Измеритель уровня глюкозы с прокалывающим устройством на основе er:аиг-лазера - RU2413462C2

Чертежи

Показать все 8 чертежа(ей)

Описание

Область техники

Изобретение относится к прокалывающим устройствам для безболевого забора крови и измерителям уровня глюкозы в крови, использующим эти устройства, и, в частности, к новым технологиям, которые применяют в области контроля уровня сахара в крови и которые обеспечивают выполнение прокалывания и измерения уровня сахара в крови посредством одного устройства. Более конкретно, настоящее изобретение относится к индивидуальным переносным устройствам для безболевого прокалывания, которые могут прокалывать кожу без причинения боли с помощью Еr:АИГ-лазера для медицины, а именно с помощью лазерного луча с длиной волны 2,94 мкм, которая имеет высокую степень поглощения в воде, что позволяет не причинять вреда человеку, а также к измерителям уровня глюкозы в крови, использующим эти устройства.

Уровень техники

Обычно устройство для генерации луча (лазерная головка) на основе Еr:АИГ-лазера, применяемое для прокалывания без причинения боли, включает часть, называемую отражателем, расположенную на внешнем контуре и изготавливаемую путем осаждения Аg, и/или Ni, и/или Сu, или их сплавов, или покрытия ими с нанесением их несколько раз на поверхность металлического корпуса с последующей ее обработкой, а также импульсную лампу для лазерной накачки и кристалл Еr:АИГ, которые встроены в отражатель. Мощность луча лазера, излучаемого лазерной головкой на основе Еr:АИГ-лазера, зависит от мощности импульсной лампы, а также объема, размеров и плотности кристалла Еr:АИГ.

Однако обычные безболевые прокалывающие устройства, в которых использован лазер, не обладают хорошим сцеплением между кожей и излучающей лазерной головкой на основе Еr:АИГ-лазера, в результате чего при прокалывании кожи лазерным лучом возникает глухой шум, на коже в месте взятия крови появляется белое пятно, и идет дым от обгоревшей кожи, что заставляет пациента чувствовать себя некомфортно. Также возможно повреждение сетчатки глаза из-за сильного раздражения, так как стекло импульсной лампы и лазерный луч, излученный на кожу, расположены в поле зрения.

Таким образом, интенсивность применения традиционных безболевых прокалывающих устройств, в которых используют излучающую лазерную головку на основе Еr:АИГ-лазера, уменьшилась из-за комплекса боязни пациента, несмотря на преимущества безболезненного прокалывания по сравнению с ланцетами, в которых используют иглу.

Если рассмотреть область техники, в которой применяют тест-полоски для измерения уровня сахара в крови, можно выделить три основные компании, такие как Johnson & Johnson (Джонсон и Джонсон), Abbot (Эббот) в США и Roche (Роше) в Германии, которые являются мировыми лидерами рынка, а также Allmedicus (Оллмедикус), Infopia (Инфопия), i-sense (И-сенс) и другие в Корее; все перечисленные выше компании предлагают на рынке оборудование по измерению уровня сахара в крови, полученной путем прокалывания с помощью ланцета в форме иглы.

Инсулинозависимые пациенты, которым требуется проверять уровень сахара в крови два-три раза в день в реальном времени, обычно прокалывают кончик пальца с помощью ланцета в форме иглы. Однако такой способ прокалывания является весьма болезненным, и, кроме того, при прокалывании выпускается избыточное количество крови, так как прокалывание выполняют путем надрезания кожи ланцетом. Кроме того, требуется остановить кровотечение в месте, где брали кровь, а после остановки кровотечения ранка заживает не сразу, поэтому имеется вероятность заражения вирусами или бактериями.

Кроме того, широкому использованию недавно описанных измерителей уровня глюкозы в крови на базе инфракрасного сканирования для непрямого измерения уровня сахара в крови препятствует невысокая точность измерений по сравнению со способом, основанным на непосредственном надрезе.

Кроме того, некоторые неудобства были связаны с приобретением оборудования и работой с ним, так как прокалывающее устройство и измеритель уровня глюкозы в крови изготавливают и поставляют отдельно друг от друга, поэтому измерение уровня сахара в крови выполняют только после подготовки обоих приспособлений.

Описание изобретения

Техническая проблема

Итак, настоящее изобретение предназначено для решения приведенных выше традиционных проблем, а задачей данного изобретения является создание лазерного безболевого прокалывающего устройства, при использовании которого не выделяется дым от обожженной кожи благодаря превосходному сцеплению между кожей и излучающей лазерной головкой на основе Еr:АИГ-лазера, малому количеству крови при каждом прокалывании и отсутствию боли при прокалывании.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание индивидуального переносного измерителя уровня глюкозы в крови, в котором безболевое прокалывающее устройство и устройство для измерения уровня сахара в крови объединены в одном изделии.

Техническое решение

Для решения приведенных выше задач, согласно настоящему изобретению, предложено прокалывающее устройство, применение которого практически не вызывает боли, для взятия крови с помощью Еr:АИГ-лазера, который, согласно настоящему изобретению, локально концентрирует лазерный луч на коже и повышает сцепление между кожей и излучающей лазерной головкой, что позволяет избежать психологического отторжения у пациента.

Таким образом, прокалывающее устройство, применение которого практически не вызывает боли, с применением Еr:АИГ-лазера, согласно настоящему изобретению, содержит излучающую лазерную головку на основе Еr:АИГ-лазера для генерации лазерного луча, требуемого для прокалывания кожи; насадку, установленную на переднем конце излучающей лазерной головки, что позволяет локально сконцентрировать лазерный луч на коже; кожух для размещения головки и насадки.

Технический результат

Как описано выше, настоящее изобретение позволяет избежать заражения вирусами или бактериями без стерилизации прокалывающей части, так как излучаемый луч лазера на начальном этапе нагревает кожу до температуры 1000°, выполняя, таким образом, стерилизацию.

Кроме того, имеется возможность в первую очередь устранить запах и дым, которые выделяются при прожигании кожи, а также глухой шум благодаря тому, что насадка и наконечник для сцепления с кожей расположены на переднем конце излучающей лазерной головки на основе Еr:АИГ-лазера.

Также имеется возможность избежать открытого свечения путем применения кожуха из технической пластмассы.

Описание чертежей

На Фиг.1 схематически изображена общая конструкция предлагаемого безболевого прокалывающего устройства на основе Еr:АИГ-лазера;

на фиг.2 схематически изображена часть безболевого прокалывающего устройства на основе Еr:АИГ-лазера;

на фиг.3 схематически изображен наконечник для сцепления с кожей согласно одному из вариантов осуществления изобретения;

на фиг.4 изображен трехмерный вид сзади наконечника для сцепления с кожей, представленного на фиг.3;

на фиг.5 изображены в разобранном виде насадка и блокирующий переключатель на одной стороне кожуха согласно настоящему изобретению;

на фиг.6 показан вид изнутри одного варианта предлагаемого безболевого прокалывающего устройства, в котором применен Еr:АИГ-лазер, с открытой стороной кожуха;

на фиг.7 представлена внутренняя конструкция безболевого прокалывающего устройства, представленного на фиг.6, со снятой частью кожуха в месте присоединения наконечника для сцепления с кожей, и излучающая лазерная головка на основе Еr:АИГ-лазера;

на фиг.8 представлена принципиальная схема измерителя уровня глюкозы в крови согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

Перечень позиций чертежей

1: Передняя крепежная крышка

2: Отражатель

3: Импульсная лампа

4: Задняя крепежная крышка

5: Фокусирующая линза

6: Держатель фокусирующей линзы

7: Полупрозрачное зеркало

8: Переднее крепление

9: Кристалл Еr:АИГ

10: Заднее крепление

11: Полностью отражающее зеркало

12: Смотровая пленка

13: Наконечник для сцепления с кожей

14: Соединительное устройство

15: Амортизирующая пружина

16: Поддерживающий захват

21: Конденсатор

22: Заряжающий трансформатор

23: Измерительный контур для измерения уровня глюкозы в крови

24: Полосовой датчик для измерения уровня глюкозы в крови

25: Соединитель

26: Устройство ввода-вывода

27: Пусковой трансформатор

28: Контур для контроля луча лазера

29: Источник питания (аккумуляторная батарея)

30: Микропроцессор (MPU) и периферийный контур

31: Рукоятка блокирующего переключателя

32: Кожух

33: Крепление блокирующего переключателя

Пример осуществления изобретения

Прокалывающее устройство для безболевого прокалывания для осуществления технической задачи настоящего изобретения включает излучающую лазерную головку на основе Еr:АИГ-лазера для генерирования лазерного луча, требуемого для прокалывания кожи; насадку, установленную на переднем конце указанной головки, так что лазерный луч может быть локально сконцентрирован на прокалываемом участке кожи; и кожух для размещения указанных головки и насадки (п.1 формулы изобретения).

Более конкретно, как указано в пп.1 и 2 формулы настоящего изобретения, прокалывающее устройство может включать излучающую лазерную головку на основе Еr:АИГ-лазера, выполненную с возможностью генерирования лазерного луча и его излучения в одном направлении; насадку, установленную на переднем конце излучающей лазерной головки на основе Еr:АИГ-лазера на оси, совпадающей с осью кристалла Еr:АИГ в составе излучающей лазерной головки на основе Еr:АИГ-лазера на заданном расстоянии от этого кристалла; наконечник для сцепления с кожей, установленный на переднем конце насадки, что позволяет ему находиться в тесном контакте с кожей и предотвращать загрязнение излучающей лазерной головки на основе Еr:АИГ-лазера из-за брызг крови при прокалывании и дыма, который выделяется при прожигании кожи, причем убедиться в его пригодности к использованию можно невооруженным глазом; кожух для размещения в нем указанных головки и насадки.

Также в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения имеется корпус, который выполнен пропускающим с возможностью пропускания через себя лазерного луча, который прикреплен своим задним концом к переднему концу насадки с возможностью отсоединения и передний конец которого наклонен на 68 градусов по отношению к лазерному лучу, проходящему через этот корпус, что позволяет осуществить более близкий контакт с кожей; смотровая пленка, которая установлена в задней части корпуса с обеспечением возможности визуального наблюдения при использовании наконечника для сцепления с кожей во избежание разбрызгивания крови в момент прокалывания, а также во избежание загрязнения насадки из-за дыма и для предотвращения заражения пациента при повторном использовании наконечника (пп.3 и 4 формулы изобретения).

В данном варианте реализации изобретения наконечник для сцепления с кожей изготовлен из полиэфира или подобного материала прессованием под высоким давлением с возможностью блокирования шума, вспышки, света, дыма и прочих подобных явлений в момент излучения лазера, причем конструкция наконечника позволяет немного протолкнуть кожу в переднюю часть корпуса при ее соприкосновении с прокалывающей частью. Кроме того, из гигиенических соображений конструкция наконечника для сцепления с кожей такова, что его легко отсоединить от передней части насадки, то есть он может быть утилизирован. Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления изобретения на внешней поверхности корпуса наконечника может быть установлен поддерживающий захват для сцепления с кожей для предотвращения возмущений от проходящего воздуха при работе (см. фиг.3 и 4).

Кроме того, излучающая лазерная головка на основе Еr:АИГ-лазера в предпочтительном варианте осуществления изобретения включает отражатель, в котором сформирована полость;

кристалл Еr:АИГ, расположенный в полости отражателя;

полностью отражающее зеркало, установленное у задней поверхности кристалла Еr:АИГ;

полупрозрачное зеркало, установленное у переднего торца кристалла Еr:АИГ;

импульсную лампу, установленную в полости отражателя на некотором расстоянии от кристалла Еr:АИГ;

переднюю и заднюю крепежные крышки, установленные соответственно на переднем и заднем концах отражателя с обеспечением возможности поддержки обоих торцов кристалла Еr:АИГ и импульсной лампы;

переднее и заднее крепления, вставленные снаружи на переднем и заднем концах отражателя для жесткого скрепления передней и задней крепежных крышек и отражателя (см. п.5 и фиг.1, 2).

Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления изобретения насадка может включать держатель фокусирующих линз, который вставлен в переднее крепление излучающей лазерной головки на основе Еr:АИГ-лазера;

фокусирующую линзу, установленную в отверстии держателя фокусирующей линзы с возможностью концентрирации лазерного луча на прокалываемом участке кожи, что позволяет выполнить безболезненное прокалывание;

соединительное устройство наконечника для сцепления с кожей, установленое на переднем конце держателя фокусирующей линзы;

амортизирующую пружину, расположенную между указанным соединительным устройством и держателем фокусирующей линзы (п.6 формулы изобретения).

Согласно описанной выше конструкции можно предотвратить загрязнение насадки и фокусирующей линзы кровью и дымом, которые выделяются при прокалывании, благодаря использованию наконечника для сцепления с кожей, устанавленного с возможностью отсоединения на соединительном устройстве, что позволяет существенно уменьшить психологический эффект боли и реальную боль пациента при прокалывании кожи благодаря минимизации повреждения кожи при прокалывании. Кроме того, пружина, находящаяся между насадкой и держателем фокусирующей линзы, выполняет амортизирующую роль при контакте кожи и наконечника для сцепления с кожей.

Кроме того, в варианте предлагаемого безболевого прокалывающего устройства, в котором использован Еr:АИГ-лазер, представленном на фиг.5-7, на кожухе, к которому подсоединена насадка, установлен блокирующий переключатель, благодаря которому луч лазера нельзя использовать для какой-либо другой цели, отличной от прокалывания.

Согласно п.п.7 и 8 формулы изобретения предлагаемый измеритель уровня глюкозы в крови в дополнение к вышеописанному безболевому прокалывающему устройству, в котором использован Еr:АИГ-лазер, включает соединитель для установки датчика для измерения уровня сахара в крови, контур для измерения уровня сахара в крови и средства отображения измеренной величины уровня сахара в крови, такие как жидкокристаллический дисплей и т.п., так что прокалывание и измерение можно выполнить с помощью одного агрегата (см. фиг.8). Также, в предпочтительной реализации изобретения для управления соответствующим конструктивным элементом используют микропроцессор, который расположен на печатной плате и в который встроена программа для записи и обработки результатов предыдущих измерений уровня сахара в крови.

Кроме того, безболевое прокалывающее устройство с использованием Еr:АИГ-лазера и устройство для измерения уровня сахара в крови на его основе требуют использования средств ввода/вывода для отображения информации о работе или обработке результатов и самих результатов или выводов, как очевидно для специалиста.

Другими словами, в области техники, к которой относится настоящее изобретение, а также в области электронной промышленности хорошо известны способы контроля и устройства для вывода энергии лазерного луча, средства отображения результатов или выводов и прочее в рамках объема настоящего изобретения. Таким образом подробное описание средств ввода/вывода не включено в данный документ.

Далее в настоящем документе подробно описана со ссылками на соответствующие чертежи конструкция и принцип действия предлагаемых безболевого прокалывающего устройства с Еr:АИГ-лазером и измерителя уровня глюкозы в крови.

1. Безболевое прокалывающее устройство, использующее Еr:АИГ-лазер

На фиг.1-4 приведены изображения безболевого прокалывающего устройства с использованием лазера, выполненного согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, насадки, которая является одним из основных конструктивных элементов, и утилизируемого наконечника для сцепления с кожей.

Как показано на фиг.1, в данном варианте выполнения изобретения излучающая лазерная головка на основе Еr:АИГ-лазера содержит отражатель 2 с внутренней полостью, кристалл Еr:АИГ 9, установленный в полости отражателя 2 таким образом, что оба его торца обращены из этой полости наружу, зеркала 7, 11 установленные на обоих торцах кристалла Еr:АИГ 9, и импульсную лампу 3, вставленную в полость отражателя на некотором расстоянии от кристалла Еr:АИГ 9. Торцы кристалла Еr:АИГ и импульсную лампу поддерживают передняя крепежная крышка 1 и задняя крепежная крышка 4, установленные соответственно на обоих концах отражателя с предотвращением их перемещения, при этом на переднем и заднем концах отражателя вставлены снаружи соответствующие переднее и заднее крепления 8, 10 для жесткого скрепления передней и задней крепежных крышек и отражателя.

При этом, с передней стороны кристалла Еr:АИГ9 установлено полупрозрачное зеркало 7, а с задней его стороны установлено полностью отражающее зеркало 11.

Кристалл Еr:АИГ 9 генерирует лазерный луч, достаточно сильный для обеспечения гидрофильности и имеющий длину волны 2,94 мкм и энергию 0,1-0,6 мДж, путем лазерного перехода 4111/2→4113/2 в кристалле после генерации и фокусировки вспышки от импульсной лампы 3, причем сила луча лазера зависит от кристаллической структуры, плотности, объема кристалла и количества света, испускаемого импульсной лампой.

В настоящем варианте осуществления изобретения кристалл изготовлен путем легирования мелким порошком из алюмине-иттриевого граната (Y₃Al₅O₁₂) при температуре 1870 градусов, что позволяет излучать луч лазера равномерно на заданное расстояние, при этом его интенсивность поддерживается постоянной. На поверхность кристалла нанесено покрытие, не содержащее ОН, а затем полученное изделие обработано до шероховатости поверхности менее 1 мкм.

Так как кристалл Еr:АИГ 9 должен сохранять свою чистоту и прозрачность, его легирование занимает продолжительное время и требует применения знаний и умения опытного технического персонала, так как механическая обрезка и шлифовка до шероховатости поверхности менее 1 мкм необходимы для сохранения линейности лазерного луча и во избежание интерференции и разброса.

Импульсная лампа 3 для накачки лазерного луча представляет собй устройство, генерирующее вспышку 80-100 Вт·с, в результате чего на кристалл Еr:АИГ 9 подается энергия. В настоящем варианте осуществления изобретения лампа генерирует вспышку около 80-100 Вт·c с использованием пускового напряжения после подачи высокого напряжения на оба электрода цилиндрической стеклянной трубки стержневого типа, которая заполнена ксеноном под пониженным давлением 400-700 мм рт.ст., причем расстояние между этими электродами составляет 40-45 мм.

Отражатель, который реализован путем установки кристалла Еr:АИГ 9 и импульсной лампы 3 на заданном расстоянии друг от друга, представляет собой элемент для формирования внешнего вида излучающей лазерной головки на основе Еr:АИГ-лазера и предназначен для инициирования и фокусировки вспышки, которую испускает импульсная лампа 3 и которая отражается на кристалл Еr:АИГ 9 внутренней поверхностью отражателя не менее чем на 98%.

В настоящем варианте осуществления изобретения на поверхность кварцевого стекла при изготовлении отражателя наносят серебро в виде паров, для сохранения отражающей способности не менее 98%, и наносят покрытие из сплава никеля и алюминия для предотвращения окисления серебра (Аg), а затем выполняют фрезеровку поверхности кристалла.

Зеркала 7 и 11, которые позволяют излучать луч лазера, сфокусированный кристаллом Еr:АИГ 9, с сохранением линейности и заданного направления, тщательно обработаны так, чтобы сохранить плоскостность 10^-9 м в соответствии с углом излучения и направлением луча лазера, а их поверхность отполирована.

Кроме того, полупрозрачное зеркало 7, установлено в направлении, в котором происходит излучение лазерного луча (на переднем конце) и обработано таким образом, чтобы коэффициент пропускания составлял более 50%. Полностью отражающее зеркало 11 установлено с противоположной (задней) стороны и обработано таким образом, что луч лазера, фокусируемый кристаллом Еr:АИГ может отражаться в направлении их излучения не менее чем на 90%, что позволяет сохранить линейность и поддержать направление излучения.

Это достигается путем улучшения традиционной технологии Еr:АИГ-лазеров и приводит к минимизации потерь при излучении луча лазера из-за интерференции и рассеяния и повышению степени пропускания и линейности луча лазера путем установки полностью отражающего зеркала и полупрозрачного зеркала 7, 11 с обоих соответствующих концов излучающей лазерной головки на основе Еr:АИГ-лазера.

Как показано на фиг.1 и 2, предлагаемая насадка установлена с передней стороны полностью отражающего зеркала 7 излучающей лазерной головки на основе Еr:АИГ-лазера.

Также имеется держатель 6 фокусирующей линзы, фокусирующая линза 5, вставленная в отверстие держателя фокусирующей линзы, соединительное устройство 14, вставленное с внешней стороны этого держателя, и амортизирующая пружина, установленная между ними.

Фокусирующая линза 5 представляет собой элемент для фокусировки лазерного луча, излучаемого в заданном направлении на кожу для прокалывания с точной фокусировкой, причем глубина проникновения в кожу должна составлять не более 0,5 мм, а диаметр - в пределах 0,3 мм, чтобы не затронуть нервные окончания дермы, что может вызвать боль, хотя устройство может прожечь отверстие диаметром 0,1-0,5 мм на глубину 0,2-4 мм. Для сохранения глубины прокалывания кожи и диаметра прокола расстояние от зеркала 7 в направлении излучения луча лазера до фокусирующей линзы должно быть в пределах 13-15 мм, а расстояние от фокусирующей линзы до поверхности кожи следует установить в пределах 17,5-18,0 мм.

Таким образом можно легко собрать кровь в объеме не менее 0,5 мкл, который необходим для измерения уровня сахара, путем стимуляции потока крови из капилляра между внешними и внутренними тканями в течение 4000-500 мкс и минимизировать размеры поврежденного участка и боль.

В зависимости от мощности луча лазера можно отрегулировать количество собираемой крови до 1-500 мкл, что является преимуществом, которое предотвращает появления запаха, выделяющегося при прокалывании кожи, и глухого звука при прокалывании. При этом изобретение обеспечивает минимизацию потерь энергии из-за интерференции и разброса, а производительность повышена благодаря полировке до 10^-9 м после тщательной обработки поверхности фокусирующей линзы 5.

Насадка, выполненная как описано выше, предназначена для блокирования/поглощения вспышки импульсной лампы и звуков при прокалывании, которые являются основными недостатками известных устройств.

Другими словами, предлагаемую насадку можно назвать «воздухонепроницаемой и взрывобезопасной».

Кроме того, соединительное устройство 14, вставленное в передний конец держателя фокусирующей линзы, в которое встроена линза, изготовлено из уплотненного полиэфира, что позволяет улучшить шумопоглощение путем сохранения герметичности.

Кроме того, край этого устройства уплотнен термоусадочной трубкой, изготовленной прессованием из вспененной конструкционной пластмассы, что позволяет блокировать вспышку, излучаемую импульсной лампой 3, и поглотить шум.

Наконечник 13 для сцепления с кожей (см. фиг 3 и 4) изготовлен так, что легко вставляется в соединительное устройство 14 на передней части насадки при нажатии пальцем.

Наконечник для сцепления с кожей, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, изготовлен из упругого мягкого материала, такого как силиконовая резина, так чтобы при невысокой степени сжатия он сохранял непроницаемость для воздуха, что позволяет легко собрать кровь и устранить боль при прокалывании.

Также наконечник для сцепления с кожей в настоящем варианте осуществления изобретения имеет на заднем цилиндрическом конце тонкую смотровую пленку 12, изготовленную из тонкого полиэтилена, которая вставлена в соединительное устройство 14 насадки и согласована с фокусирующей линзой, вследствие чего можно предотвратить уменьшение линейности и коэффициента проникновения луча лазера в момент прокалывания кожи лучом Еr:АИГ-лазера из-за загрязнения фокусирующей линзы кровью и предотвратить загрязнение собранной крови. Также благодаря тому, что лазерный луч прокалывает полиэтиленовую пленку в момент излучения (то есть по меньшей мере однажды при его использовании), можно невооруженным глазом определить возможность ее повторного использования. Поддерживающий захват 16 выступает за внешнюю границу корпуса наконечника для сцепления с кожей для предотвращения качаний при прокалывании.

Безболевое прокалывающее устройство с применением Еr:АИГ-лазера согласно настоящему варианту осуществления изобретения имеет два защитных устройства.

Одно устройство представляет собой блокирующий датчик (не показан на чертеже), установленный на соединительном устройстве для постоянной поддержки состояния блокировки до тех пор, пока наконечник для сцепления с кожей 13 не будет полностью соединен с соединительным устройством насадки 14. Таким образом, блокирующий датчик подает сигнал на излучение луча лазера только если палец прижат к наконечнику для сцепления с кожей и тем самым полностью соединен с соединительным устройством.

Другое защитное устройство, как показано на фиг.5, представляет собой приспособление, в котором блокирующий датчик (не показан) присоединен к держателю 33 блокирующего переключателя, расположенному внутри кожуха 32, а для включения лазерного луча используют рукоятку 31 в форме стопора, предназначенную для перемещения блокирующего переключателя и расположенную вне кожуха. Таким образом, данные защитные устройства работают таким образом, что луч лазера не может попасть на другие участки тела, кроме пальца.

2. Измеритель уровня глюкозы в крови

На фиг.8 приведена принципиальная схема измерителя уровня глюкозы в крови согласно настоящему изобретению.

Как показано на чертежах, измеритель уровня глюкозы в крови включает отражающие/полупрозрачные зеркала 7, 11, установленные соответственно у обоих концов кристалла Еr:АИГ 9, и печатную плату, в которую встроена управляющая цепь 28, содержащая конденсатор 21 высокой мощности и зарядные/пусковые трансформаторы 22, 27, так что этот измеритель может быть использован в любое время в любом месте и может иметь небольшие размеры и вес.

Кроме того, измеритель уровня глюкозы в крови включает источник 29 питания, в котором используется литий-ионная батарея, что позволяет выполнить прокалывание и измерение уровня глюкозы в крови более сотни раз без подключения к источнику переменного тока. Кроме того, в нем имеется периферийный контур 30, включающий микропроцессор и встроенный в небольшую печатную плату.

Управляющий контур 28 для управления лазерным лучом, встроенный в печатную плату, заряжает напряжением от трансформатора конденсатор и управляет электрической мощностью источника питания посредством управляющего контура, регулируя тем самым мощность импульсной лампы в пределах 80-100 Вт·с, в результате чего мощность луча Еr:АИГ-лазера может быть изменена в пределах от 0,1 Дж до 0,6 Дж.

Кроме того, перемещение защитного устройства, предотвращающего излучение лазерного луча на какую-либо иную часть тела, кроме прокалываемой области, взаимосвязано соединено с индикацией [READY] (готово) на устройстве ввода/вывода 26, включающем контур 28 и жидкокристаллический дисплей, следовательно, устройство можно использовать только для прокалывания и измерения уровня сахара в крови.

Соединитель 25 представляет собой элемент конструкции, предназначенный для установки полосового датчика 24 для измерения уровня глюкозы в крови, в котором хранится информация об уровне сахара. Эта информация передается на контур 23 измерения уровня глюкозы в крови, который встроен в печатную плату, и отображается в виде численного значения на жидкокристаллическом дисплее, а значение уровня глюкозы сохраняется.

Полосовой датчик для измерения уровня глюкозы в крови, выполненный в виде полосы для взятия крови объемом 0,5 мкл с помощью Еr:АИГ-лазера и предоставления информации об уровне глюкозы в крови согласно электрической и химической реакциям, включает вкладку для впитывания собранной крови, вставной датчик для определения возможности получения информации об уровне глюкозы в собранной крови, а также соединитель 25 контактного типа для передачи собранной информации об уровне глюкозы в крови на контур 23 с помощью электрохимического анализа после реакции с реагентом, впрыснутым на полосу.

Соответственно возможно точно измерить уровень сахара в крови с использованием минимального количества крови.

В настоящем варианте осуществления изобретения на печатной плате установлены 32-битный микропроцессор с периферийным контуром, причем в него встроено программное обеспечение для контроля/выполнения измерения уровня глюкозы в крови, как описано выше, что позволяет упростить и миниатюризировать рабочий контур и тем самым устранить факторы, вызывающие погрешность измерения, неисправности и неправильную работу из-за сложной электрической цепи.

Дополнительный вариант осуществления изобретения

Кроме элементов конструкции, описанных выше, измеритель уровня глюкозы в крови согласно настоящему изобретению включает управляющую кнопку для изменения мощности луча лазера от восьмой ступени минимум до шестнадцатой ступени максимум путем регулирования электрической энергии, подаваемой на импульсную лампу, в зависимости от индивидуальных особенностей пациента, что в свою очередь реализовано путем изменения напряжения на аноде и катоде от 400В минимум до 700В максимум.

Кроме того, измеритель уровня глюкозы в крови в настоящем варианте осуществления изобретения оснащен программой для отображения данных о прошлых измерениях уровня глюкозы в крови, оставшемся заряде аккумулятора, дате и времени измерения уровня глюкозы в крови и т.п. путем отображения численной информации на экране жидкокристаллического дисплея.

Промышленная применимость

Как описано выше, настоящее изобретение предназначено для сбора крови объемом около 0,5 мкл без причинения боли, так что предлагаемое устройство обладает преимуществами при использовании его инсулинозависимыми пациентами (диабетиками).

Кроме того, настоящее изобретение позволяет избежать заражения вирусами или бактериями при отсутствии необходимости стерилизации прокалывающей части, так как излучаемый луч лазера на начальном этапе нагревает кожу до температуры 1000 градусов, выполняя, таким образом, стерилизацию.

Также имеется возможность в первую очередь устранить запах и дым, которые выделяются при прожигании кожи, а также глухой шум, путем расположения насадки и наконечника, соприкасающейся с кожей и имеющий хорошее сцепление с кожей, в передней части излучающей лазерной головки на основе Еr:АИГ-лазера.

Кроме того, имеется возможность избежать выхода световой вспышки наружу путем применения кожуха из технической пластмассы.

Реферат

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к приборам для измерения уровня глюкозы в крови и используемым в нем прокалывающим устройствам. Измеритель содержит безболевое прокалывающее устройство, соединитель для вставки полосового датчика для измерения уровня глюкозы в крови, измерительный контур и средства отображения измеренного значения уровня глюкозы в крови. Безболевое прокалывающее устройство состоит из излучающей лазерной головки на основе Еr:АИГ-лазера, предназначенной для прокалывания кожи; насадки, установленной на переднем конце указанной головки, и кожуха для размещения в нем указанных головки и насадки. При этом насадка выполнена воздухонепроницаемой и расположена так, что лазерный луч может быть локально сконцентрирован на прокалываемом участке кожи. Использование группы изобретений позволяет повысить сцепление между кожей и излучающей лазерной головкой и минимизировать болевые ощущения при прокалывании.2 н. и 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

Формула