка поворачивается на своей оси по отрезку дуги, благодаря чему подвижный держатель совершает поступательное движение. Поворота криволинейной дорожки на своей оси в таком случае можно добиться с помощью пружины с ножками.
Если пружинный элемент также останавливается на поворотную ось криволинейного направляющего узла, конструкция данного скарификатора упрощается еще больше.
Предпочтительно, чтобы криволинейная дорожка имела овальную форму, позволяющую еще точнее регулировать ускорение и скорость перемещения держателя колющего приспособления. В частности, держатель может гораздо больше ускоряться на более прямолинейных участках овальной криволинейной дорожки, благодаря чему можно добиться особенно быстрого перемещения вперед колющего приспособления или держателя. Вероятнее всего, это объясняется тем, что на более прямолинейных овальной криволинейной дорожки трение между держателем и направляющим элементом криволинейной дорожки менее значительно.
Дополнительным преимуществом обладает такое воплощение данного изобретения, при котором криволинейная дорожка имеет боковой направляющий элемент, направляющий держатель, который, по крайней мере, частично входит в такой направляющий элемент. Если криволинейная дорожка имеет такой боковой направляющий элемент, например в форме канавки, держатель будет особенно точно перемещаться по криволинейной дорожке.
Держателю будет особенно просто не терять контакта с криволинейной дорожкой и направляющим элементом, если у держателя будет обеспечивающий его движение по кривой элемент. Это может быть самый простой штырек, входящий в направляющий элемент. Предпочтительно, чтобы такие направляющие штырьки были составными частями самого держателя. Например, такой штырек может быть частью корпуса держателя, отливаемого методом литьевого прессования. Разумеется, обеспечивающий движение держателя по кривой элемент может крепиться на корпус держателя любым другим путем.
Если обеспечивающий движение по кривой элемент держателя может всегда перемещаться только в одном радиальном направлении вдоль по криволинейной дорожке как при поступательном перемещении держателя вперед, так и при поступательном перемещении держателя назад, круговое по своей сути движение привода может прямо преобразовываться в итоговое прямолинейное перемещение только благодаря держателю, входящему в состав данного изобретения.
Такое преобразование движения достигается очень легко, если обеспечивающий движение по кривой элемент держателя входит внутрь профиля криволинейной дорожки так, что этот обеспечивающий движение держателя по кривой элемент может перемещаться внутри указанного профиля только в одном радиальном направлении вдоль по криволинейной дорожке. Это влечет за собой и существенные преимущества, касающиеся кинематики движения колющего приспособления скарификатора.
В частности, спусковое устройство данного скарификатора будет особенно безопасным, если обеспечивающий движение по кривой элемент держателя имеет свое стартовое положение в пределах криволинейной дорожки, а криволинейная дорожка имеет участок входа для обеспечивающего движение держателя по кривой элемента, соотнесенный со стартовой позицией этого элемента, и участок выхода для этого элемента, причем такой участок входа и такой участок выхода будут разными. Надежность работы скарификатора можно повысить еще больше, если обеспечивающий движение держателя по кривой элемент находится в таком стартовом положении в момент готовности скарификатора к работе, из которого этот элемент, после воздействия на спусковое устройство, может переместиться по участку своего выхода так, чтобы после завершения колющим приспособлением колющего движения вернуться в свое стартовое положение через участок своего входа.
Дальнейшие преимущества, цели и свойства данного изобретения объяснены в приведенном ниже описании, сопровождающемся ссылками на прилагаемый чертеж примера воплощения скарификатора многократного действия, применяемого в ходе забора проб крови на анализ.
Описание чертежей
Фиг.1 - первая схема в разрезе скарификатора для забора пробы крови в готовом для применения состоянии; обеспечивающий движение по кривой элемент держателя изображен в своем стартовом положении на криволинейной дорожке криволинейного направляющего узла;
Фиг.2 - вторая схема в разрезе скарификатора для забора пробы крови в готовом для применения состоянии (ср. Фиг.1);
Фиг.3 - разрез в перспективе скарификатора для забора крови в готовом для применения состоянии (ср. Фиг.1 и Фиг.2);
Фиг.4 - первая схема в разрезе скарификатора для забора пробы крови, на которой колющее приспособление скарификатора находится в положении нанесения укола;
Фиг.5 - еще одна схема в разрезе скарификатора для забора пробы крови, на которой колющее приспособление скарификатора находится в положении нанесения укола (ср. Фиг.4);
Фиг.6 - схема в разрезе скарификатора для забора пробы крови в состоянии покоя с не натянутой пружиной после осуществления колющего движения;
Фиг.7 - схема в разрезе скарификатора для забора пробы крови в ходе нанесения укола с вновь натянутой пружиной привода;
Фиг.8 - схема в перспективе корпуса скарификатора с Фиг.1 - Фиг.7.
Скарификатор для забора пробы крови на анализ (1), показанный на Фиг.1-8, имеет плоский корпус (2) (см. подробнее Фиг.8), на нижней поверхности которого (3) имеется отверстие (4), сквозь которое колющее приспособление (5) на мгновение выходит из внутренней части (7) корпуса скарификатора (1) для совершения колющего движения (6) (см. Фиг.4 и 5). Колющее приспособление (1) может срабатывать многократно. После совершения успешного колющего движения, колющее приспособление (5) немедленно вновь уходит внутрь корпуса (2), и пружину скарификатора (1) можно вновь натянуть для следующего использования скарификатора.
После того как колющее приспособление (5) в форме колющей иглы (8) успешно прокололо верхний слой кожи пациента, оно немедленно вновь уходит внутрь плоского корпуса (2), исключая риск нанесения дополнительных ран пациенту кончиком (9) колющей иглы (8).
Колющее приспособление (5) находится в подходящем подвижном держателе (10), зачастую именуемом кареткой ланцета. При этом подвижный держатель (10) может совершать поступательные движения вперед и назад с помощью прямолинейной направляющей (1) вдоль воображаемой оси колющего движения, которой на самом деле является ось колющей иглы (8).
Таким образом, колющее приспособление (5), в идеале, должно быть способным всегда совершать практически идентичные колющие движения (6); при этом скарификатор (1) имеет дальнейшие средства (12) для приведения в движение подвижного держателя (10).
Эти приводные средства (12) в настоящем примере воплощения данного изобретения включают в себя, в частности, криволинейный направляющий узел (13) и пружинный элемент (14) в виде пружины (15) с ножками. Первая ножка (16) пружинного элемента (14) закреплена в держателе (17) на корпусе, а вторая ножка (18) закреплена в держателе (19) криволинейного направляющего узла (13) так, что пружину можно натянуть.
Кроме того, привод (12) имеет криволинейную дорожку (20), в непосредственное зацепление с которой входит подвижный держатель (10). Криволинейная дорожка (20) входит в данном случае в состав криволинейного направляющего узла (13) так, что держатель (10) может уверенно перемещаться по криволинейной дорожке (20), когда криволинейный направляющий узел (13) поворачивают на оси (21). В состав держателя (10) входит обеспечивающий его движение по кривой элемент (22), вставленный в направляющую (23) криволинейной дорожки (20). Сама криволинейная дорожка (20) имеет форму бесконечного овала (24) на криволинейном направляющем узле (13) так, чтобы обеспечивающий движение держателя по кривой элемент (22) мог также бесконечно следовать по криволинейной дорожке (20) всегда в одном направлении.
Чтобы перемещать в ручную криволинейный направляющий узел (13) для натяжения с достаточно большой силой пружинного элемента (14), в верхней части (25) плоского корпуса (2) имеется приводимая в действие вручную кнопка (26), которую можно вдавить в плоский корпус (2) в направлении, указанном стрелкой (27). В ходе такого приведения скарификатора в рабочее состояние перемещается криволинейный направляющий узел (13), натягивается пружинный элемент (14), и весь скарификатор (1) приводится в готовое для использования состояние, показанное на Фиг.1. В ходе такого приведения скарификатора в рабочее состояние штифт (28) ручной кнопки (26) может нажимать на выступ (29) криволинейного направляющего узла (13), в результате чего криволинейный направляющий узел (13) повернется на своей оси (21). В результате натянется пружинный элемент (14). Теперь кнопка (26) может вернуться в свое исходное положение (см. Фиг.1) под воздействием винтовой пружины (30).
Для того чтобы осуществить спуск колющего приспособления (1), колющее приспособление (1) оснащено подходящим спусковым устройством (31), в состав которого входят толкатель (32) (см., например, Фиг.2 и Фиг.3) с запорным устройством (33). Это запорное устройство (33) можно приспособить таким образом, чтобы оно запирало также подвижный держатель (10), когда пружинный элемент (14) натянут. Таким образом, колющее движение (6) не может быть осуществлено до тех пор, пока не сработал толкатель (32) спускового устройства (31) в результате того, что это спусковое устройство (31) было задействовано.
На Фиг.1-3 скарификатор (1) изображен в готовом к применению состоянии с натянутой пружиной; при этом обеспечивающий движение держателя по кривой элемент (22) внутри направляющей (23) находится в своем стартовом положении (34) на криволинейной дорожке (20). Геометрию и характер взаимодействия криволинейного направляющего узла (13), криволинейной дорожки (20), поворота на своей оси (35) криволинейного направляющего узла (13) и, следовательно, криволинейной дорожки (20), держателя (10) и обеспечивающего движение держателя по кривой элемента (22) подбирают таким образом, чтобы обеспечивающий движение по кривой элемент (22) мог двигаться только в одном радиальном направлении (36) по криволинейной дорожке (20). В результате можно, в частности, гарантировать отсутствие колебаний держателя (10) с его колющим приспособлением (5) после осуществления колющего движения (6). Тем самым, можно гарантировать то, что за одно срабатывание скарификатора (1) колющее приспособление (5) только один раз выйдет из рабочего отверстия (4) скарификатора.
Чтобы пустить в ход готовый к применению скарификатор (1), нужно вручную воздействовать на толкатель (32), и запорное приспособление (33) отпустит криволинейный направляющий узел (13). После этого держатель (10) может совершить поступательное движение вперед (37) (см. Фиг.4) в направлении колющего движения (6), начав, тем самым поступательное движение вперед (37), с которым может быть связано давление на колющее приспособление (5), оказываемое на него силой движения пружины (38), возникающей в результате расширения пружины с ножками (15), или силой движения (38) второй ножки (18) пружины (15). Под воздействием движения пружины (38) криволинейный направляющий узел (13) поворачивается на оси (21). Таким образом, криволинейный направляющий узел (13) дополнительно направляется в направляющую (39) по участку дуги (40).
Благодаря повороту криволинейного направляющего узла (13) на оси обеспечивающий криволинейное перемещение держателя элемент (22) следует по криволинейной дорожке (20) в радиальном направлении (36), и держатель (10) с колющим приспособлением (5) может выполнить колющее движение (6). На Фиг. 4 и 5 скарификатор (1) показан в состоянии укола, когда держатель (10) достиг конца своего поступательного движения вперед (37). В этом случае обеспечивающий движение держателя по кривой элемент (22) находится ближе всего к рабочему отверстию (4).
Преимущество данного изобретения заключается в том, что в ходе поступательного движения назад (41) держателя (10) обеспечивающий его перемещение по кривой элемент (22) по-прежнему направляется вперед в радиальном направлении (36), как это, в частности, показано на Фиг.4. Такое немедленное обратное поступательное движение (41) становится возможным также благодаря продолжающемуся расширению пружины с ножками (15). Следовательно, обеспечивающий движение держателя по кривой элемент (22) никогда по-настоящему не движется назад по криволинейной дорожке (20) криволинейного направляющего узла (13). Вместо этого, обеспечивающий движение держателя по кривой элемент (22) всегда движется дальше и дальше по часовой стрелке по криволинейной дорожке (20) до тех пор, пока скарификатор (1) не достигнет состояния покоя с ненатянутой пружиной, показанного на Фиг.6.
Теперь скарификатор (1) можно снова натянуть, подготовив его, тем самым, к выполнению нового колющего движения (6). Для этого на ручную кнопку (26) нужно воздействовать в направлении, указанном стрелкой (27), при этом пружинный элемент (14) можно снова натянуть, т.е. сжать натягивающим движением (42). В ходе такого процесса натяжения обеспечивающий движение держателя по кривой элемент (22) перемещается еще дальше по криволинейной дорожке (20) в радиальном направлении (36) до тех пор, пока не возвратится в свое стартовое положение (34). При этом пружинный элемент (14) окажется натянутым, а скарификатор (1) будет снова готов к применению, как показано на Фиг.7. Здесь же отмечены входной участок (43) для обеспечивающего движение держателя по кривой элемента (22) на криволинейной дорожке (20) и входной участок (44) для обеспечивающего движение держателя по кривой элемента (22) на криволинейной дорожке (20). Обеспечивающий движение держателя по кривой элемент (22) проходит сквозь свой выходной участок (44) только после того, как сработало спусковое устройство скарификатора (1), когда обеспечивающий движение держателя по кривой элемент (22) покидает свое стартовое положение. Обеспечивающий движение держателя по кривой элемент (22) проходит сквозь свой выходной участок (43), когда взводится скарификатор (1) или натягивается пружинный элемент (14), а обеспечивающий движение держателя по кривой элемент (22) перемещается в свое стартовое положение (34). В этом смысле входной участок (43) и выходной участок (44) являются двумя разными участками криволинейной дорожки (20).
Дополнительные преимущества возникают в том случае, когда держатель (10) данного скарификатора (1) прямо вступает в сцепление с криволинейной дорожкой (20) так, что вращательное движение на оси криволинейного направляющего узла (13) может быть с очень малыми потерями прямо преобразовано в поступательное колющее движение (6) держателя (10).
Дополнительное преимущество вытекает из использования в основном овальной криволинейной дорожки по отношению к криволинейному направляющему узлу (13) для достижения максимального ускорения обеспечивающего движение держателя по кривой элемента (22) и, следовательно, колющего приспособления (5) при их движении сначала вперед, а потом - назад на наиболее прямых участках в основном овальной криволинейной дорожки (20). В идеале это должно еще больше снижать боль, испытываемую пациентом при уколе.
Криволинейная дорожка (20) в основном служит криволинейной направляющей для держателя (10) и связанной с ним работы спускового устройства. Благодаря такой дорожке колющее приспособление (5) может проколоть кожу только один раз, так как такая дорожка исключает характерные для более ранних пружинных систем колебания, из-за которых колющее устройство могло нанести пациенту еще один укол или даже несколько раз проколоть ему кожу. Еще одно преимущество всей конструкции данного скарификатора (1) заключается в том, что он очень плоский, так как его подвижные компоненты немногочисленны и могут быть в достаточной степени уплощенными. В частности, скарификатор требует только одного обеспечивающего движение держателя по кривой элемента (22), входящего в направляющий элемент (23) и, следовательно, не требующего дополнительного объема внутри скарификатора (1).
Все особенности, описанные в заявке, являются неотъемлемыми частями изобретения, так как отличаются от уже известных своей новизной как по отдельности, так и в сочетании друг с другом.
Обозначения на чертежах
1. Колющее приспособление
2. Корпус
3. Нижняя часть
4. Рабочее отверстие
5. Колющее устройство
6. Колющее движение
7. Внутренность корпуса
8. Колющая игла
9. Конец колющей иглы
10. Подвижный держатель
11. Прямолинейная направляющая
12. Привод
13. Криволинейный направляющий узел
14. Пружинный элемент
15. Пружина с ножками
16. Первая ножка пружины
17. Держатель корпуса
18. Вторая ножка пружины
19. Держатель криволинейного направляющего узла
20. Криволинейная дорожка
21. Ось
22. Обеспечивающий движение держателя по кривой элемент
23. Направляющий элемент
24. Бесконечная криволинейная дорожка
25. Верхняя сторона
26. Ручная кнопка
27. Стрелка, указывающая направление
28. Штанга кнопки
29. Проекция
30. Винтовая пружина
31. Спусковое устройство
32.Спуск
33. Запорное устройство
34. Стартовое положение
35. Поворот на оси
36. Радиальное направление
37. Поступательное движение вперед
38. Движение пружины
39. Направляющая
40. Участок дуги
41. Поступательное движение назад
42. Движение натяжения
43. Входной участок
44. Выходной участок
Реферат
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к прокалывающему устройству или скарификатору для забора проб крови с целью медицинского анализа кровяных капель, например, для измерения содержания сахара крови. Прокалывающее устройство или скарификатор для забора пробы крови с подвижным держателем для колющего устройства, с прямолинейной направляющей для направления подвижного держателя, с приводом подвижного держателя и со спусковым устройством для включения колющего движения колющего приспособления, в котором после ручного включения спускового устройства подвижный держатель может осуществлять поступательное движение под воздействием привода. Привод содержит криволинейный направляющий узел, который имеет бесконечную криволинейную дорожку, в непосредственное зацепление с которой входит подвижный держатель. Держатель повернут вокруг поворотной оси, которая расположена снаружи бесконечной криволинейной дорожки таким образом, что бесконечная криволинейная дорожка совершает поворот вокруг поворотной оси. Подвижный держатель выполнен с возможностью поступательного перемещения. Способ забора крови, согласно которому колющее устройство перемещают вперед, а затем немедленно перемещают назад. Колющее устройство выполнено с возможностью мгновенного вхождения в тело пациента хотя бы своим кончиком и совершает поступательное движение в подвижном держателе, приводимом в движение пружинным приводом. Подвижный держатель направляют непосредственно по бесконечной криволинейной дорожке криволинейного направляющего узла и внутри этой дорожки и поворачивают вокруг поворотной оси, которая рас
